Forschung mit Wirkung – Wie Fraunhofer die Digitale Transformation vorantreibt

Die Digitale Transformation ist für Deutschlands Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit von zentraler Bedeutung. Doch wo stehen Forschung, Wirtschaft und Politik aktuell und wie gelingt es, digitale Technologien schneller in die Anwendung zu bringen?

TRANSFORM (T): Welche konkreten Prioritäten setzt die Fraunhofer-Gesellschaft derzeit, um die Digitale Transformation in Deutschland und Europa entscheidend voranzubringen?

Prof. Dr. Hanselka (H): Unser Land hat seine globale Wettbewerbsfähigkeit immer wieder unter Beweis gestellt: Wir überzeugen in Forschung und Entwicklung, vor allem im Ingenieurwesen. Bei der Umsetzung von Digitalisierung gibt es jedoch nach wie vor spürbare Defizite – und das können wir uns in Zeiten rasanter Veränderungen nicht leisten. Dabei verfügt Deutschland über globale Alleinstellungsmerkmale für hochwertige Digital- und KI-Anwendungen. Um diese Potenziale zügig zu heben, braucht es vor allem gezielte Investitionen in unsere Stärken, enge Zusammenarbeit zwischen Forschung, Unternehmen und Politik – und den Mut aller relevanten Akteure.

Fraunhofer ist der zentrale Innovationspartner für Unternehmen und öffentliche Hand. Unser Anspruch ist es konkrete Lösungen für kleine und mittelständische Unternehmen, aber auch für den Einsatz in Behörden zu entwickeln. Digitale Lösungen bilden zweifellos einen Schwerpunkt innerhalb des Forschungsportfolios unserer Institute. Am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS haben Forschende beispielsweise eine skalierbare Funktechnologie für IoT-Anwendungen entwickelt, die Datenpakete in viele kleine Einheiten zerlegt. Diese können zeit- und frequenzverteilt übertragen werden und sind besonders robust gegen Störungen – ein entscheidender Vorteil, was die Sicherheit unserer Datennetze angeht.

Um langfristig im Wettbewerb erfolgreich zu sein und staatliche Souveränität zu gewährleisten, muss Deutschland aber zügig aufholen – und bestenfalls vorangehen. Die digitale Transformation ist daher nicht optional. Wir setzen darauf, Deutschlands Stärken zu stärken und übergreifende Infrastrukturen zu schaffen, die von vielen Marktteilnehmern genutzt werden können.

T: Die Verknüpfung von Forschung, Unternehmen und Politik gilt als Schlüsselfaktor für Innovationskraft. Wie gelingt es Fraunhofer, diese Partnerstrukturen wirksam zu orchestrieren und damit zukunftsfähige Lösungen entlang der gesamten Innovationskette zu entwickeln?

H: Für ein starkes digitales Deutschland brauchen wir in der Tat wirksame Innovationspartnerschaften zwischen Forschungseinrichtungen, Unternehmen und den Akteuren des öffentlichen Sektors. Es gibt konkrete, anschauliche Beispiele für Projekte, an denen wir gemeinsam mit Wirtschaft und Politik arbeiten. Nehmen wir etwa die JUPITER AI Factory (JAIF) in Jülich, die als One-Stop-Shop für Forschung und Industrie dient und vom Bundeministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert wird. Der Computer dort gehört zu den weltweit leistungsstärksten Superrechnern für KI und ist ein zentraler Pfeiler der europäischen KI-Infrastruktur. Wir konnten eine Vereinbarung erzielen, die auch Zugänge für den Mittelstand öffnet, um gemeinsam Daten zu erheben und Modelle zu entwickeln. Auch im Rahmen der deutschen KI-Initiative URBAN.KI arbeiten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Offene Kommunikationssysteme FOKUS daran, generative KI für kommunale Anwendungen zu erproben und nutzbar zu machen.

Im gemeinsamen Schulterschluss mit der Politik schaffen wir solide Voraussetzungen für notwendige und anspruchsvolle Innovationsprozesse. Dafür arbeiten wir intensiv mit unseren Kunden zusammen, um ausgerichtet an den tatsächlichen Marktbedarfen maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln.

