Gaia-X Fördervorhaben
Innovative Praxisbeispiele für datengetriebene Geschäftsmodelle
Seit Anfang 2022 betreut und unterstützt der Gaia-X Hub Deutschland elf Fördervorhaben des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Sie repräsentieren „Innovative und praxisnahe Anwendungen und Datenräume im Digitalen Ökosystem Gaia-X“ und stehen beispielhaft für die Branchen Mobilität, Finanzwesen, Gesundheit, Bauwirtschaft, Geoinformation, Bildung sowie den Öffentlichen Sektor.
Die dabei entwickelten Anwendungsbeispiele zeigen auf, wie sich im Gaia-X Ökosystem auch für KMUs, Organisationen und Verwaltungen mit Daten Mehrwerte und neue marktwirksame Geschäftsmodelle schaffen lassen. Es entstehen Best Practices und Lösungsansätze, die dazu dienen, die Entwicklung und den Aufbau neuer datenbasierter Geschäftsideen in Deutschland sowie Europa zu inspirieren und praktisch zu unterstützen.
Autowerkstatt 4.0 – KI-gestützte Fehlerdiagnose beim Kfz
Konsortialführung: LMIS AG
Das Ziel von Autowerkstatt 4.0 (AW 4.0) ist es, eine Plattform für den sicheren und vertrauenswürdigen Austausch von branchenspezifischen Daten und KI-Modellen zu schaffen, um die Digitalisierung der mittelständisch geprägten Werkstattbranche voranzutreiben und Werkstätten sowie Anbieter von Messsystemen über Gaia-X zu einem Innovations- und Wertschöpfungsnetzwerk zu verknüpfen.
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Als konkrete Anwendung wird im Rahmen des Vorhabens die zielgerichtete Fehlersuche im KFZ mit Hilfe von Oszilloskopen vereinfacht. Die Fehlerdiagnose in Fahrzeugen findet meist noch über proprietäre Diagnosesysteme mittels der On-Board-Diagnose (OBD) Schnittstelle statt. Fehlercodes, sogenannte Diagnostic Trouble Codes (DTC), verweisen allerdings nicht auf die Ursache eines Fehlers, sondern lediglich auf die vom System empfohlenen Teile zum Austausch.
AW 4.0 realisiert eine differenziertere Diagnose für einen gezielten Austausch von Teilen. Dies vermeidet unnötige Reparaturen und sichert eine nachhaltige Reduktion von Ressourcen- und Zeiteinsatz. Das datenbasierte Diagnosesystem soll auch für ältere Fahrzeuge bereitstehen und ist einfach in den Arbeitsalltag von Kfz-Werkstätten zu integrieren. Darüber hinaus kann die Plattformtechnologie in weiteren Bereichen wie der Überwachung von Industrieanlagen oder Elektroantrieben übertragen werden.
COOPERANTS – Collaborative Processes and Services for Aeronautics and Space
Konsortialführung: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Das Fördervorhaben COOPERANTS treibt den Digitalisierungsprozess in der Luft- und Raumfahrtbranche voran, um in der Zukunft effizientere Arbeitsmethoden und Produktionsprozesse über den gesamten Lebenszyklus von Luft- und Raumfahrzeugen hinweg umzusetzen und zugleich die Wettbewerbsfähigkeit der Branche in Deutschland und Europa zu stärken.
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Meist werden Forschungs- und Bauprojekte von verschiedenen Teams und Unternehmen gemeinsam bearbeitet und bedürfen bislang, nicht zuletzt aufgrund der sensiblen Daten und zum Schutz des eigenen Know-how, eines hohen Reiseaufwands. Das Fördervorhaben verfolgt daher das Ziel, mithilfe eines kollaborativen Programm-Managements die digitale Zusammenarbeit der verteilten Teams unter Einhaltung der notwendigen Sicherheitsvorgaben zu ermöglichen. Auf Basis einer digitalen Infrastruktur können zudem alle Prozesse wie Produktion, Wartung oder Service in einem standardisierten Format über den gesamten Lebenszyklus eines Flugzeugs abgebildet und deren Kosten gesenkt werden, um die Branche dadurch langfristig konkurrenzfähig zu machen.
EuroDaT – Europäischer Datentreuhänder
Konsortialführung: d-fine GmbH
Das Ziel von EuroDaT ist die Etablierung eines neutralen Datentreuhänders im Sinne des Data Governance Act der EU und die zeitnahe Umsetzung Gaia-X-kompatibler exemplarischer Anwendungsfälle. Durch die neu geschaffenen Rahmenbedingungen entstehen mittelfristig neue Möglichkeiten, um innovative Produkte und zukunftsträchtige Geschäftsmodelle zu entwickeln und umzusetzen.
