Die Reihe der Erfolgsmeldungen nimmt kein Ende. Laut dem Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) geben deutsche Unternehmen so viel für Forschung und Innovationen aus wie nie zuvor: Einen Rekordwert von knapp 140 Milliarden Euro steckten sie nach ersten Schätzungen 2012 in Innovationsaktivitäten. Das hat Folgen. In einem EU-weiten Ranking landet Deutschland hinter Schweden auf dem zweiten Platz der innovativsten Länder Europas. Der Grund für das gute Abschneiden: 80 Prozent der deutschen Betriebe entwickeln neue Produkte und Ideen. In Spanien etwa tun dies laut der EU-Studie nur 40 Prozent.
Folgerichtig gilt die deutsche Industrie europaweit als Vorbild und Hoffnungsträger zugleich. Vor allem auf klassischen Feldern wie dem Maschinenbau oder der Autoproduktion hat sie Weltrang.
Doch daneben gibt es eine andere, schmerzhafte Realität. Mit der Solarbranche erleben wir den Abstieg einer einstigen Hoffnungsindustrie; deutsche Schiffsbauer betteln um Staatshilfe; bei konsumentenorientierten Internet-Innovationen haben wir bis heute nicht einen einzigen Champion hervorgebracht – und selbst die viel gelobte Autoindustrie zeigt Zeichen der Schwäche: Sie startet ziemlich zögerlich in das Zeitalter der Elektromobilität.
Dieses Auseinanderdriften zeigt: Wir sind gut darin, Dinge zu verbessern und zu verfeinern, die wir schon können. Der Sprung in neue Felder dagegen fällt uns schwer. Womöglich weil es Mut und Weitblick erfordert, alte Pfade zu verlassen?
Auf Dauer kann Deutschland seine starke Position auf den Weltmärkten nur behaupten, wenn wir Neues wagen. Dieses Querdenken zu fördern ist Ziel des Deutschen Innovationspreises, den die WirtschaftsWoche jedes Jahr mit der Unternehmensberatung Accenture, dem Chemiekonzern Evonik und dem Energieversorger EnBW auslobt.
Der Preis soll die mutigen Ideenschmieden bekannt machen, die unsere Wirtschaft und unser Leben mit ihren Innovationen verändern. Wir prämieren dabei aber nicht nur die großen Konzerne. Der Deutsche Innovationspreis würdigt auch die besten Ideen von Mittelständlern und Startups, die – oft unbemerkt von der Öffentlichkeit – in einer Nische den Weltmarkt erobern.
Zeit der Veränderungen
Denn ob groß oder klein: Die Wirtschaft steht vor enormen Veränderungen. Neue, spezialisierte Elektrosportwagenhersteller wie Tesla aus den USA drängen ins angestammte Geschäft der etablierten Anbieter. Sparsame Maschinen, Transportmittel und Fabriken werden im Zeitalter steigender Rohstoffpreise zur Überlebensfrage – und damit zu einer gigantischen Umsatzquelle für Technologieunternehmen. Zugleich wird durch die Vernetzung von Autos, Uhren und ja: Brillen das Internet die letzten Winkel unseres Alltags erobern und ebenso die Fertigungswelt verändern. Etwa in Gestalt der 3-D-Druck-Technologie: Sie hat das Potenzial, die Industrie komplett zu revolutionieren.
In fast allen diesen Feldern sind die Sieger und Finalisten des Deutschen Innovationspreises aktiv. MTU hat eine supereffiziente Flugzeugturbine entwickelt. Bosch Sensortec liefert Sensoren, die wie ein Computer rechnen können. Und ein Stromspeicher des Mittelständlers Michael Koch senkt drastisch den Energieverbrauch von Maschinen.
Die Preisträger zeigen, dass die Industrie Antworten auf die großen Zukunftsfragen hat. Mit welchen Innovationen die Ideenschmieden die Wirtschaft und unser Leben verändern wollen und von welchen Innovatoren wir noch hören werden, lesen Sie auf den nächsten Seiten.
Finalist Großunternehmen: BMW
Früh schalten, sanft Gas geben: Ein digitaler Assistent gibt BMW-Fahrern Tipps, wie sie 20 Prozent Sprit sparen können.
Marcus Bollig stand vor einem Problem. Der Leiter der Abteilung Effiziente Dynamik beim Autohersteller BMW sollte ein System ersinnen, das den Fahrern zeigt, wie sie mit jedem Liter Kraftstoff besonders weit kommen. Aber dies, ohne sie zu belehren oder gar zu bevormunden. Denn das scheuen die Münchner so sehr wie der ADAC das Tempolimit.
Bollig fand eine elegante Lösung: Er aktiviert den Spieltrieb der Fahrer – und ein wenig auch ihren Spartrieb. Wer die Tipps des digitalen Fahrassistenten befolgt, kann unmittelbar auf dem Bordcomputer ablesen, wie viele Extrakilometer er dank frühem Schalten und sanftem Druck aufs Gaspedal herausgefahren hat. Die Bonusmeilen könnten bei vielen Fahrern den Ehrgeiz anstacheln, sich selbst übertreffen zu wollen, erwarten die Experten des Autobauers. Bollig jedenfalls ist sicher: „Ich ändere meine Fahrweise am ehesten, wenn mir direkt vor Augen geführt wird, wie effizient ich gerade unterwegs bin.“
Zwar rüstet BMW im Rahmen des Spritsparpakets Efficient Dynamics seine Modelle serienmäßig mit diversen Spritspartechnologien aus, etwa mit der Start-Stopp-Automatik.
