KODIS
Fraunhofer Forschungs- und Innovationszentrum Kognitive Dienstleistungssysteme
Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in Deutschland ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im Innovationsprozess.
Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO in Stuttgart ist seit knapp 40 Jahren ein renommierter Anbieter von Dienstleistungen in den Bereichen Unternehmens- und Arbeitsorganisation, Technologiemanagement sowie Informations- und Kommunikationstechnik. Das Institut unterstützt Unternehmen dabei, die Potenziale innovativer Organisationsformen sowie zukunftsweisender Informations- und Kommunikationstechnologien zu erkennen, individuell auf ihre Belange anzupassen und konsequent einzusetzen.
Das Forschungs- und Innovationszentrum Kognitive Dienstleistungssysteme (KODIS) ist seit 2019 ein neuer wachsender Standort von Fraunhofer IAO am Bildungscampus in Heilbronn. Mit Unterstützung der Dieter Schwarz Stiftung entsteht hier ein interdisziplinäres Forschungszentrum für die Entwicklung und Umsetzung digitaler Service-Produkte und datenbasierter Geschäftsmodelle. Ein besonderer Fokus liegt in der Anwendung von Verfahren zur Künstlichen Intelligenz (KI) sowie in der Berücksichtigung komplexer Wechselwirkungen in Dienstleistungsökosystemen. Die Mitarbeitenden bilden am Standort Heilbronn ein interdisziplinäres Team aus Datenspezialisten, Ingenieuren, Geographen, Stadtplanern sowie Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlern. Mit Schwerpunkten in den Bereichen Produktion, Distribution und Public Services fokussiert KODIS zugleich Anwendungsfelder, mit denen große Innovations- und Wachstumspotenziale verbunden sind.
Projekte & Aktivitäten des KODIS
Foto: Roland Halbe
Am Bildungscampus in Heilbronn wurde durch die Dieter Schwarz Stiftung eine einmalige, lebensphasenorientierte Lernumgebung geschaffen, in der unterschiedliche Bildungseinrichtungen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen zusammenkommen. Dabei stellt sich die Frage, wie das Lernen, Arbeiten und Leben am Campus organisiert werden kann, um den vielfältigen Akteuren vor Ort gerecht zu werden. Mit dieser Frage befasst sich auch die Smart Campus Initiative, die den Fokus auf die ko-kreative Entwicklung mehrwertstiftender, smarter Services legt. Dabei fungiert der Bildungscampus als Reallabor, in welchem Innovationen zunächst erprobt werden, um dann anschließend auf andere Kontexte, wie z.B. die städtische Versorgung, Industrie oder Logistik in der Smart City übertragen zu werden. Der Bildungscampus Heilbronn wird so zum gemeinschaftlichen Testfeld vielfältiger kognitiver Dienstleistungssysteme.
Unter den bisherigen Projekten der Initiative werden zahlreiche Problemstellungen adressiert. So wurde für den Campus bereits eine AR-basierte Indoor- und Outdoor-Navigation entwickelt sowie ein auf Echtzeitdaten basierendes Arbeitsplatzbuchungs-Tool für die Bibliothek LIV. Mit der Instandhaltung des Geländes beschäftigen sich Projekte im Bereich Predictive Maintenance, Automatisierte Grünpflege, Windbruch-Prognose, sowie Smart Waste. Auch das Thema Mobilität rückt unter anderem durch eine Sharingplattform und eine Auslastungsprognose der Parkhäuser am Campus in den Fokus .
Für die Stadt Heilbronn sind die auf dem Bildungscampus erprobten innovativen Services von hoher Relevanz und die Übertragbarkeit auf den städtischen Kontext von großem Interesse.