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EuroDaT soll Unternehmen, Wissenschaft und Behörden in die Lage versetzen schnell, sicher, rechtskonform und weitgehend automatisiert Daten zusammenzuführen und gemeinsame Auswertungen zugänglich zu machen. Auf diese Weise können sogenannte Datensilos, die beispielsweise aus datenschutz- oder kartellrechtlichen Gründen nicht gemeinsam nutzbar sind, für konsolidierte Analysen durch die Datengeber oder Dritte zugänglich gemacht werden. Basis dafür sind modernste Technologien, kombiniert mit den neuen rechtlichen Entwicklungen.
Um die Anforderungen an EuroDaT und die dahinterliegenden prozessualen, technologischen und rechtlichen Lösungen zu definieren, werden vier Anwendungsfälle detailliert erforscht: die Entwicklung einer bankenübergreifenden Transaktionsdatenanalyse zur Erkennung von Betrug und Finanzkriminalität, die Bestimmung von Nachhaltigkeitsratings für Unternehmen, ein Haushaltsbarometer zum Konsum- und Sparverhalten deutscher Haushalte in Echtzeit sowie ein System zur Bereitstellung von Behördendaten oder Mikrodaten für Forschungszwecke.
HEALTH-X dataLOFT – Die Zukunft der Gesundheitsversorgung
Konsortialführung: Charité Universitätsmedizin Berlin
Health-X dataLOFT stellt Bürgerinnen und Bürger in den Mittelpunkt der Bereitstellung, Nutzung sowie Kontrolle der eigenen Gesundheitsdaten. Ziel ist die Entwicklung von transparenten cloudbasierten Anwendungen gemäß Gaia-X Standards in hochrelevanten Gebieten der Gesundheitsversorgung wie z.B. Gesundheitsprävention, gesundes Altern und der klinischen Versorgung. Für die Vernetzung der Gesundheitsbereiche und die integrative Datennutzung werden Konzepte der Medizininformatik-Initiative sowie rechtsverbindliche Gematik-Standards und Lösungen der Telematik-Infrastruktur eingebunden.
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In vier Anwendungsfällen demonstriert das Projekt HEALTH-X dataLOFT die Chancen, die sich aus der Verbindung von Gesundheitsdaten aus dem primären und sekundären Gesundheitsmarkt ergeben: selbstbestimmte Alltagsgesundheit, klinische Begleiter, personalisierte Gesundheitsdienste und die Sekundärnutzung von Daten. Dadurch entstehen völlig neue Geschäftsmodelle. Kunden und Kundinnen haben dabei transparenten Zugriff und Kontrolle über die erhobenen Gesundheitsdaten und entscheiden selbst, wie die sensiblen Daten verwendet werden und wer sie nutzen darf. Sie können diese auch in die Gesundheitsforschung einfließen lassen.
iECO – Intelligent Empowerment of Construction Industry
Konsortialführung: RIB Information Technologies AG
Mit diesem Fördervorhaben wird die bislang noch wenig digitalisierte Baubranche adressiert. Das übergeordnete Ziel ist die Entwicklung eines gemeinsamen Datenraums für die Bauwirtschaft, in dem der gesamte Lebenszyklus eines Gebäudes von der Planung bis zum Abriss als digitaler Zwilling abgebildet werden kann. Dadurch wird die parallele Bearbeitung, der Austausch sowie die Aktualisierung aller Daten eines Bauprojektes in Echtzeit möglich.
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Das erleichtert unter anderem die digitale Vorbereitung von Prüf- und Genehmigungsverfahren, die Anpassung der verschiedenen beteiligten Gewerke oder auch die Vorratshaltung von Materialien auf dem Bau. Außerdem können die Gebäude mithilfe der Daten effizienter betrieben und am Ende des Lebenszyklus die Materialien für das Recycling gerettet werden. Da in dem Projekt der Fokus nicht ausschließlich auf dem Gebäude liegt, sondern auch vor- und nachgelagerte Prozesse einbezieht, könnte die Umsetzung und Adaption von iECO die Produktivität der gesamten Branche um zehn Prozent steigern.
Marispace-X – Martime Smart Sensor Data Space X
Konsortialführung: 1&1 IONOS SE
Marispace-X zielt darauf ab, ein maritimes Daten-Ökosystem aufzubauen, das Akteuren aus Industrie, Wissenschaft, Behörden und NGOs erlaubt, aus dem Meer gewonnene Daten auf der Grundlage europäischer Standards und Werte souverän, sicher und effizient zu verwalten, zu teilen und zu analysieren. Diese Verknüpfung ermöglicht neue Erkenntnisgewinne und die Entwicklung neuer innovativer Lösungen und Dienstleistungen für die Lösung der großen Herausforderungen unserer Zeit.