Doch der wichtigste Faktor bleibt der Fahrer. „Wir wissen, dass der Verbrauch bis zu 20 Prozent sinken kann, wenn der Fahrer vorausschauend fährt“, sagt Ingenieur Bollig. In aktuellen BMW-Modellen kann er dazu zum Beispiel vom Sport- auf den besonders Treibstoff sparenden Eco-Pro-Modus umschalten. Den neuen 7er-BMW, das Spitzenmodell der Münchner, haben die Entwickler weiter aufgerüstet.
Die Finalisten bei den Großunternehmen
So analysiert der Bordrechner das individuelle Fahrverhalten. Das Navigationssystem schlägt auf Basis dieser Daten die verbrauchsgünstigste Route vor und berücksichtigt dabei die aktuelle Verkehrslage sowie Streckenprofile. Und es weist den Fahrer darauf hin, dass in Kürze eine Geschwindigkeitsbeschränkung folgt, sodass er frühzeitig vom Gaspedal gehen kann.
Das ist längst nicht alles. Sobald der Fuß vom Gaspedal geht, nutzt das Fahrzeug die eigene Bewegungsenergie als Antrieb. In einer Art Leerlauf bremsen allein Luft- und Rollwiderstand das Fahrzeug. Das funktioniert im Geschwindigkeitsbereich zwischen 50 und 160 Kilometer pro Stunde. „Leerlaufsegeln“ nennen Experten das. Eine App fürs Smartphone bedient wiederum den Spieltrieb: Sie erfasst und bewertet den Fahrstil und gibt Tipps zum sparsameren Fahren.
Das Gesamtpaket hat die Jury des Innovationspreises überzeugt. „BMW war schon führend beim intelligenten Spritsparen. Jetzt erweitern die Bayern das Paket um ein Energiemanagement, das dem Fahrer Tipps für eine Sprit sparende Fahrweise gibt, ohne ihn zu bevormunden“, lobt Frank Riemensperger, Deutschland-Chef der Unternehmensberatung Accenture.
Die Anstrengung zahlt sich aus: BMW hat die Verbrauchssenkungen der Fahrzeugflotte, die der Gesetzgeber bis 2015 vorschreibt, trotz seiner PS-starken Autos schon zu 93 Prozent geschafft. VW, Audi und Mercedes hinken da hinterher.
Kraftvoller Motor, sparsamer Verbrauch – bei BMW scheint die widersprüchliche Gleichung aufzugehen.
Finalist Mittelstand: Michael Koch
Ein neuartiger elektrischer Kurzzeit-Speicher kann den Stromverbrauch von Maschinen halbieren – risikolos und preiswert.
Hätte Deutschland mehr Technikpioniere vom Schlage Michael Kochs, bräuchte sich Marc Evers vom Deutschen Industrie- und Handelskammertag jetzt nicht um die Zukunft der hiesigen High-Tech-Industrien zu sorgen. Nur sechs Prozent aller 346.400 gewerblichen Existenzgründungen entfielen 2012 auf Branchen wie Biotechnologie oder Elektronik. „Viel zu wenig für eine Industrienation wie Deutschland“, klagt Innovationsexperte Evers und fordert „mehr Unternehmergeist“.
Das eigene "Fabrikle"
Der zeichnete Koch früh aus. Schon am Beginn seiner Berufskarriere vor rund 25 Jahren stand für den heute 50-Jährigen fest: Eines Tages will ich mein eigenes „Fabrikle“ haben! 1997 erfüllte er sich seinen Lebenstraum. Nachdem er beim Antriebsspezialisten SEW-Eurodrive in Bruchsal die Marketingabteilung aufgebaut hatte, gründete er in diesem Jahr mit seiner Ehefrau Christine in Ubstadt-Weiher unweit von Karlsruhe die Michael Koch GmbH.
Nun kommt eine Auszeichnung für eine Durchbruchsinnovation hinzu. Mit einem pensionierten Elektrotechniker und einem Softwarespezialisten hat Koch einen Kurzzeitspeicher für Strom entwickelt, der den Energieverbrauch von Fabrikmaschinen halbieren kann. Die Juroren des Innovationspreises kürten ihn dafür zum Finalisten in der Kategorie Mittelstand. „Die Entwicklung ist ein exzellentes Beispiel, wie stark die Energieeffizienz in der Produktion gesteigert werden kann“, urteilt Jury-Mitglied Frank Mastiaux, Vorstandschef der EnBW Energie Baden-Württemberg.
Die Finalisten in der Kategorie Mittelstand
Kochs Innovation kommt dem technischen Wunderwerk eines Perpetuum mobile nahe, das sich – einmal in Gang gesetzt – ewig fortbewegt: Wenn Anlagen in rasendem Tempo Flaschen abfüllen oder Verpackungen etikettieren oder Roboter Teile greifen, müssen die Maschinen zwischen den Arbeitsschritten immer wieder abgebremst oder gar angehalten werden. Der Strom, der die Maschinen vorher angetrieben hat, kehrt dann seine Richtung um und muss irgendwo hin.