Ich mache immer wieder die Erfahrung, dass Unternehmen sehr interessiert an Innovationen sind, die ihren Erfolg und ihre langfristige Wettbewerbsfähigkeit sicherstellen. Nur wenn es darum geht, neues Know-how auf die Straße zu bringen, zögern viele erst einmal mit der Implementierung und warten darauf, dass jemand anderes den ersten Schritt macht. Daher ist es auch Aufgabe der Fraunhofer-Gesellschaft, aktiv am politischen Diskurs teilzunehmen, um bei der Gestaltung von Rahmenbedingungen zu helfen, die Innovationen und Wettbewerbsfähigkeit begünstigen – und die staatliche Handlungsfähigkeit sicherstellen. Zum Beispiel ist die von der Koalition geplante Einführung eines Innovationsfreiheitsgesetzes zur Entbürokratisierung und Förderung von Innovationen eine wichtige Voraussetzung für die bessere Umsetzung von wissenschaftlichen Erkenntnissen in die Anwendung.

T: Wie bewertet Fraunhofer die strategische Bedeutung vertrauenswürdiger Dateninfrastrukturen und welche Beiträge leisten Ihre Institute zur konkreten Umsetzung?

H: Die strategische Bedeutung vertrauenswürdiger Dateninfrastrukturen ist enorm. Daten sind eine zentrale Ressource für KI-Anwendungen und digitale Dienste. Datenräume sind beim Teilen dieser Daten und als Innovationsmultiplikatoren wesentlich. Aktuell ist Deutschland stark von den USA und deren Betriebssystemen abhängig, wo es zunehmend Probleme mit Datenqualität, Fakes, Sicherheit und Datenschutz gibt. Die gute Nachricht ist: In Deutschland haben wir gute Grundlagen: Zum einen haben wir qualifizierte Daten aus der Wissenschaft, z. B. in Form von Klima- oder Gesundheitsdaten, zum anderen aber auch durch Branchennetzwerke Daten aus der Industrie, die rar und sensibel, aber elementar für die Entwicklung branchenspezifischer Modelle sind.

Beispielsweise eröffnet der Einsatz von KI im Maschinen- und Anlagenbau neue Chancen in der Wertschöpfung. Hierfür sind industrielle Daten notwendig. Für die Weiterentwicklung industrieller Anwendungen müssen Unternehmen die Möglichkeit erhalten, Daten sicher und souverän zu teilen. Dies bildet die Grundlage für bedeutende europäische Datenrauminitiativen, wie beispielsweise Gaia-X und Catena-X in der Automobilindustrie, bei denen Fraunhofer ein wichtiger Treiber ist.

Diese großen Datensätze benötigen entsprechende vertrauenswürdige Datenräume. Vertrauenswürdige Datenräume haben sich mittlerweile als bewährtes Instrument für die beteiligten Akteure etabliert, um die Kontrolle über ihre jeweiligen Datenschätze zu behalten. In diesen Räumen kann klar definiert werden, für welche Zwecke die Daten genutzt werden dürfen. Um das zu unterstützen, wäre ein Forschungsdatengesetz wünschenswert, das neue Impulse für den sicheren und effektiven Datenaustausch setzt. Klare Regeln, eine verbesserte Infrastruktur und stärkere Vernetzung schaffen Erwartungssicherheit und tragen dazu bei, das Vertrauen der Nutzer und gleichzeitig den Wert der Daten zu maximieren.

T: Wo sehen Sie aktuell die größten Potenziale für KI-Anwendungen „made in Europe“ – insbesondere mit Blick auf Qualität, Transparenz und Rechtskonformität?

H: Wenn wir Europa im internationalen Wettbewerb vergleichen, können wir anhand der Stärken und Schwächen anderer Länder unsere eigenen Chancen ausmachen: Die USA stechen als Pioniere und Innovationstreiber bei Internet-Technologien hervor, während China enorme Fortschritte mit eigenständiger Technologieentwicklung erzielt hat. Gleichzeitig gibt es in beiden Ländern hohe Defizite bei Transparenz und Datenschutz, was eine mangelnde Kompatibilität mit europäischen Werten darstellt. Hier liegt die Chance für Deutschland: Um dieses Potential zu nutzen, müssen wir unsere Unternehmen, insbesondere unsere KMUs befähigen, durch Integration von Unternehmensdaten branchenspezifische und wettbewerbsfähige KI-Lösungen zu erzeugen. Der KI-Fokus der Fraunhofer-Gesellschaft liegt klar auf professionellen B2B-Anwendungen mit hoher Qualität. Als Forschungsorganisation entwickeln wir Sprachmodelle und fokussieren gleichzeitig den Aufbau von Know-how, Tools und Technologien, um als Katalysator und Enabler für europäische Modelle zu fungieren. Nehmen wir das Konsortialprojekt OpenGPT-X mit dem Sprachmodell Teuken 7B. Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) haben die Partner in OpenGPT-X unter der Leitung der Fraunhofer-Institute für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS und für Integrierte Schaltungen IIS ein großes KI-Sprachmodell als frei verwendbares Open-Source-Modell mit europäischer Perspektive auf den Weg gebracht. Das ist ein echter Beitrag, um den steigenden Bedarf nach transparenten und individuell anpassbaren Lösungen der generativen KI zu adressieren. Denn gerade Werte wie Zuverlässigkeit, Faktentreue und Rechtssicherheit sind entscheidend für unsere digitale Souveränität. In diesem Kontext spielt auch der European AI Act eine zentrale Rolle: Mit ihm verfügt Europa über das weltweit erste umfassende Gesetz zur Regulierung von KI-Systemen. Diese Regulierung positioniert Europa als Vorreiter in der verantwortungsbewussten Nutzung von KI und setzt klare Rahmenbedingungen, um Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit zu fördern. Um unsere Potenziale für KI-Anwendungen »made in Europe« zu heben, müssen wir in unserer Gesellschaft aber nicht nur Vertrauen schaffen, sondern auch für mehr Technologieoffenheit und -begeisterung werben.