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Mit Entwicklung dieses digitalen Ökosystems der Ozeane adressiert Marispace-X gleich mehrere wichtige Herausforderungen dieses Jahrzehnts wie den Klimawandel, Meeresschutz und die digitale Transformation durch vier praktische Anwendungsfälle:
- Internet of Underwater Things - Voraussetzung für eine digitale Abbildung der Ozeane
- Offshore Windenergie - Datenerfassung, Verwaltung und intelligente Anlagenüberwachung
- Munitition im Meer - Analyse und Verwaltung von Daten für die Räumung der 1,6 Mio. Tonnen Altmunition in Nord- und Ostsee
- Biologischer Klimaschutz - Ermittlung und Optimierung des CO2-Einsparpotenzials von sog. Makrophyten (z.B. Seegraswiesen)
MERLOT – Marketplace for Lifelong Educational Dataspaces and Smart Services Provisioning
Konsortialführung: imc information multimedia communiation AG
Mit dem Förderprojekt MERLOT sollen besonders geschützte Bildungsdatenräume und -dienste innerhalb des Gaia-X Ökosystems entstehen, um sicherzustellen, dass die Inhaber von Bildungsdaten stets die Souveränität über ihre Daten behalten und diese je nach Bedarf gezielt anderen Nutzern oder Diensten interoperabel zur Verfügung stellen können. Lernende, Schulen, öffentliche Einrichtungen, Verwaltungen oder Unternehmen werden so befähigt, DSGVO-konform Bildungsdaten auszutauschen und kontrolliert weiterzugeben, ohne mit jedem Beteiligten gesondert individuelle Vereinbarungen schließen zu müssen. Das erleichtert die Interaktion der Akteure in föderalen Systemen und eröffnet neue Möglichkeiten bei der Verarbeitung der hoch schützenswerten Bildungsdaten.
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Das MERLOT-Projekt entwickelt Advanced Smart Services, verschiedene Dienste auf Basis von datensicheren KI-gestützten digitalen Assistenten, um Lernende bei der Bildungs- und Berufsorientierung zu unterstützen oder Bürgerinnen und Bürgern beim lebenslangen Lernen durch digitale Weiterbildungsassistenten zu begleiten. Darüber hinaus wird ein digitaler Assistent Daten der Wirtschaft und Arbeitsmarktentwicklung mit individuellen Bildungspotenzialen so miteinander kombinieren, dass der virtuelle Assistent daraus gezielte Vorschläge für die individuelle Karriereplanung erarbeitet und besonders erfolgsversprechende Möglichkeiten, beispielsweise unter Berücksichtigung von Markttrends wie der Zunahme des Fachkräftemangels, vorschlägt.
MERLOT demonstriert mit diesen Use Cases, dass trotz dezentraler Datenhaltung auf Grundlage der Gaia-X Architektur eine Verarbeitung von hochsensiblen Bildungsdaten mittels KI-Methoden möglich wird, ohne den Datenschutz, die Datensouveränität der Lernenden und anderer Datenquellen zu gefährden.
OpenGPT-X – Aufbau eines Gaia-X Knotens für große KI-Sprachmodelle und innovative Sprachapplikations-Services
Konsortialführung: Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS
Das Ziel von OpenGPT-X ist die Erstellung von Gaia-X-kompatiblen Advanced Smart Services durch innovative Sprachtechnologien. Die neu entwickelten, GTP-3-artigen großen KI-Sprachmodelle sollen datenbasierte Business-Lösungen ermöglichen, die sich insbesondere für europäische Bedürfnisse eignen. Derzeit werden KI-Sprachmodelle fast ausschließlich von US-amerikanischen (GPT-3) und chinesischen Unternehmen (Wu Dao 2.0) entwickelt. Sie berücksichtigen vor allem den dortigen Bedarf. Da GPT-3 exklusiv von Microsoft lizensiert wird, steht das Sprachmodell zudem der europäischen Forschung und Wirtschaft nicht offen zur Verfügung. Die neuen Sprachmodelle werden hingegen die Vielsprachigkeit und föderierte Struktur Europas angemessen berücksichtigen und so die Innovationskraft und die Wettbewerbsfähigkeit im europäischen Raum stärken.
