Wirtschaft, Forschung und Entwicklung

Die Stadt Ulm und die umliegende Region können auf eine sehr erfolgreiche wirtschaftliche Struktur aufbauen. Innerhalb der Innovationsregion Ulm und den angrenzenden Landkreisen Oberschwabens sind viele kleine und mittelständische Unternehmen beheimatet, die auf dem Weltmarkt agieren – teilweise sogar als Hidden Champions. Ihre Kernkompetenzen liegen dabei in den Bereichen Metall, Maschinenbau, Nutzfahrzeuge, Logistik, Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) und Naturwissenschaften (insb. Gesundheit). Mit BioPharma Cluster South Germany ist hier zudem einer der weltweit führenden Standorte für die Entwicklung und Produktion von Biopharmazeutika beheimatet. Ulm wird ebenso in Zukunft Hauptstandort für das bundesweite Projekt zur Entwicklung eines Quantencomputers „made in germany“ sein. Bundeswirtschafts- und Bundesforschungsministerium fördern die Entwicklung des Ulmer Standorts in den nächsten 4 Jahren mit 750 Millionen Euro.

Herausforderungen

Für den dauerhaften Erfolg vieler Wirtschaftsunternehmen spielt die permanente Platzierung am Markt eine wesentliche Rolle. Für die Erreichung der notwendigen Wettbewerbsfähigkeit schaffen Forschung und Entwicklung und der damit einhergehende technologische Fortschritt die notwendigen Grundlagen. Die Notwendigkeit dieses Fortschritts und der generelle Veränderungsdruck in der Wirtschaft sind an vielen Stellen spürbar. Insbesondere die durch die Digitalisierung bereitgestellten Instrumente beeinflussen diese Entwicklungen fundamental. Zum einen ermöglicht(e) die Digitalisierung eine Automatisierung mittels Elektronik und Informationstechnologie (Dritte Industrielle Revolution). Zum anderen eröffnet diese durch die technologiebedingte Verschmelzung von physischen, digitalen und biologischen Sphären ein bisher unbekanntes Potential (Industrie 4.0, Vierte Industrielle Revolution). 1 Dabei spielen Forschung und Entwicklung für viele Unternehmen bezogen auf die Sicherstellung der Zukunftsfähigkeit eine entscheidende Rolle. Ein großes finanzielles und personelles Engagement ist daher zu begrüßen.

In Hinsicht auf die digitalen Zukunftspotentiale der Stadt Ulm ergeben sich zusammenhängend mit den Kernkompetenzen der Stadt die bestehenden Herausforderungen 2:

  • Gefahr des Fachkräftemangels

  • Bedarf nach mehr Klimaschutz und Nachhaltigkeit, u.a. in Form von energieeffizienteren Technologien, Produktionsverfahren und Ressourcenschonung

  • Internationaler Wettbewerbsdruck

  • Bedarf nach Veränderung und Weiterentwicklung von etablierten Geschäftsmodellen (im Rahmen der Digitalisierung, des zunehmenden Drucks nach mehr Nachhaltigkeit und der Weiterentwicklung von Materialien)

Um diesen Herausforderungen erfolgreich zu begegnen, braucht es eine enge Verzahnung von wissenschaftlicher Forschung und unternehmerischer Entwicklungsarbeit. Eine solche Innovationsfähigkeit war die grundlegende Idee bei der Etablierung der Ulmer Wissenschaftsstadt seit 1986. Die zugrundeliegenden Überlegungen stammen aus einer Zeit, in der die Stadt von einem starken Strukturwandel erfasst war und damit neue Perspektiven in puncto zukunftsfähiger Arbeitsplätze geschaffen werden mussten. Mit der Vermarktung des sog. Science Park I– III und den aktuellen Überlegungen zur Erschließung eines Science Park IV wird der Erfolg dieser Überlegungen und Maßnahmen sichtbar.