T: Die Geschwindigkeit digitaler Entwicklungen stellt klassische Forschungsprozesse vor neue Herausforderungen. Wie passt Fraunhofer seine Strukturen und Methoden an, um schneller von der Idee zur industriellen Anwendung zu gelangen?

H: Der Transfer von exzellenter Forschung in die konkrete Nutzung ist seit Gründung der Fraunhofer-Gesellschaft 1949 unsere Mission und zugleich unsere Stärke im Innovationssystem. Um die Entwicklung von Innovationen zu marktreifen Produkten zu beschleunigen und eine wettbewerbsfähige Transferdauer zu erreichen, denken wir in Innovationsökosystemen und vernetzten Transfermechanismen. Der kontinuierliche Austausch zwischen Fraunhofer und Partnern aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft ist die Grundlage dafür, dass wir durch Auftragsforschung und Forschungskooperationen gemeinsam Herausforderungen bewältigen.

Damit dies gut gelingen kann, bündeln wir alle notwendigen Kompetenzen in strategischen Forschungsfeldern und Fraunhofer-Verbünden. Der Fraunhofer IUK-Verbund (Informations- und Kommunikationstechnologie) zum Beispiel ist die größte IT-Forschungsorganisation in Europa. Dort werden die Kompetenzen der IT-orientierten Fraunhofer-Institute in sogenannten FuE-Roadmaps abgebildet, die einerseits das Fundament für eine systematische Zusammenarbeit bereitstellen und andererseits ermöglichen, die Forschungs- und Entwicklungsportfolios von Industrieunternehmen proaktiv und über die Grenzen einzelner Forschungsprojekte hinaus mitzugestalten. Weil Hardware und Software für die Digitale Transformation uneingeschränkt zusammengehören, gibt es außerdem den Mikroelektronik-Verbund, der seit 2017 in Kooperation mit den beiden Leibniz-Instituten FBH und IHP als »Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland« (FMD) zusammenarbeitet. So entstehen relevante Systemlösungen für die deutsche Wirtschaft und Gesellschaft, insbesondere in Schlüsseltechnologien wie KI inklusive KI-basierter Robotik.

Ganz grundsätzlich aber ist es unser Anspruch, den Weg von der Idee über das Labor bis in die Anwendung deutlich zu beschleunigen und dabei auch Partner aus Industrie und Verwaltung an einen Tisch zu bringen, die von allein nicht ohne Weiteres auf die Idee gekommen wären, miteinander zu kooperieren. Wir leisten hier unseren Beitrag und verbessern ständig unsere Prozesse, um noch effektiver und schneller zu werden. Gleichzeitig ist aber auch die Politik gefragt, die mit einer fokussierten Innovationspolitik die Rahmenbedingungen anpassen muss, damit wir international wettbewerbsfähig bleiben.

T: Ein Ziel der Fraunhofer-Gesellschaft ist es, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bei der Digitalen Transformation zu unterstützen. Welche Formate und Kooperationen haben sich dabei als besonders wirksam erwiesen?

H: KMUs sind das Rückgrat der deutschen und europäischen Volkswirtschaft. Doch gerade kleine und mittlere Unternehmen haben oft keine eigene FuE-Abteilung und sind auf externe Innovationspartner angewiesen, die Know-how für neue Lösungen und Produkte bereitstellen, um nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit und Technologieführerschaft aufzubauen – besonders im digitalen Bereich, der sich rasant entwickelt.