Zumeist wird er zu einem elektrischen Bremswiderstand geführt, der ihn in Wärme umwandelt. Sie entfleucht in die Umgebung. Pure Verschwendung, fand Koch, dessen Unternehmen selbst Bremswiderstände herstellt, und suchte nach einer intelligenteren Lösung. Statt mit dem Strom nicht benötigte Wärme zu erzeugen, speichert Koch ihn jetzt in einem Kondensator, der den Strom beim nächsten Fertigungsschritt wieder an die Maschine abgibt.
Strom zurückholen
Je kürzer die Taktzeit zwischen Abbremsen und Beschleunigen, desto mehr elektrische Energie gewinnt das System zurück. Im Idealfall, verspricht Koch, halbiert sich der Energieverbrauch. Einige Anlagen könnten mit der Technik so viel Strom zurückholen, wie eine vierköpfige Familie im Jahr an Energie verbraucht. Bei vielen Anwendungen amortisiert sich der 800 Euro teure Kurzzeitspeicher von der Größe eines Schuhkartons laut Koch in weniger als zwei Jahren.
Theoretisch war es bisher schon möglich, den Strom beim Abbremsen zurück ins Stromnetz zu speisen. Dabei kann es jedoch zu schwierig zu kontrollierenden Schwankungen der Netzspannung kommen – mit dem Risiko, dass die empfindliche Elektronik der Maschinen zerstört wird. Deshalb lassen die Unternehmen zumeist lieber die Finger davon. Mit Kochs Erfindung lässt sich das Einsparpotenzial jetzt risikolos aktivieren.
Besonders imponiert Juror Mastiaux, dass sich die Technik auch mit älteren Maschinen koppeln lässt. So können Hunderte Unternehmen Energie sparen, ohne dafür ihren Anlagenpark austauschen zu müssen. Es ist eine simple Lösung eines großen Problems – typisch für viele Innovationen des Mittelstands, lobt der EnBW-Chef. „Sie machen Deutschland stark.“
Finalist Startup: Akon
Akon hat ein ungefährliches und hoch präzises Herstellungsverfahren für die Elektronikindustrie entwickelt.
Wasserstoffperoxid macht nicht nur Haare blond. Es ist auch aus der IT-Herstellung kaum wegzudenken. Denn das starke Oxidationsmittel regeneriert Ätzbäder, um mit ihnen immer wieder aufs Neue überschüssiges Kupfer von Leiterplatten für Smartphones oder Computer zu entfernen. 15 Millionen Liter verbraucht die Elektronikindustrie weltweit pro Jahr – und zwar in 175-fach konzentrierterer Form, als Friseure es zum Blondieren benutzen.
Genau hier liegt das Problem: In konzentrierter Form kann die Chemikalie explodieren. So hält sich hartnäckig das Gerücht, dass Wasserstoffperoxid vor zwei Jahren den Unfall im südwestchinesischen Werk des Apple-Zulieferers Foxconn verursachte. Damals starben drei Arbeiter.
Bald könnte das aggressive Bleichmittel bei Chipherstellern passé sein. Denn das schwäbische Startup Akon aus Westhausen bei Aalen hat ein alternatives Verfahren namens Oxijet entwickelt, das mit Ozon statt mit dem explosiven und hautätzendem Wasserstoffperoxid arbeitet. Damit kam Akon in die Endrunde des Deutschen Innovationspreises.
Die Finalisten in der Kategorie Startup
Jury-Mitglied und Evonik-Chef Klaus Engel begründet, warum: „Das neue Ätzverfahren verbessert den Produktionsprozess gleich auf mehreren Ebenen: Es senkt die Verletzungsgefahr für die Mitarbeiter, ist einfacher in der Handhabung und erhöht die Qualität der Leiterplatten ganz erheblich.“ Zudem ist das Verfahren preiswerter als das bisherige, weil die aufwendige Lagerung des Gefahrstoffs entfällt.
Seit sie das Unternehmen im Mai 2012 gegründet haben, bekommen der Akon-Geschäftsführer Wolfgang Dambacher und Marcus Lang – der Entwickler und Erfinder der Technik – Anfragen aus der ganzen Welt. Und das ist kein Wunder.
Die Tragweite der Entwicklung könnte immens sein, meint Juror Engel: „Dem Laien mag solch eine Prozessänderung klein und unbedeutend erscheinen, doch sie dürfte zu ganz neuen Elektronikprodukten führen, weil sie die Miniaturisierung vorantreibt.“
Der Grund: Die mit Oxijet geätzten Strukturen seien um ein Vielfaches akkurater und könnten deshalb kleiner werden, erklärt Entwickler Lang: „Das wird der Elektronikindustrie einen Innovationsschub versetzen.“
Preisträger Großunternehmen: MTU Aero Engines
MTU hat ein Flugzeugtriebwerk entwickelt, das halb so laut ist wie herkömmliche Antriebe und 15 Prozent Sprit spart.
Egon Behle hob mit 14 Jahren zum ersten Mal ab, lange bevor er Auto fahren durfte – in einem Segelflugzeug. Die frühe Leidenschaft fürs Fliegen mündete in einem Studium der Luft- und Raumfahrttechnik und bestimmte auch Behles berufliche Karriere: Heute ist der 57-Jährige Vorstandschef des Münchner Turbinenherstellers MTU Aero Engines.