Die Geschichte der Wissenschaftsstadt steht für eine erfolgreiche Transformation und bildet heute ein wesentliches Puzzleteil in der städtischen Wirtschaftspolitik. Das Ziel dabei besteht in einer Abbildung der Kette von der wissenschaftlichen Grundlagenforschung über außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, Entwicklungszentren bis hin zur Produktion am Standort Ulm in den Branchen der regionalen Kernkompetenzen. Stärken stärken und Aufbau von Ökosystemen – kann hier als verkürzte Formel herangezogen werden. Die Stadt als Wissenschaftsstadt ist als wichtiges Netzwerk zu verstehen. Schlüsseltechnologien für das 21. Jahrhundert in den Bereichen Energie und Mobilität werden hier nicht nur erforscht, sondern auch in Forschungsfabriken oder gar in Produktionslinien überführt. Beispielhaft ist hier die Batterie- und Wasserstofftechnologie zu nennen: An der Universität Ulm wird exzellente Grundlagenforschung betrieben, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Ulm (ZSW) betreibt Forschungsfabriken zu den Themen Batterie- und Brennstoffzellenproduktion und im Industriegebiet Donautal werden voraussichtlich ab 2023 bei IVECO mit Brennstoffzellen betriebene LKWs vom Band rollen. In den Bereichen Car-IT und Funktechnologie können ähnliche Beispiele angeführt werden. Verbundprojekte zu automatisiertem Fahren sowie Schwerpunktforschung in den Bereichen Quantentechnologie, Technische Thermodynamik, künstliche Intelligenz und der Supercomputer Justus 2 an der Universität Ulm sind weitere Beispiele. Ziel wird es sein, in Zukunft stärker mit regionalen Verbundpartnern zu arbeiten und gemeinsame Projekte durchzuführen.

Neben diesen Strukturen braucht es zudem gemeinsame Ziele und Werte, die den Entwicklungskorridor vorgeben und die Festlegung von Schwerpunkten. Die Ziele und Werte sind in Kapitel 4 beschrieben und die Themenschwerpunkte für dieses Handlungsfeld sind:

  • Förderung von Innovation und Nachhaltigkeit mit Unterstützung durch die Digitalisierung (BMBF, 2019, S. 3)

  • Fachkräfte- und Berufsbildung an lebenslanges Lernen anpassen

  • Gründergeist fördern und Netzwerke stärken

  • Standortmarketing

Ziele

Förderung von Innovation und Nachhaltigkeit mit Unterstützung der Digitalisierung

Neue Technologien in Bereichen wie künstliche Intelligenz, Robotik, dem Internet der Dinge (IoT), automatisierte Fahrzeuge, 3-D-Druck, Nanotechnologie, Biotechnologie, Materialwissenschaft, Energiespeicherung und Super- und Quantencomputer eröffnen neue Möglichkeiten für Forschung und Entwicklung sowie für den Transfer in die Wirtschaft. Der Ulmer Weg soll sich dabei durch nachhaltige Innovationen auszeichnen.

Eine übergeordnete Zielsetzung nimmt dabei die nachhaltige (einsparende) Nutzung von Energie und Ressourcen ein (Veenhoff, Koller, & Hagenah, 2019, S. 23). Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert diese Entwicklung bereits mit dem Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA). Vor allem zielt das Programm darauf ab, nachhaltige Organisations- und Geschäftsmodelle auf digitaler Basis zu entwickeln und ressourcenschonende Technologien zu fördern. Folgende Technologien sind hierbei erfolgsversprechend:

  • Eine digitale Prozesskette ermöglicht in diesem Zusammenhang die Durchgängigkeit aller produktbezogenen Daten, sodass bei einer Weitergabe Informationslücken vermieden werden können. 3

  • Die Systematik des Advanced System Engineering stellt eine systemorientierte und modellbasierte Entwicklungssystematik dar und beschreibt eine neue Schule der Entwicklung intelligenter technischer Systeme.