Durch unsere konsequente Marktorientierung können wir in Zusammenarbeit mit den Unternehmen echte Impulse setzen und erreichen einen Innovationspush direkt in unseren Mittelstand. Fraunhofer ist sehr breit aufgestellt, von der Materialforschung über die Medizin bis hin zum Quantencomputing. Um für unsere Kunden einen schnellen Überblick und Zugang zu verschaffen, haben wir mit Fraunhofer Match eine Plattform geschaffen, die Unternehmen, aber zunehmend auch Behörden, mit den richtigen Expertinnen und Experten innerhalb von Fraunhofer zusammenbringt, um spezifische Herausforderungen zu bewältigen. Mehr als die Hälfte aller Anfragen stammen von KMU und führen zu wertvollen Leads und Projekten in der Digitalwirtschaft.

T: Wenn Sie auf die kommenden Jahre blicken: Welche Rolle wird anwendungsorientierte Forschung im Kontext der Digitalstrategien von Unternehmen und Politik einnehmen – und wie sollte Deutschland diese Rolle innovationspolitisch stärken?

H: Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss Deutschland als Industrie- und Innovationsstandort bei der Digitalen Transformation an Geschwindigkeit zulegen – deutlich. Anwendungsorientierte Forschung, wie sie Fraunhofer betreibt, nimmt dabei eine Schlüsselposition ein. Dank unserer wissenschaftlichen Exzellenz in Verbindung mit unserer unternehmerischen Expertise können wir die Lösungen entwickeln, die Kunden und Partner in ihrer jeweiligen Branche brauchen. Der direkte Austausch mit unseren Partnern ist dabei besonders wertvoll, da er sicherstellt, dass wir nicht am Bedarf vorbei forschen. Außerdem können wir uns in einem Maße auf Zukunftstechnologien fokussieren, wie es den meisten Unternehmen nicht möglich ist. Dadurch können wir wichtige Entwicklungen bereits antizipieren und die Grundlage dafür schaffen, diese in die Märkte von morgen zu überführen.

Damit der Transfer aus der anwendungsorientierten Forschung in die Wirtschaft nachhaltig gestärkt wird, ist die Politik gefragt: Es braucht ein zukunftsfähiges Regelwerk, das an den Anforderungen von heute und vor allem morgen ausgerichtet ist und gezielt unternehmerisches Handeln unterstützt. Konkret bedeutet das, dass wir den Transfer agiler und unbürokratischer gestalten müssen. Dafür ist es unabdingbar, dass wir unser Wissenschafts- und Innovationssystem als strategisches Rückgrat unseres Landes begreifen und den Wissens- und Technologietransfer in Deutschland als Ganzes stärken. Dazu gehört die Modernisierung des Rechtsrahmens und der Abbau von Hürden auf dem Weg von der Forschung zum Produkt, wie es das von der Bundesregierung im Koalitionsvertrag vorgesehene Innovationsfreiheitsgesetz vorsieht. Die Ende Juli verabschiedete Hightech Agenda für Deutschland ist ein ganz wichtiges positives Signal und muss nun schnell in die Umsetzung gebracht werden. Auch das Reallabore-Gesetz und das Forschungsdatengesetz haben das Potenzial, unseren High-Tech-Standort auf ein stabiles Fundament zu stellen, das die Basis für Innovationen ist.

Last but not least muss die Politik die Innovationsanreize für die Wirtschaft zügig ausbauen; zum Beispiel mit dem Forschungsdatengesetz, um einen Rahmen für den Aufbau kollaborativer Datenräume zu schaffen. Oder den Ausbau der steuerlichen Forschungsförderung, die es kleinen und mittleren Unternehmen erlaubt, durch die Kooperation mit Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen auf aktuelles Wissen zuzugreifen. Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn der Staat als Ankerkunde und „First Mover“ den Transfer in Schlüsseltechnologien durch innovative öffentliche Beschaffung zusätzlich beschleunigt – insbesondere im Bereich der Digitalen Transformation. Es liegt jetzt an uns, die bestehenden Chancen zu nutzen und mutige Entscheidungen zu treffen, damit unser Engagement in die richtigen Bahnen geführt wird.

Die Impulse der Fraunhofer-Gesellschaft zeigen, wie anwendungsorientierte Forschung den digitalen Wandel beschleunigen kann: durch praxisnahe Innovationen, strategische Allianzen und den konsequenten Fokus auf Zukunftstechnologien. Auch 2026 ist Fraunhofer wieder als Platinum Partner auf der TRANSFORM vertreten und gestaltet die Debatte über digitale Souveränität und technologische Exzellenz aktiv mit.

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