In dieser Funktion ist dem Ingenieur klar, dass der Markterfolg moderner Triebwerke vor allem von zwei Kriterien abhängt: Sie müssen sparsamer und leiser werden. Spritschluckende Jets lassen sich nicht mehr wirtschaftlich betreiben, und laute Maschinen bekommen an vielen Flughäfen in Zukunft immer seltener Landegenehmigungen.
Die schnell laufende Niederdruckturbine, die in die neueste Triebwerksgeneration PW 1000G von Pratt & Whitney eingebaut wird, setzt da neue Maßstäbe. Sie reduziert die Lärmentwicklung um die Hälfte und senkt den Verbrauch um rund 15 Prozent. Das spart künftig auf dem Flug von München nach London in einer A320neo eine halbe Tonne Kerosin gegenüber dem Vorgänger A320. Überdies sinken die Instandhaltungskosten um 20 Prozent.
So viel Fortschritt begeistert die Juroren des Innovationspreises. Sie setzten das Triebwerk auf Platz eins in der Kategorie Großunternehmen. Frank Riemensperger, Deutschland-Chef der Unternehmensberatung Accenture, findet große Worte: „Das gleicht einer Revolution für die Luftfahrtindustrie. Profitieren werden davon Hersteller, Kunden und lärmgeplagte Anwohner von Flughäfen gleichermaßen.“
Den Effizienzsprung schaffen die MTU-Ingenieure, indem sie zwischen dem Fan, der vorn die Luft ansaugt und beschleunigt, und der Turbine ein Getriebe schalten. Es ermöglicht, dass Fan und Turbine in einem optimalen Drehzahlbereich arbeiten – der Fan langsam, die Turbine schnell.
In der Flugzeugturbine wird damit die Drehzahl des vorderen Schaufelkranzes von der hinteren Niederdruckturbine entkoppelt, die somit effizienter laufen kann. Die niedrigere Drehzahl des Fans senkt den Verbrauch und das Geräuschniveau.
Als Pratt & Whitney 2005 mit der Entwicklung des Getriebefan-Triebwerks begann, „sah kaum jemand den Bedarf für diese Technologie“, erinnert sich Behle. Jetzt zahlt sich die Weitsicht aus. Denn Fluggesellschaften wie die Lufthansa müssen ständig mehr Geld für Sprit und Lärmschutz ausgeben.
Proteste gegen Fluglärm
Zwar treibt das Dröhnen der Jets Flughafenanwohner schon seit Jahren auf die Barrikaden. Wegen ihrer Proteste müssen inzwischen nachts rund 530 Flughäfen weltweit den Flugverkehr unterbrechen – gut doppelt so viel wie Ende der Neunzigerjahre. Und die Zahl steigt. Am Flughafen Frankfurt protestieren Anwohner gegen die neue, fünfte Landebahn. In Berlin drohen 600 Millionen Euro Mehrkosten für Lärmschutz den Airport-Neubau endgültig unbezahlbar zu machen. In München stoppte die Furcht vor mehr Lärm den Bau der dritten Startbahn ebenso wie in London. In Zürich, Tokio und Los Angeles kämpfen Flughäfen mit ähnlichen Problemen.
Deshalb war das MTU-Flüstertriebwerk auch ein Star der letztjährigen Branchenmesse im südenglischen Farnborough. „Wir haben alle nicht damit gerechnet, dass der Flugzeughersteller Airbus so schnell auf das neue Triebwerk setzen würde“, sagt Behle. „Jetzt werden wir unter anderem die neue A320neo ausrüsten.“
Die Lufthansa hat als eine der ersten Fluggesellschaften 30 neue A320neo bestellt. Für die Schweizer Konzerntochter Swiss orderte sie zudem 30 Maschinen der C-Serie von Bombardier, die ebenfalls mit dem sparsamen Triebwerk ausgerüstet sind.
Obwohl bisher noch kein Flugzeug mit der neuen Antriebstechnik im regulären Linienverkehr fliegt, haben MTU und Pratt & Whitney bereits Aufträge für 3500 Aggregate. „Wenn das zum Entwicklungsstart jemand vorhergesagt hätte, wir hätten es nicht geglaubt“, sagt Behle. Nach Bombardier, Mitsubishi, dem russischen Flugzeugbauer Irkut und Airbus hat sich auch der brasilianische Flugzeughersteller Embraer, der viertgrößte der Welt, für die Technik entschieden.
Vom geplanten Hochfahren der Serienproduktion werden auch die deutschen MTU-Werke profitieren. Für Airbus stellen die Bayern in München erstmals selbst komplette Triebwerke her. In Hannover ist eine Endmontage des PW 1100G geplant.
MTU-Chef Egon Behle, der das Unternehmen Ende 2013 auf eigenen Wunsch verlässt, ist zuversichtlich, dass MTU auch dank des neuen Triebwerks den Umsatz bis 2020 verdoppeln kann – von drei auf sechs Milliarden Euro.
Die Entwickler MTU und Pratt & Whitney sehen ihre Triebwerksfamilie jedoch erst am Anfang. Sie wollen die Technik nicht nur auf die größeren Triebwerke für Langstreckenflugzeuge wie den Airbus A380 übertragen. Sie arbeiten auch an noch leiseren und sparsameren Antrieben.
