Themenüberblick

IN-Framework

Zur Komplexitätsbewältigung und Analyse des FuE-Bedarfs im Bereich Intelligenter Netze und Dienste war es zunächst erforderlich, ein konzeptionelles Framework zu erstellen, das eine Erfassung und Beurteilung des Ist-Zustands, eine Identifikation von domänenspezifischen Themen sowie deren Verknüpfung in einer domänenübergreifenden Sicht erlaubt. Dadurch sollten insbesondere neue Wechselwirkungen zwischen Domänen erkennbar werden.

Zur Strukturierung und Bearbeitung des Forschungsprojekts wurde ein methodischer Ansatz für die Erfassung und Ist-Beurteilung von Intelligenten Netzen und Diensten konzipiert, um dabei vertikale (d. h. domänenspezifische) Themen identifizieren zu können und diese in einer horizontalen (d. h. domänenübergreifenden) Betrachtung zu verknüpfen, neue Wechselwirkungen zwischen den Versorgungsdomänen aufzuzeigen und so zur Bewältigung der Komplexität beizutragen.

Dieser Ansatz beinhaltet sowohl infrastrukturspezifische und (kommunikations-)technische als auch volks- und betriebswirtschaftliche, rechtlich/regulatorische und politische, gesellschaftliche sowie innovations- / zukunftsorientierte Betrachtungen und bezieht zudem neben bisher eingesetzter Netzwerkarchitektur und IuK-Technologien auch relevante Querschnittsfelder (z. B. ubiquitäre Datenverfügbarkeit, Datenschutz und -sicherheit, Standardisierung) mit ein.

IN-Potenzialraum und Evolutionsstufen

Der IN-Potenzialraum soll einen strukturierten Umgang mit den durch die Konvergenz Intelligenter Netze und Dienste entstehenden Potenzialen ermöglichen. Das IN-Framework hat dafür eine notwendige Strukturierung, eine feingranulare Thematisierung und eine Attribuierung geschaffen. Im IN-Potenzialraum werden Potenziale Intelligenter Netze und Dienste konzeptionell beschrieben und anschließend mit geeigneten Werkzeugen und Vorgehensweisen konkretisiert, analysiert und attribuiert, um daraufhin auf die Erschließung dieses Potenzials ausgerichtete FuE-Themen zu entwickeln.

Der Ausgestaltung des IN-Potenzialraums liegen drei schematische Evolutionsstufen Intelligenter Netze und Dienste zugrunde, die der IuK-Technologie eine maßgebliche Rolle als Treiber von Konvergenz zuteilen. 

Auf Basis der Horizontalen Konvergenz können durch die horizontale Verknüpfung von domänenspezifischen Informationen und Funktionen neue Services für horizontale Funktionen so gestaltet und angeboten werden, dass sie sowohl von den Domänen genutzt als auch die Basis für neue Produkte bilden können. Zusätzlich wurden dazu auf Ebene der Horizontalen Konvergenz Meta-(Infra)strukturen eingeführt und in das IN-Framework integriert, die neu entstehende Wirkungszusammenhänge mit Domänencharakter abbilden.

Ein großer Stellenwert kommt den FuE-Themen zu, die darauf abzielen, die vertikale und horizontale Konvergenz sicherzustellen. Die identifizierten FuE-Themen sind weitgehend unabhängig von einzelnen Domänen zu sehen und lassen sich grob in fünf Teilbereiche aufteilen: (1) Vertikale und horizontale technische Konvergenz ermöglichen, (2) Umsetzungsstrategien basierend auf technisch-ökonomischer TCO-Analyse entwickeln und bewerten, (3) Ökonomische Potenziale erschließen, (4) Ordnungsrahmen schaffen und (5) Akzeptanz für Intelligente Netze in der Gesellschaft und bei jedem Individuum schaffen.

IN-Forschungsfelder

Auf Basis der sechs betrachteten zentralen Versorgungsinfrastrukturen (Verkehr, Energie, Gesundheit, Bildung, Verwaltung und IuK) wurden generische Forschungsfelder definiert, um den Gesamtforschungsbedarf innerhalb der Domänen und domänenübergreifend zu strukturieren.

FuE-Themen in den Forschungsfeldern Digitale Primärdatenerfassung, IuK-Strukturen & Intelligenz und Vertikale Konvergenz sind nach der Logik des IN-Framework vor allem im Kontext der jeweiligen Domänen zu betrachten, da überwiegend domänenspezifische Lösungen (z. B. zur digitalen Erfassung von Primärdaten) benötigt werden – obgleich domänenübergreifende einheitliche Lösungen insbesondere zur Realisierung der erwarteten Effizienzsteigerung anzustreben sind. In den Forschungsfeldern Querschnittsthemen und Horizontale Konvergenz, werden dagegen domänenübergreifende FuE-Themen verortet.

