Angewandte Forschung für eine nachhaltige Wirtschaft und Gesellschaft

Nachhaltige Wertschöpfung durch Lösungen für eine effiziente, ressourcenschonende Wirtschaft und Gesellschaft

Das Fraunhofer IIS arbeitet zum Wohl der Gesellschaft und zur Stärkung der deutschen und europäischen Wirtschaft. Eine wichtige Aufgabe ist dabei der Wandel zu einer nachhaltigen Wertschöpfung.

Mit unseren Wurzeln in der Mikroelektronik und unserem Spektrum von Technologien, Methoden und Prozessen liefern wir Lösungen in Form von Komponenten bis hin zu gesamten Systemen.

 

Konkret spannen wir dabei den Bogen von

  • der Entwicklung von energie-effizienter Elektronik und Rechner-Hardware (Green ICT)
  • über Forschung an datensparsamen und energie-effizienten Algorithmen für Signalverarbeitung und KI (Green ICT)
  • sowie an Schaltungen, Algorithmen und Systemansätzen für ressourcenschonenden Optimierung von Prozessen - etwa im Bereich Datenmanagement, Logistik oder Agrar (Green by ICT)
  • bis hin zur Erarbeitung neuer Geschäftsmodelle für eine nachhaltige Wirtschaft und Gesellschaft

Unsere Lösungen helfen unseren Partnern und Kunden, auf ihrem Weg zu einer nachhaltigen Wertschöpfung stets alle relevanten Daten im Blick zu haben, um

  1. im ökonomischen, ökologischen und sozialen Sinne nachhaltiger zu wirtschaften und 
  2. stets Auskunft über Ihre aktuellen Kennzahlen geben zu können - etwa für die Nachhaltigkeitsberichterstattung

Ausblick unserer Institutsleiter

Greent ICT und Nachhaltige KI-Anwendungen als wichtige Beiträge zur technologischen Souveränität Europas.

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Green ICT

Institutsleiter Albert Heuberger spricht im Interview über die Entwicklung von Elektronik für energiesparsame Informations- und Kommunikationstechnik.

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Nachhaltige KI-Anwendungen

In diesem Statement zeigt Institutsleiter Alexander Martin, wie wir die europäische KI-Souveränität sichern. Ein wesentlicher Baustein: Nachhaltige KI-Anwendungen.

In diesen Projekten forschen wir an nachhaltigen Lösungen

Nachhaltige Hardware 

Green ICT

Der Energieverbrauch der Informations- und Kommunikationstechnik steigt aktuell stetig. Daher forschen wir an neue Rechnerstrukturen und Zero Power Solutions. Green ICT (grüne Informations- und Kommunikationstechnologie) soll zudem langlebig arbeiten sowie ressourcen- und energieeffizient in Produktion und Nutzung sein.

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Neuromorphe Hardware

Der immense Energieverbrauch von KI-Algorithmen widerspricht dem Ziel der CO2-Reduktion. Eine mögliche Lösung kann hier neuromorphe Hardware sein, die darauf abzielt, die Berechnung neuronaler Netze, als wichtigster Bestandteil einer KI, so energiesparend wie möglich umzusetzen. Weiterhin wird erst durch neuromorphe Hardware die Berechnung von KI-Algorithmen in der Edge (dezentral und somit nah am Sensor) möglich, was den Energieverbrauch für den ansonsten benötigten Datentransport in die Cloud reduziert.

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Datenerfassung und -kommunikation 

mioty - energieeffiziente Kommunikationstechnologie

Die äußerst energieeffiziente Übertragungstechnologie sorgt für ein effizientes Condition Monitoring/Predictive Maintenance in vielen IoT-Anwendungsbereichen wie Industrie 4.0, Smart City und Smart Building.  

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mioty im Agrarbereich

Die vom Forschungsverbund FutureIOT und Fraunhofer IIS entwickelten Lösungen zur kontinuierlichen, ortsaufgelösten Erfassung von Bodenparametern hilft den Landwirtinnen und Landwirten, ihre Böden einfach, kostengünstig sowie zeitsparend zu monitoren und gleichzeitig der Dokumentationspflicht für die Behörden nachzugehen. Damit wird die Düngung bedarfsgerecht reduziert, der Nitratbelastung entgegengewirkt sowie eine schonende und intelligente Verteilung der knapper werdenden Ressource Wasser sichergestellt. 

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Enabling-Technologie für autonomes Fahren

Erst durch einen flächendeckenden Einsatz von V2X-Kommunikation wird eine effiziente und bedarfsgerechte Steuerung von Verkehrsflüssen zur Stauvermeidung möglich. V2X-Technologien sind eine wichtige Grundlage für das autonome Fahren und die damit verbundenen Car-Sharing und Mobilitätskonzepte. Durch V2X-Kommunikation wird der Verkeher sicherer, Unfälle können vermieden werden.

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Energieeffiziente Kommunikationsnetze

Eines der wichtigsten Ziele bei der Entwicklung der 6. Generation Mobilfunk ist die Senkung des Energieverbrauchs für die Netzinfrastruktur. Eine wichtige Rolle spielt hierbei der Einsatz von KI-Algorithmen sowie die Entwicklung von effizienten Algorithmen und Übertragungsverfahren.

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Energieeffiziente Verteilung von Daten in der Mobilität

Leistungsstarke Datenverbindungen – innerhalb und außerhalb des Automobils – sind das Herzstück des Fahrzeugs der Zukunft. Immer dann, wenn die gleichen Daten an eine große Menge an Nutzern übetragen werden muss, spielt der digitale Rundfunk seine Vorteile aus. Energieffizient, datensparsam und schonender Umgang mit der wertvollen Ressource Frequenz.