Finalist Großunternehmen: Bosch Sensortec
Sie stecken in jedem zweiten Smartphone: die Sensoren von Bosch Sensortec. Bald sollen sie sogar selbst rechnen können.
Oft sind es die kleinen Dinge, die die Welt verändern. Im Fall der Sensoren, die inzwischen zigmilliardenfach in Smartphones, Spielekonsolen und anderen Elektronikgeräten stecken, sind es die ganz kleinen Dinge. Denn viele der elektronischen Fühler neuester Generation haben nicht mal mehr die Größe eines Stecknadelkopfes.
Gleichzeitig sind sie hochsensibel: Sie registrieren zum Beispiel, wie der Nutzer gerade sein Telefon hält, um die Inhalte am Bildschirm richtig herum anzuzeigen. Oder sie zählen die Schritte, die eine Joggerin macht, oder erfassen die Höhenmeter auf einer Skitour.
Sensoren von Bosch
Geht es nach Stefan Finkbeiner, CEO von Bosch Sensortec aus Reutlingen bei Stuttgart, werden die Fühler bald noch viel mehr können: Dann stecken sie in Kleidung und zählen den Herzschlag, dienen als mobile Wetterstationen, die den CO2-Gehalt der Luft messen, und registrieren die typische Bewegung, wenn wir das Handy in die Hosentasche stecken – um dann das Display abzuschalten.
Schon heute kommt rund die Hälfte aller Sensoren, die weltweit in Smartphones verbaut sind, von Bosch Sensortec, einer Tochter des Elektronikkonzerns Bosch. Der Automobilzulieferer baut schon seit den Neunzigerjahren Sensoren für Pkws.
Immer mehr interessierte sich aber auch die Konsumelektronikindustrie für die intelligenten Winzlinge. Der Vorstand gründete daher bereits 2005 Bosch Sensortec, um die Nachfrage mit gezielt entwickelten Produkten abdecken zu können. 600 Ingenieure arbeiten inzwischen bei Bosch im Bereich Mikrosystemtechnik. Bis heute haben sie rund drei Milliarden Sensoren gefertigt.
„Bei Sensoren in Autos ist Robustheit gefragt“, sagt Stefan Finkbeiner. Größe und Energieverbrauch spielen weniger eine Rolle. Genau darauf kommt es aber in Handys oder Spielekonsolen an. Aus diesem Grund hat Finkbeiner zusammen mit Sensortec-Technikchef Udo-Martin Goméz und dessen Team die Baugröße der Sensoren im Laufe der Jahre auf ein Fünfzigstel reduziert. Ihr Stromverbrauch sank sogar um den Faktor 100.
Das allein hätte jedoch noch nicht zum Sprung unter die Finalisten des Deutschen Innovationspreises gereicht, sagt Frank Riemensperger, Deutschland-Chef der Unternehmensberatung Accenture. Fasziniert hat das Jury-Mitglied die Idee, „aus den Sensoren eine Art kleinen Computer zu machen, der Signale gleich selbst auswertet“.
Smarte Sensoren
Bisher geben die Fühler ihre Daten zu diesem Zweck an die Mikroprozessoren der Geräte weiter. Verarbeiten die Sensoren ihre Daten aber selbst, sinkt der Energieverbrauch eines Smartphones weiter – zugleich reagiert es noch schneller auf Befehle und Bewegungen.
Dabei sind Energieeffizienz und Geschwindigkeit nicht die einzigen Vorteile der smarten Sensoren. Auch gegen Störungen soll der IQ-Zuwachs der Zwerge helfen. So stören beispielsweise Metallbauteile wie etwa Treppen in der Umgebung heute noch die Signale. Künftig aber merkt der Sensor, wenn solche Hindernisse die Informationen beinträchtigen, und bezieht das in Berechnung ein.
Dabei sind Sensoren schon heute Wunderwerke der Technik: Um zum Beispiel die Schritte der Nutzer beim Joggen zu zählen, bewegen sich im Sensor kammähnliche Bauteile gegeneinander. Ihre Zinken sind zehn Mal dünner als ein menschliches Haar. Andere Sensoren messen stetig das Erdmagnetfeld, um den Bildschirminhalt zu drehen – je nachdem, wie der Nutzer das Gerät hält.
Schon jetzt liefert Bosch rund 500 Millionen der winzigen Bauteile pro Jahr an Kunden. In naher Zukunft könnten es laut Finkbeiner sehr viel mehr sein.
Wenn demnächst alle elektronischen Geräte in Haushalt oder Fabrik im sogenannten Internet der Dinge miteinander vernetzt sind und Informationen austauschen, könnten Hersteller jährlich rund 50 Milliarden der kleinen Fühler in die Geräte einbauen, schätzt Finkbeiner. Bosch will mit seinen Entwicklungen großen Anteil daran haben.
Dann hätten die Sensoren die Welt nicht nur verändert, sondern auch erobert.
Preisträger Mittelstand: Getemed
Mit dem Telemonitoring-system von Getemed lassen sich herzkranke Menschen zu Hause überwachen, so dass sie seltener in die Klinik müssen. Das senkt die Kosten und steigert die Lebensqualität.