Eine ursprünglich leerstehende Ladenfläche, die zum Innovationslabor mitten in der Innenstadt wird - das ist der Urban Innovation Hub in der Heilbonner Sülmerstraße. Das Innovationslabor wird unter der Federführung des Fraunhofer IAO im Frühjahr 2023 in der Heilbronner Innenstadt eröffnen. In dem offenen Innovationslabor können sich Unternehmen genauso wie die interessierte Öffentlichkeit über innovative Lösungen in Bereichen wie Digitalisierung, Künstliche Intelligenz, Service-Innovation, Smart City und Nachhaltigkeit informieren, diese live ausprobieren und wertvolles Feedback für die zukünftige Nutzung geben. In der Planung und Umsetzung des Projekts findet eine enge Abstimmung mit den Ämtern der Stadt Heilbronn, dem Verein Wissensstadt e.V. und der Wirtschaftsförderung Raum Heilbronn GmbH statt.
Der Heilbronner Hafen zählt zu den bedeutendsten am Neckar und ist einer der größten Binnenhäfen Deutschlands. Der Hafen wird von den Stadtwerken Heilbronn GmbH, der Heilbronner Versorgungs GmbH und dem Amt für Liegenschaften und Stadterneuerung getragen und ist durch die trimodale Anbindung an Wasser, Schiene und Straße eine wichtige Logistik-Drehscheibe für den Güterverkehr. Die Energiewende wird in den kommenden Jahren zahlreiche neue Entwicklungsperspektiven für den Hafen eröffnen.
Ziel der Studie »H2-Hafen Heilbronn« des Fraunhofer IAO und der Hochschule Heilbronn war es, Umsetzungspfade hin zu einer Wasserstoffwirtschaft zu entwickeln und damit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Ein besonderer Schwerpunkt des Fraunhofer IAO lag in der Entwicklung einer digitalen Simulation, welche die Wertschöpfungskette der Wasserstoffwirtschaft in Form von Umsetzungsszenarien aufzeigt und so Möglichkeiten zu Erzeugung, Transport, Speicherung und Verbrauch von Wasserstoff im Heilbronner Hafen anschaulich und nachvollziehbar aufbereitet. Hieraus wurden Handlungspfade für den Heilbronner Hafen entwickelt.
Wasserstoff kann eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der nationalen und europäischen Klimaschutzziele spielen. Im Rahmen des Projektes »H2-Innovationslabor« werden durch das Fraunhofer IAO, das Ferdinand-Steinbeis Institut, die Duale Hochschule Baden-Württemberg Heilbronn, die Hochschule Heilbronn sowie die Technische Universität München Potenziale für einen Einsatz von Wasserstoff als auch konkrete Anwendungsfälle in der Region Heilbronn-Franken untersucht.
Im ersten Schritt wurde die Region Heilbronn-Franken im Hinblick auf Wasserstoff-Potenziale untersucht. Im zweiten Schritt werden in den beiden Themenfeldern "Nachhaltiges Energiemanagement" in Rechenzentren am Beispiel des Innovation Park AI (IPAI) Heilbronn und "Nachhaltiges Asphaltmischwerk" Konzepte für einen zukünftigen klimaneutralen Betrieb erarbeitet.
Geringe Besucherfrequenzen und Leerstand stellen Städte vor große Herausforderungen. Oftmals fehlen für die Planung von Stadtquartieren und die Ansiedlung von Handelsunternehmen qualitativ hochwertige und zentral verfügbare Datengrundlagen.
Ziel des Gesamtprojekts »Handel innovativ« ist es, insbesondere Unternehmen aus dem stationären Handel in Baden-Württemberg mit innovativen und digitalen Ansätzen zu stärken. Im Zuge dessen entwickelt das Fraunhofer IAO im Rahmen einer Machbarkeitsstudie Konzepte für ein integriertes, innovationsorientiertes stadträumliches Ökosystem und zeigt auf, wie digitale Technologien und Daten den Prozess der Service-Innovation unterstützen können. Am konkreten Beispiel der Stadt Heilbronn werden die drei Handlungsfelder »City Analytics«, »Integrierte Quartiersentwicklung« und »Innovationsorientierte Leerstandsnutzung« eines innovationsorientierten stadträumlichen Ökosystems näher betrachtet und konkrete Konzepte erarbeitet.