  • Beim Virtual Prototyping geht es darum ein Design zu validieren, bevor es zur Herstellung eines physischen Prototyps verwendet wird. Dazu werden (in der Regel 3D) computergenerierte geometrische Formen bzw. Teile erstellt und zu einer „Baugruppe“ kombiniert und verschiedene mechanische Bewegungen, Passform und Funktion getestet. 4 Die Baugruppe oder einzelne Teile könnten in CAE-Software geöffnet werden, um das Verhalten des Produkts in der realen Welt zu simulieren. Diese Produktentwicklungsmethode beinhaltet den Einsatz von Software für computergestütztes Design (CAD und computergestütztes Engineering (CAE)). Bereits in der Konstruktionsphase soll auch die Rezyklierbarkeit berücksichtigt werden, so z.B. die Art der Fügeverbindungen, sodass sich Teile leicht auseinandernehmen lassen.

Bei allen Ansätzen wird der Produktlebenszyklus inklusive erwarteter Nutzungsmöglichkeiten für das Produktlebensende betrachtet mit dem Ziel, die Nutzung der Ressourcen während des gesamten Lebenszyklus deutlich zu reduzieren und – im Idealfall – sogar einen positiven Beitrag zu leisten. 5

Das BMBF hat zudem mit der Fördermaßnahme Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) die Weiterentwicklung digitaler Technologien initiiert, die in der Kreislaufwirtschaft eingesetzt werden. Dabei besitzt vor allem der Schwerpunkt Kreislaufschließung durch digitale Technologien das Potenzial, Digitalisierung und Nachhaltigkeit zusammenzubringen. Exemplarisch basiert die Forschung dabei auf (a) der Erfassung von Sensordaten, auf deren Basis automatisiert Entscheidungen getroffen werden, (b) Werkzeugen für das Management geschlossener Wertschöpfungsketten oder (c) Blockchain-Anwendungen zur sicheren Speicherung von Ressourceninformationen, welche für die Kreislaufwirtschaft grundlegend gebraucht werden (BMBF, 2019, S. 23). Das produzierende Gewerbe in Ulm und der Region könnte durch diese Ansätze neben Kosteneinsparungen eine Identifizierung des Innovationspotentials erreichen.

Neben der Kreislaufwirtschaft bietet auch die Bioökonomie einen nachhaltigen Wirtschaftsansatz mit hohem Innovations- und Wertschöpfungspotential. Dabei handelt es sich um die wissensbasierte Erzeugung und Nutzung biologischer Ressourcen, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereitzustellen. 6 Ohne die Digitalisierung wären die hochgradig technologischen Wertschöpfungsprozesse nicht umsetzbar, weshalb sich der Bioökonomie-Schwerpunkt nahtlos in den Kontext der Smarten Stadt Ulm einreiht. Das Life-Science-Cluster, BioPharma Cluster South Germany als auch das Institut für Pharmazeutische Biotechnologie der Universität Ulm arbeiten bereits an dieser Thematik und sind damit in der Wissenschaftsstadt verortet.

Nicht zu vernachlässigen ist vor allem auch die Suche nach komplett neuen Geschäftsmodellen, die teilweise mit anderem oder erheblich geringerem Ressourcenverbrauch einhergehen und wichtige Kundenbedürfnisse erfüllen.

Fachkräfte- und Berufsbildung an lebenslanges Lernen anpassen

Im Zuge der Digitalisierung und für den erfolgreichen Einsatz von innovativen Technologien stehen Spezialist:innen und Fachkräfte im Fokus, komplexe digitale Systeme zu verstehen, zu entwickeln, zu warten und ihre sichere Nutzung gewährleisten zu können (BMBF, 2019, S. 20). Gleichzeitig ist zu beobachten, dass neben den Spezialist*innen und Fachkräften die Mitarbeiterschaft im Allgemeinen über mehr digitalen Grundkompetenzen und Fähigkeiten, sich den ständigen technologischen und strukturellen Veränderungen anzupassen, verfügen müssen. Entsprechend ist es von hoher Bedeutung, dass das Bildungssystem so ausgerichtet wird, dass digitale Kompetenzen vermittelt und lebenslanges Lernen gefördert wird.