Ein schwaches Herz zu haben klingt harmlos. Tatsächlich führen Menschen mit einer sogenannten Herzinsuffizienz aber ein beschwerliches Leben. Weil ihr Herzmuskel das Blut nur noch mit reduzierter Kraft durch den Körper pumpt, sind sie oft kraftlos und schwach. Für viele Patienten wird jeder Schritt zur Qual und eine Treppe zum unüberwindlichen Hindernis.
Die Schwerkranken unter den deutschlandweit 1,8 Millionen Herzinsuffizienz-Patienten müssen zudem im Schnitt drei- bis viermal pro Jahr für mehrere Tage in die Klinik auf die Intensivstation, weil sie dem Tod näher als dem Leben sind. Für solche Patienten hat das Unternehmen Getemed aus Teltow in Brandenburg ein telemedizinisches Überwachungssystem entwickelt, für das die Jury des Deutschen Innovationspreises Getemed mit dem ersten Preis in der Kategorie Mittelstand auszeichnet.
Das Physiogate genannte System verbessert mithilfe der Telemonitoring-Technik die Lebensqualität der Schwerkranken deutlich, begründet Jury-Mitglied und EnBW-Vorstandschef Frank Mastiaux die Entscheidung: „Getemed hat Informations- und Medizintechnik so intelligent zu einem bedienerfreundlichen Produkt verwoben, dass ältere Menschen damit länger selbstbestimmt zu Hause leben können.“
Weil sich so die Zahl der Krankenhaustage um fast 60 Prozent reduzieren lässt, sinken auch die Behandlungskosten. Mastiaux ist überzeugt: „Solche telemedizinischen Techniken werden in den nächsten Jahren die Gesundheitsbranche revolutionieren, denn sie retten nicht nur Lebenszeit, sondern helfen auch auf Kostenseite.“
Geräte für Italien
Und das schon jetzt. So hat Getemed das gut 1000 Euro teure System seit Ende 2011 mehr als 1000 Mal an die Berliner Charité und die Kliniken in Cottbus und Brandburg an der Havel verkauft. Auch eine Klinik im italienischen Trient hat gerade einen Schwung Geräte geordert, berichtet Michael Scherf, der Chef des 73 Mitarbeiter starken Unternehmens. Getemed entwickelt seit 25 Jahren Überwachungssysteme für Risikopatienten sowie Säuglinge, die vom plötzlichen Kindstod bedroht sind.
Das Prinzip von Physiogate ist in der Anwendung ganz simpel. Die Klinik gibt den Patienten die Messgeräte und eine Bedieneinheit mit. Zu Hause stellen sich die Herzkranken dann in gewohnter Umgebung einmal täglich auf die Waage, legen die Blutdruckmanschette um einen ihrer Oberarme, klemmen eine Messsonde für die Sauerstoffsättigung des Bluts an eine Fingerkuppe und halten sich ein EGK-Messgerät an die Brust.
Alle Ergebnisse übermitteln die von Getemed entwickelten Geräte automatisch per Funk an die tabletgroße Physiogate-Bedieneinheit. Deren besonders große Bediensymbole auf dem Touchscreen sind auch für ältere Menschen gut lesbar. Zuletzt geben die Patienten auf einer fünfstufigen Skala an, wie gut sie sich an diesem Tag fühlen, dann sendet Physiogate das Datenpaket via Mobilfunk ans Telemedizinzentrum der beteiligten Klinik, die rund um die Uhr besetzt ist.
Der kritische Patient geht vor
Der Trick an der Sache ist folgender: Die Parameter Gewicht, EKG, Blutdruck, Sauerstoffsättigung und Befinden sind so intelligent zusammengestellt, dass sie sehr genau Auskunft darüber geben, ob es dem Patienten gut geht, oder ob er medizinische Hilfe braucht. Dabei sortiert eine von Getemed entwickelte Software die Datensätze automatisch so vor, dass die Ärzte die kritischen Fälle zuerst sehen.
Stimmt etwas nicht, rufen sie je nach Schweregrad der Komplikation den Patienten, den Hausarzt oder direkt den Notdienst an, um zu helfen und den Grund zu ermitteln. Legt ein Patient zum Beispiel vom einen auf den anderen Tag deutlich Gewicht zu und fühlt sich kurz darauf schlecht, dann weise das darauf hin, dass sein Körper gefährlich viel Wasser einlagert und seine Medikamente eventuell nicht richtig wirken, erklärt Getemed-Entwicklungsvorstand Robert Downes.
Die Ursache dafür lässt sich oftmals aber ganz schnell beheben: „Manchmal vergessen die Patienten einfach, eines ihrer vielen Medikamente zu nehmen“, sagt Downes. Dann reicht die telefonische Erinnerung vom Hausarzt, um eine potenziell lebensbedrohliche Situation schnell wieder zu entschärfen. In anderen Fällen bittet der Arzt den Kranken zu sich in die Praxis, um ihn genauer untersuchen zu können oder ein anderes Medikament zu verschreiben.