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Data Analytics

 

Datengetriebene Kreislaufwirtschaft durch Data Analytics und neue Geschäftsmodelle

Die Wiederverwendung von Produkten ist nachhaltig, da sie Ressourcen schont und häufig auch Energie spart. Data Analytics Methoden und neue Geschäftsmodelle wie smarte Produkt-Service Systemen (sPSS) können einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz und Schließung von Stoffkreisläufen leisten. Die wesentliche Voraussetzung für die Steigerung der ökologischen Nachhaltigkeit ist hierbei die zielgerichtete Nutzung von Produkt- und Prozessdaten. Darauf wollen wir Methoden des Forecasting for Remanufacturing und Inventory Control for Manufacturing anwenden.

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Grüne Transportlogistik

Das anhaltende starke Wachstum des Straßengüterverkehrs ist ein wesentlicher Mitverursacher von Infrastruktur- und Umweltbelastungen sowie von Verkehrsproblemen. Sowohl die Reduktion der rund 151 Mio. Leerfahrten pro Jahr durch Konsolidierung von Aufträgen und bestehenden Transportnetzen als auch die Verlagerung von Güterströmen auf die Schiene durch effizientere Prozessabwicklung in Kombinierter-Verkehr(KV)-Terminals tragen zu einer nachhaltigen Transportlogistik bei.

Referenzprojekte: 

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Phänotypisierung

Die sogenannte Phänotypisierung ist eine Möglichkeit, um Pflanzen zu identifizieren, die z. B. auch bei hohen Temperaturen im Zuge der Klimakrise ausreichend Ertrag liefern.

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Sortierung und Recycling mit Röntgentechnik

Um Rohstoffe zuverlässig sortieren bzw. identifizieren zu können, erforscht das Fraunhofer EZRT Dual-Energy-Verfahren. Dabei wird ausgenutzt, dass die Energieabhängigkeit des sog. Schwächungskoeffizienten eines Materials für jedes Material unterschiedlich ist. 

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Produktionsmonitoring von Gussteilen mit Röntgentechnik

Wir erkennen frühzeitig Abweichungen vom optimalen Produktionsprozess und regeln den Prozess derart, dass die vorgegebene Bauteil- bzw. Produktqualität stets erreicht wird und somit kein Ausschuss entsteht. 

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Unsere Inline-CT-Systeme können Abweichungen vom optimalen Produktionsprozess frühzeitig erkennen.

Energie

Energy Control

Die zunehmende Diversifizierung des Energiemarktes stellt unsere Gesellschaft, die zuständigen Netzbetreiber, sowie den Staat vor grundlegende Herausforderungen. Um die Energieinfrastruktur nicht zu überlasten und sie energieeffizient zu nutzen, wollen wir einerseits Verfahren entwickeln, welches den Strom- und Wärmebedarf in Deutschland auf verschiedenen Ebenen und über verschiedene Zeithorizonte möglichst akkurat vorhersagt. Andererseits wollen wir durch mathematische Optimierungsverfahren die Nutzung verschiedener Energiequellen im industriellen Betrieb effizient steuern.

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Energy Harvesting-Technologien

Energy Harvesting macht Kabel zur Stromversorgung oder das Nachladen von Batterien in mobilen Geräten überflüssig. Vibrationen an Geräten, Maschinen oder Bauwerken oder Temperaturunterschiede zwischen Rohren, Leitungen, Heizkörpern oder Ventilen und der Umgebung werden für ide autarke Energieversorgung genutzt, um elektrische Energie zur Versorgung von kleinen elektronischen Systemen zu erzeugen.  

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Soziale Nachhaltigkeit

 

Mitarbeiterzentrierung für nachhaltige Organisationen

Neue nachhaltige Prozesse im Unternehmen, angestoßen durch Technologien oder veränderte Organisationsziele, stoßen einen Change-Prozess für Mitarbeitende an. Wir analysieren und optimieren mit Hilfe von datenbasierten Methoden Prozesse und Arbeitsumgebungen aus einer mitarbeiterzentrierten Perspektive, um einen nachhaltigen Change in eine grüne und soziale Unternehmenskultur zu realisieren. 

Referenzprojekte:

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Erfahren Sie mehr

Stets aktuell: Serie Nachhaltigkeit im Online-Magazin des Fraunhofer IIS

Wir halten Sie über unsere Lösungen für eine nachhaltigere Wirtschaft und Gesellschaft  auf dem Laufenden: In unserer Magazin-Serie zum Thema Nachhaltigkeit präsentieren wir aktuelle Ansätze, Projekte und unsere Expertinnen und Experten.

Das Fraunhofer IIS als verantwortungsvolle Organisation und engagierter Arbeitgeber

Das Fraunhofer IIS übernimmt als Organisation seit Beginn Verantwortung. Erfahren Sie mehr über unsere Pluspunkte als verantwortungsvoller Arbeitgeber.  

Fraunhofer Strategische Forschungsfelder

Die sieben Fraunhofer Strategischen Forschungsfelder bilden die Schwerpunkte des Forschungsportfolios der Fraunhofer-Gesellschaft. Dabei spielen Forschung und Entwicklung für eine nachhaltige Wertschöpfung eine treibende Rolle.

Corporate Responsibility bei der Fraunhofer-Gesellschaft

Die Fraunhofer-Gesellschaft setzt auf eine stetige Weiterentwicklung der Corporate Responsibility in vielfältigen Bereichen – von der verantwortlichen Organisationsführung über die mitarbeitendeorientierte Personalpolitik, den sparsamen Ressourceneinsatz, die ethische Wissenschaftsverantwortung bis zur Einhaltung von Sozial- und Umweltstandards in der Lieferkette oder dem gesellschaftlichen Engagement in der Region.