Konkret soll diesbezüglich die School of Advanced Professional Studies (SAPS) und die Wissenschaftliche Akademie der Universität Ulm als strategisches Instrument genutzt werden, um Mitarbeiter*innen auf akademischem Niveau lebenslang weiterzubilden. Auch die Schulen und Hochschulen sollen eingebunden werden, um eine qualitativ hochwertige und fachlich gezielte Ausbildung des Nachwuchses zu gewährleisten. In Bezug auf die Hochschulbildung bietet die Koordinierungsplattform des BMBF, digital.hochschule.2025, Unterstützung für die Digitalisierung in den Leistungsbereichen: Lehre, Forschung, Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, Weiterbildung, Transfer, Innovation und Verwaltung (BMBF, 2019). Diese Plattform könnte auch zur Verbesserung der universitären Wettbewerbsfähigkeit des Wissenschaftsstandortes Ulm in digitaler Hinsicht genutzt werden. Eventuell könnte sie auch für andere Bildungswege als Inspiration dienen.

Gründergeist fördern und Netzwerke stärken

Die Innovationsprojekte der Stadt Ulm [^89] bieten einen umfassenden Experimentierraum für Wissenschaft und Wirtschaft. Vielversprechende Innovationen und Geschäftsmodelle unterstützt die Stadt Ulm durch die Science Parks, wo sie Flächen für die Ansiedlung von Unternehmen zur Verfügung stellt. Die Förderung von solchen Innovationsclustern wird auch in Zukunft von herausragender Rolle sein, um mit der dynamischen Entwicklung bestehender und zukünftiger Kompetenzfelder mithalten zu können.

Die Region hat außerdem eine Reihe von Initiativen und Institutionen rund das Thema Digitalisierung und künstliche Intelligenz hervorgebracht. Dazu zählen (1) die IHK Ulm mit dem StarterCenter, (2) die TFU – das Startup- und Innovationszentrum der Region Ulm/Neu-Ulm, (3) das Programm InnoSÜD und die Initiative Startup-SÜD und (4) das Transferinstitut für Digitalisierung, Analytics und Data Science Ulm (DASU). Insgesamt wird beabsichtigt, die vorhandenen Initiativen und Organisationen zu stärken, deren Zusammenarbeit zu unterstützen und vor allem den Mittelstand einzubinden.

Wesentliche Voraussetzung für den Erfolg von Start-ups und Innovationen ist eine gut ausgebaute technische Infrastruktur. Die SWU baut die Glasfaserinfrastruktur flächendeckend aus. Einen wichtigen Beitrag leistet auch das Digitalisierungszentrum Ulm/Alb-Donau-Biberach. Es leistet Unterstützung bei Grundlagenthemen wie der Schaffung eines Webshops bis hin zu hochkomplexen Fragestellungen, z.B. beim Additive Manufacturing (additive Fertigung bspw. von Anschauungs- und Funktionsprototypen) und der Predictive/Preventive Maintenance (vorausschauende/vorbeugende Instandhaltung). Das Ziel der Region ist es, im Ökosystem der Region Ulm auch weiterhin die wesentlichen Voraussetzungen für die Themen rund um die Digitalisierung zu legen und diese weiter auszubauen.

[^89] u.a. auf https://zukunftsstadt-ulm.de

Standortmarketing

Die Ausrichtung der Wirtschaft nach mehr Nachhaltigkeit (einschließlich der Kreislaufökonomie) und Innovationskraft enthält Potential zur Steigerung der Standortattraktivität Ulms. Beide Kriterien haben eine zunehmende Relevanz für Fachkräfte bei der Wahl des zukünftigen Arbeitgebenden als auch des Wohnstandortes. Neben zukunftsorientierten Themen gilt als weitere Zielsetzung, das gesamte Lebens- und Arbeitsumfeld für Fachkräfte und die Stadtgesellschaft attraktiv zu gestalten. Dazu zählen die Themen Wohnen, moderne Mobilitätsangebote jenseits des motorisierten Individualverkehrs, Kinderbetreuung, Schulen, Freizeit-, Sport- und Kulturangebote sowie eine funktionierende Infrastruktur. Spätestens seit der Corona-Pandemie nimmt die Relevanz von digitalen Arbeitsmitteln und flexiblen Arbeitsorten zu. Zukünftig können diese Arbeitsmittel um Extended Reality Technologie (Virtual, Mixed, Augmented Reality), Remote Assistant Systeme und Datenbrillen (statt der Nutzung von Monitoren) erweitert werden.