In jedem Fall hilft der Online-Check, den Gesundheitszustand der Patienten gar nicht erst so kritisch werden zu lassen, dass sie ins Krankenhaus müssen, sagt Physiogate-Entwicklerin Astrid Trachterna. Eine Studie der Charité belegt das: Mithilfe des Telemonitorings mit Physiogate sank die Zahl der Krankenhauseinweisungen um gut 40 Prozent. Bei jedem dieser Aufenthalte mussten die Patienten statt bisher durchschnittlich 9,1 Tage nur 3,8 Tage in teuren Krankenhausbetten liegen. „Bei Kosten von mehr als 500 Euro pro Krankenhaustag sind die Einsparungen erheblich“, rechnet Trachterna vor.
Obwohl es weltweit Hunderte telemedizinischer Projekte gibt, ist Physiogate eines der wenigen bisher zugelassenen Produkte. Den Grund dafür sieht Getemed-Chef Scherf in der engen Zusammenarbeit mit den Medizinern vor Ort. „Wir haben keine abgehobenen Telemedizin-Visionen entwickelt“, sagt der studierte Elektrotechniker: „Die Ärzte kamen auf uns zu.“ Die wenigen verbliebenen Niedergelassenen im strukturschwachen ländlichen Brandenburg wünschten sich solch ein Telemedizin-System, weil sie eine gute medizinische Betreuung der Herzpatienten kaum noch sicherstellen konnten. Insofern müsste kein Doktor Angst vor dieser Technik haben, sagt Scherf: „Wir wollen die Ärzte ja nicht ersetzen, sondern sie unterstützen.“
Preisträger Startup: Seefront
Seefront bringt 3-D-Bilder und Videos höchster Qualität auf fast jedes beliebige Display. Sie lassen sich ohne Stereobrille ansehen.
War es die großartige Aussicht aufs Meer, die seinen Geistesblitz auslöste? Oder die Ruhe, mit der er im Liegestuhl seinen Gedanken nachhing?
Christoph Großmann kann sich nicht mehr erinnern. Wohl aber daran, dass es im Strandurlaub geschah. Gewiss ist auch: Die Eingebung hat sein Leben verändert – und beschert Computernutzern eine neue Sicht auf die Welt.
„Jahrelang habe ich überlegt, wie sich Monitore bauen lassen, auf denen man 3-D-Bilder und -Videos in hoher Quali- tät ansehen kann, ohne eine lästige Stereobrille tragen zu müssen“, sagt der Chef des Hamburger Unternehmens Seefront. Am Strand kam ihm Mitte der Neunzigerjahre die Eingebung. Großmann eilte aufs Zimmer und hielt sie auf Hotelbriefpapier fest.
Dennoch verging mehr als ein Jahrzehnt bis zur Realisierung. Der heute 59-jährige Architekt war einfach zu sehr mit dem Bau zahlreicher Bürogebäude in Hamburg beschäftigt. Für die Weiterentwicklung seiner Idee blieb wenig Zeit. Das änderte sich erst, als er 2006 aus dem alten Job ausstieg und Seefront gründete, um die 3-D-Technik marktreif zu machen.
Bis zu 30 Zoll
Das ist ihm nach Ansicht der Juroren des Deutschen Innovationspreises vollauf gelungen. Sie wählten die sechs Köpfe starke Seefront-Truppe mit ihren sogenannten Autostereoskopie-Displays zum diesjährigen Sieger in der Kategorie Startups. „Auf 3-D-Bildschirmen, wie wir sie kennen, können sich Nutzer Videos und Bilder hoher Qualität nur mit lästigen Spezialbrillen ansehen“, sagt Klaus Engel, Vorstandschef des Technologiekonzerns Evonik und Co-Juror des Innovationspreises. „Auf diese entscheidende Schwäche hat Seefront eine überzeugende Antwort gefunden.“
Immerhin funktioniert die Technik mit Displays beliebiger Auflösung bis zu etwa 30 Zoll Diagonale.
Mehr noch: Monitore können sogar nachgerüstet werden. Und sie liefern selbst dann durchgehend scharfe, farbgetreue und lichtstarke Bilder, wenn sich der Betrachter vor dem Monitor bewegt. Ein großer Vorteil gegenüber anderen brillenlosen 3-D-Techniken, wie sie etwa die Spielekonsole Nintendo 3DS oder 3-D-Smartphones besitzen. Dort sieht der Betrachter räumliche Bilder nur, wenn er starr darauf blickt.
Bei Großmanns Lösung hingegen verfolgt eine sogenannte Eye-Tracker-Kamera die Bewegungen. „Basierend darauf optimiert das System die Bildwiedergabe in Echtzeit, sodass beide Augen auch ohne Brille immer das für den 3-D-Eindruck richtige Bild sehen“, erläutert der Seefront-Chef.
Drei Dimensionen im Auto
Allerdings kann seine Technik nur einen Betrachter erfassen. Sie ist nicht dafür ausgelegt, dass etwa ganze Familien Fußballspiele in 3-D vor dem Fernseher verfolgen können. Seefront konzentriert sich auf Anwendungen mit einem Betrachter.
So hat das Unternehmen für Armaturenbretter des Autokonzerns Daimler ein Spezialdisplay entwickelt, das Fahrzeug- und Verkehrsinformationen dreidimensional abbildet. Sie sind auf diese Weise für den Fahrer leichter zu erfassen.