Foto: Fraunhofer IAO
Den Innovation Park AI (IPAI) unterstützt das Fraunhofer IAO in vielfältigen Forschungsaktivitäten. Im Vordergrund der Arbeiten stehen die Begleitung von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Bereich der Künstlichen Intellligenz (KI), mit besonderem Schwerpunkt auf der Entwicklung von vertrauenswürdigen KI-Lösungen, als auch die Konzeptionierung und der Aufbau von Rechenzentren und Reallaborstrukturen. Darüber hinaus wird die Vernetzung zu anderen bestehenden KI-Zentren und Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in dem Bereich wie auch das Thema Chancengleichheit und die Förderung von Frauen adressiert.
Der Mobility-Hub am Neckarbogen in Heilbronn steht im Zeichen der Mobilitätswende und soll mehrere Serviceinnovationen an einer Mobilitätsstation vereinen. Zielstellung des Projekts, das in Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IAO und den Stadtwerken Heilbronn durchgeführt wurde, war die Entwicklung eines Mobility-Service-Konzepts für den Mobility Hub Neckarbogen durch eine ganzheitliche Evaluation von über 25 möglichen Mobilitäts- und Zusatzdiensten. Hierbei wurden verschiedene Mobility Services typologisiert, Nutzerbedarfe untersucht und Personas abgeleitet, eine Eignungsüberprüfung durch eine multidimensionale Evaluationssystematik durchgeführt, als auch ausgewählte Business Case Berechnungen angestellt.
Weitere Details
Passantenfrequenzen bieten eine ideale Einsicht in die Interessen der Bevölkerung. Ein durch Corona geschwächter Handel kann basierend auf einer Frequenzdatenlage gezielt attraktive Angebote konzipieren und validieren und damit die Frequentierung der eigenen Läden erhöhen. Weiterführend können die Frequenzdaten dazu beitragen neue Innenstadtkonzepte für eine Smart City zu entwickeln, bei baulichen Maßnahmen als Entscheidungshilfen dienen und auch in das Parkleitsystem integriert werden, um aussagekräftigere Prognosen zu treffen.
Das Projekt zwischen dem Fraunhofer IAO und der Stadt Heilbronn beinhaltet eine Standortanalyse, ein Technologiescreening und die Umsetzung eines Versuchsfelds zur Passantenfrequenzmessung in der Heilbronner Innenstadt. Dabei wird zunächst der Fokus auf effektive Sofortmaßnahmen für den geschwächten Handel gesetzt und entsprechende Sensorik im unmittelbaren Innenstadtbereich eingesetzt. Perspektivisch soll der Messbereich erweitert werden, um oben genannte Fragestellungen zu adressieren.
Im Projekt „Parkko“ geht es darum, auf Grundlage kommunaler Daten einen Prognosealgorithmus für die Parkraumbelegung auf der Straße zu entwickeln. Dafür soll der Mobilitätsdatenbestand der Stadt erfasst und anschließend geprüft werden, ob eine zuverlässige Schätzung auch ausschließlich auf Grundlage dieser Daten erzielt werden kann. Zur Validierung des Modells werden Sensoren auf der Straße verbaut, die die reale Parkraumbelegung erfassen. Anwendungspotenziale des Prognosealgorithmus liegen in der Integration in Navigations- und Leitsysteme sowie Analyse- und Planungsservices.
„Parkko“ bildet eines von zwei Teilprojekten des übergeordneten Projekts „Datenbasiertes Management im Straßenraum“ (DaMaSt) des Amts für Straßenwesen der Stadt Heilbronn. Gefördert wird das Projekt zu 50 % im Rahmen des Förderprogramms „Erschließung offener Mobilitätsdaten in Kommunen“ vom Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg. Die im Projekt erschlossenen Daten werden der landesweiten Mobilitätsdatenplattform MobiData BW unter einer Open-Data-Lizenz zur Verfügung gestellt. Dies bietet die Chance, zukünftige Apps, Auskunftssysteme oder andere Mobilitätsinnovationen zu entwickeln und so die Mobilitätswende voranzutreiben.