Die Veränderung der Arbeitswelt wird auch zukünftig weiter stark voranschreiten und sich an die Mitarbeiter:innen anpassen. Gleichzeitig weist das Ulmer Umland stark ländlich geprägte Strukturen auf. Entsprechend hoch ist die Einpendlerquote in Ulm. Um sich den Entwicklungen anzupassen und die Pendlerquote zu reduzieren, bieten sich multifunktionale dezentrale Bürostandorte (z.B. Coworking Spaces) an. Auch trägt die Nähe dieser Standorte zu den jeweiligen Wohnorten dazu bei, Beruf, Freizeit und Familie durch kürzere Wege besser vereinbaren zu können. Dadurch gelangt auch die Kaufkraft wieder in die Wohnorte. Außerdem reduziert die verringerte Mobilität den Verkehrsdruck innerhalb der Stadt und leistet somit auch einen Beitrag zum Klimaschutz.

Maßnahmen

Nummer

Titel

Beschreibung

01

Digitale Prozesskette

Eine digitale Prozesskette ermöglicht die Durchgängigkeit aller produktbezogenen Daten, sodass bei einer Weitergabe Informationslücken vermieden werden können.

02

Advanced System Engineering

Als systemorientierte und modellbasierte Entwicklungssystematik ermöglicht Advanced System Engineering die Entwicklung intelligenter technischer Systeme entsprechend einer neuen Schule.

03

Virtual Prototyping

Virtual Prototyping als Validierung eines Designs, bevor dieses zur Herstellung eines Produkts verwendet wird, kann zu Kosten-, Aufwand und Zeitersparnissen führen.

04

Bioökonomie

Als nachhaltiger Wirtschaftsansatz besitzt Bioökonomie das Ziel, Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereitzustellen.

05

Neuausrichtung des Bildungssystems

Neuausrichtung des Bildungssystems, sodass digitale Kompetenzen vermittelt und lebenslanges Lernen gefördert wird. Hierbei bietet u.a. die Koordinierungsplattform digital.hochschule.2025 Unterstützung.

06

Förderung von Innovationsclustern

Die Förderung von Innovations-Clustern ist von herausragender Rolle, um mit der dynamischen Entwicklung bestehender und zukünftiger Kompetenzfelder mithalten zu können.

07

Coworking Spaces

Als multifunktionale dezentrale Bürostandorte ermöglichen Coworking Spaces eine flexible Arbeitsortwahl, was eine Anpassung an aktuelle Entwicklungen sowie eine Reduzierung der Pendlerquote ermöglicht und eine bessere Vereinbarkeit von Beruf und Familie.

08

Digitale Arbeitsmittel

Digitale Arbeitsmittel stellen eine Unterstützung im Arbeitsalltag dar und bilden darüber hinaus die Basis für Arbeitsmittel der Kategorien Extended Reality und für Remote Assistant Systeme.


1

https://www.weforum.org/agenda/2016/01/the-fourth-industrial-revolution-what-it-means-and-how-to-respond/

2

https://stadtentwicklungsverband.ulm.de/kompetenzfelder/kompetenzfelder/

3

https://www.mum.de/loesungen/industrie-und-maschinenbau/produktentwicklung-in-3d

4

https://www.brandeins.de/magazine/brand-eins-wirtschaftsmagazin/2006/leadership/was-ist-eigentlich-virtual-prototyping

5

https://www.netpositiveproject.org

6

https://www.biooekonomie-bw.de, https://www.wissenschaftsjahr.de/2020-21