Das ist jedoch nur eine von vielen Optionen: „Die Möglichkeit, Displays unterschiedlichster Größe nachzurüsten, öffnet eine Vielzahl von Einsatzgebieten“, urteilt Evonik-Chef Engel.
Ein Beispiel ist ein Aufsatz für Sonys Vaio-Notebook, der 3-D-Bildern Tiefe und Weite verleiht. Dafür hat der japanische Elektronikkonzern die Seefront-Technik lizenziert.
Dank solcher Aufträge wächst das Unternehmen seit der Gründung kontinuierlich und profitabel. Jetzt setzt Großmann zum nächsten Sprung an: Noch in diesem Jahr will der Unternehmer mit einem Hardwarepartner erstmals Displays unter eigener Marke fertigen und so kommendes Jahr eine Million Euro umsetzen. Die Mitarbeiterzahl soll sich bis 2015 gut verdreifachen.
Was der Ex-Architekt für den Ausbau seines Unternehmens jetzt noch sucht, ist „ein kapitalstarker Investor“, sagt Großmann. Der Deutsche Innovationspreis wird ihm dabei sicher helfen.
Nur die Zeit, die ihm in Zukunft bleibt, um am Strand über neue Technologien zu sinnieren, dürfte dann knapper werden.
Finalist Startup: Mastap
Wackelts? Bisher war die Einschätzung der Sicherheit von Strommasten eher Glückssache. Mit den Sensoren und der Software des Startups Mastap werden genaueste Messungen möglich.
Beim Thema Masten endete das Mittelalter erst 2009. Bis dahin prüften Handwerker alle sechs bis acht Jahre die Standfestigkeit von Strommasten, Laternen und Windrädern mit der sogenannten Klopftechnik: Ohr ran an den Mast, „tock-tock“ und dann hören, ob es verdächtig klingt.
Holzstützen bohrten die Prüfer wie Spechte an und suchten nach Fäulnis. Die Prozedur dauerte 20 Minuten. Rund zehn Prozent der Masten wurden dann ausgetauscht. Einen Holzmast zu erneuern kostet zwischen 2000 und 3000 Euro. Meistens sind zudem mehrere Mitarbeiter nötig, um den Test am Pfahl durchzuführen.
Mit der Erfindung des 2009 gegründeten Startups Mastap aus Wesel im Nordwesten des Ruhrgebietes ist das jetzt vorbei. Das Unternehmen hat einen Sensor entwickelt, den ein Prüfer am Mast mit einem Band fixiert und der die Schwingungen des Mastes misst. „Dafür muss er nur mit zwei Fingern einmal stark angetippt werden“, sagt Axel Meyer, Geschäftsführer von Mastap.
Gewaltige Ersparnis
Anschließend berechnet eine Software aus den Schwingungsdaten, ob es Schäden am Mast gibt und wie es um seine Standfestigkeit bestellt ist. Grundlage dafür sind seine Größe, das Material, sein Alter und eventuelle Anbauteile oder auf den Trägern aufgelagerte Stromleitungen. Die Schwingungen an Masten sind deshalb so unterschiedlich wie die Fingerabdrücke bei Menschen.
Wo also früher nur eine subjektive Einschätzung der Geräusche und des Aussehens des Mastes darüber entschied, ob er ausgetauscht wird, sind es heute harte Fakten.
Das Ergebnis ist laut Axel Meyer erstaunlich: Statt früher zehn Prozent werden wegen der genaueren Messungen nur noch ein Prozent der Pfähle ausgetauscht. Ersetzt wird nur, was wirklich kaputt ist. Die Ersparnis für die Mastap-Kunden ist gewaltig: Bei 50.000 überprüften Masten, rechnet Meyer vor, spare die Technik mehr als zehn Millionen Euro.
Ein weiterer Vorteil: Das Verfahren dauert mit rund 80 Sekunden sehr viel kürzer als das alte.
Zu den Kunden von Mastap gehört inzwischen unter anderem der Stromversorger RWE. Hinzu kommen Städte wie Berlin, Hamburg, Hannover und eine Reihe von Kleinstädten. Unternehmen wie der Mastenbauer Kaal Masten aus den Niederlanden nutzen das System zudem, um die Sicherheit von neu installierten Pfeilern nachzuweisen.
Kein Wunder, dass die Innovationspreis-Jury von der Mastap-Technologie begeistert war.
Wie Jurymitglied und Chef des Chemieunternehmens Evonik, Klaus Engel, sagt: „Die Mastap-Technologie ist eine dieser seltenen Innovationen, die auf eine genial einfache Weise ein sehr gravierendes Problem löst – und damit schnell einen großen Markt erobern kann.“
Die Idee des Sensortests für Masten entwickelte ursprünglich der heutige Mastap-Technikchef Horst Spaltmann. Er hatte eine Art Gewicht gebaut, das, am Mast befestigt, die Schwingungen dämpft und so die Lebensdauer erhöht. So kam er auf die Idee, die Frequenzen genau zu messen.
Die nächste Anwendung für die Mastap-Technik steht auch schon fest: Bei großen Hochspannungsmasten mit Dutzenden Querverstrebungen sollen die Sensoren künftig fest installiert werden und Daten live übertragen. So wissen die Netzbetreiber immer genau, wie es um ihre Leitungen bestellt ist, und sie können sofort auf Schäden reagieren.