5. Forschungsfeld Horizontale Konvergenz

Domänenübergreifendes Zusammenwirken verschiedener intelligenter Versorgungsinfrastrukturen zur Erschließung neuer Effizienz- und Anwendungspotenziale

4. Forschungsfeld Vertikale Konvergenz

Domänenspezifisches Zusammenwirken einer intelligenten Versorgungsinfrastruktur

3. Forschungsfeld IuK-Strukturen & Intelligenz

Evolution der Versorgungsinfrastrukturen durch neue IuK-Strukturen, deren Verknüpfung und domänenspezifische IuK-Werkzeuge, Komponenten und Lösungen

2. Forschungsfeld Digitale Primärdatenerfassung

Ausstattung bestehender Versorgungs- und Metastrukturen durch domänenspezifische, IuK-basierte Grundfunktionen an den physikalischen Schnittstellen der Infrastrukturen

1. Forschungsfeld Querschnittsthemen

Themen, Funktionen und Lösungen, die gleichrangige Relevanz für alle Versorgungsinfra-strukturen aufweisen

Forschungs- und Entwicklungsthemen

Die identifizierten FuE-Themen werden im Folgenden unter Berücksichtigung des interdisziplinären Charakters von Intelligenten Netzen und Diensten anhand verschiedener Perspektiven (Technik, Wirtschaft, Individuum & Gesellschaft, Recht, Regulierung und Politik) inhaltlich in fünf Bereiche gegliedert.

In der Studie wurde jedes FuE-Thema durch eine Motivation begründet, durch FuE-Bedarf konkretisiert und anhand exemplarischer Ergebnisse veranschaulicht. Anschließend wurden die Ergebnisse des Qualifizierungs- und Priorisierungsprozesses für jedes FuE-Thema zusammengefasst.

Vertikale und horizontale technische Konvergenz ermöglichen

  1. Kommunikationsnetze als übergreifende Funktionen entwickeln
  2. Frühzeitig neue Systemkonzepte und Schlüsseltechnologien für Intelligente Netze und
    Infrastrukturen nutzbar machen
  3. Übergreifende Steuerungsmechanismen zur Sicherstellung von Flexibilität auf Basis
    von Software Defined Networking (SDN) und Netzwerkvirtualisierung entwickeln
  4. System-Software-Architekturen für große Versorgungsinfrastrukturen vor dem Hintergrund der Potenziale durch die IuK-induzierte Evolution des System-, Daten- und Prozessmanagements in und um Versorgungssysteme weiterentwickeln
  5. Übergreifende Konzeptionen zur Vereinheitlichung und des Managements auf der Ebene der Primärdatenschnittstelle erarbeiten und exemplarisch zum Einsatz bringen
  6. Bereichsspezifische und übergreifende Referenzarchitekturen erstellen und hinsichtlich Konvergenz auslegen
  7. Geeignete Datenmanagementsysteme entwickeln und deren Anforderungen erarbeiten
  8. Übergreifende und durchgehend drahtlose Vernetzung erforschen
  9. Konzepte und Modellierungsverfahren der Intelligenzfunktionen in den Verbundnetzen und Strategien des Intelligenzmanagements und der Intelligenzverteilung erarbeiten
  10. Querschnittsfunktionalitäten in Intelligenten Netzen identifizieren, konzipieren, modellieren und bewerten
  11. Notwendige Standards, Kompatibilität und Normierungsverfahren definieren und bewerten
  12. Gesamtsystemische Resilienz Intelligenter Netze entwickeln

Umsetzungsstrategien basierend auf technisch-ökonomischer TCO-Analyse entwickeln und bewerten

  1. Veränderungen in Finanzierungs- und Betreibermodellen für den Infrastrukturausbau ermitteln und analysieren
  2. Grundlegende Änderungen für Infrastruktur Planungs- und Ausbaumethoden für Intelligente Netze durch den IuK-Einsatz identifizieren
  3. Evolutions- und Migrationsstrategien für Legacyinfrastrukturen und -systeme entwickeln
  4. Den IuK-induzierten Wandel des Unternehmensverständnisses, der Organisation und der Prozesse der Infrastrukturbetreiber untersuchen

Ökonomische Potenziale erschließen

  1. Intelligenzlücken systematisch identifizieren und Konzepte zu deren Schließung entwickeln
  2. Kooperative Rollen- und Geschäftsmodelle entwickeln
  3. Eine bereichsspezifische und übergreifende „Infostructure“ entwerfen und entwickeln
  4. Datenökonomie erforschen
  5. Fortlaufend „White Spots“ identifizieren und KMUs strategisch einbinden
  6. Internationalisierungsstrategien für systemische Intelligente Netze Lösungen entwerfen
  7. Volkswirtschaftliche (Konvergenz- bzw. Synergie) Potenziale strukturiert ableiten

Ordnungsrahmen schaffen

  1. Einheitliche, klare Definitionen allgemeiner und spezifischer kritischer Funktionalitäten erarbeiten
  2. Relevanz von (Netz-)Neutralität in Intelligenten Netzen analysieren
  3. Rechtsrahmen und politische Rahmenbedingungen analysieren und überprüfen
  4. Veränderung bestehender Institutionen und Schaffung neuer Institutionen prüfen
  5. Governancemodelle von Versorgungsinfrastrukturen und Netzen erforschen
  6. Diskrepanz zwischen technologischem Fortschritt und Rahmenbedingungen betrachten
  7. Auswirkungen von Föderalismus auf politischer Ebene überprüfen
  8. Zusammenhang zwischen Infrastruktur- und Technologiepolitik überprüfen
  9. Rahmenbedingungen für Datenökonomie gestalten (Datability / New Deal on Data)

Akzeptanz für Intelligente Netze in der Gesellschaft und bei jedem Individuum schaffen

  1. Gesellschaftliche Konsequenzen von Intelligenten Netzen erforschen und antizipieren
  2. Akzeptanzfaktoren Intelligenter Netze erforschen
  3. Neue Bildungsstrategien entwerfen und in existierendes Bildungswesen integrieren