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Gaia-X wird die Grundlage bilden, um skalierbare Rechenressourcen sowie vernetzte und anwendungsübergreifende Datenräume für die Erstellung dieser großen KI-Sprachmodelle bereitzustellen. Als Anwendungsbeispiele für zukünftige Produktentwicklungen werden im Bereich Medien KI-Sprachmodelle zur Fragenbeantwortung bei interaktiven Medienformaten sowie zum Erstellen regionaler journalistischer Sport- und Wahlberichte eingesetzt. Zudem werden neue Sprachmodelle automatische Inhaltsanalysen in den Rundfunkarchiven unterstützen. Im Bereich Mobilität werden die Modelle für eine effizientere Dokumentenverarbeitung bei der Schadensabwicklung durch Kfz-Versicherungen genutzt werden und zusätzlich als persönlicher Assistent beim Autofahren zu mehr Sicherheit und Fahrkomfort beitragen.
POSSIBLE – Phoenix Open Software Stack for Interoperable Engagement in Dataspaces
Konsortialführung: Bechtle AG
Das Projekt POSSIBLE entwickelt eine innovative und nutzerfreundliche Cloud-Lösung, um Bürgerinnen und Bürgern die Datenräume aus verschiedenen Lebensbereichen leicht zu erschließen und ihnen gleichzeitig einen souveränen und selbstbestimmten Umgang mit ihren persönlichen Daten zu garantieren. POSSIBLE setzt dies exemplarisch in den Bereichen Bildung, Unternehmen – mit Fokus auf kleinere und mittelständische Unternehmen (KMU) – und in der öffentlichen Verwaltung um. Je nach Datenraum werden sich einzelne POSSIBLE-Module durch die Dateneigner in andere Bereiche übertragen lassen.
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In den praktischen Anwendungsbeispielen werden persönliche Daten von Anwenderinnen und Anwendern aus den Bereichen Schulbildung, Behörden oder mit Unternehmensbezügen so verfügbar gemacht, dass Bürgerinnen und Bürger digital auf ihre Daten zugreifen und sie schnell und sicher nutzen und in andere Verwaltungs- und Bildungsbereiche überführen können.
So wird es im Bildungsbereich möglich werden, datenbasierte Services zur Lernbegleitung in Form von Lernpfadempfehlungen einzuführen oder auch eine DSGVO-konforme Kommunikation zwischen Lehrkräften, Schülerinnen und Schülern und Eltern sicherzustellen. Ebenso soll der Bewerbungsprozess dann sicher und papierlos erfolgen. Für KMUs eröffnet sich die Möglichkeit, Daten sicher, transparent und DSGVO-konform mit anderen Unternehmen und auch den Kunden auszutauschen.
TEAM-X – Trusted Ecosystem of Applied Medical Data eXchange
Konsortialführung: Bayern Innovativ – Bayerische Gesellschaft für Innovation und Wissenstransfer mbH
Ziel von TEAM-X ist die Etablierung eines geschützten und vertrauenswürdigen digitalen Datenökosystems basierend auf der Gaia-X Infrastruktur zur Entwicklung von datengetriebenen Geschäftsmodellen, Produkten und Dienstleistungen als Basis für eine zukunftsweisende Gesundheitsversorgung. Die Daten dienen zur Verbesserung der Prävention, Prädikation, Personalisierung und Partizipation in der Versorgung. Die derzeit nicht oder nur schwer zugänglichen Gesundheitsdaten werden zukünftig verfügbar und nutzbar gemacht. Patientinnen und Patienten erhalten dabei die Datenhoheit. Sie bestimmen darüber, wer Zugriff auf diese hochsensiblen Daten erhält, aber auch für wen und in welchem Umfang diese Daten freigegeben werden. Die Daten werden dabei verschlüsselt abgelegt und die Nutzung lückenlos dokumentiert. Der Zugriff wird von jedem Endgerät aus möglich sein und eine Datenfreigabe zu Forschungszwecken realisiert.
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Durch zwei Anwendungsfälle, Frauengesundheit und Digitale Pflegeplattform für stationäre und ambulante Altenpflege, werden die entwickelten Lösungen in konkrete Versorgungssituationen überführt. Das Projekt TEAM-X arbeitet somit an der Stärkung der Fähigkeit und Selbstbestimmung der Bevölkerung im Umgang mit ihren Gesundheits- und Pflegedaten sowie an der digitalen Kompetenz und Innovationskraft der Gesundheits- und Pflegebranche.
TELLUS – Domänenübergreifende Föderierung und Vernetzung für kritische Anwendungen
Konsortialführung: DE-CIX Management GmbH
Das Fördervorhaben TELLUS erweitert die Vision von Gaia-X um eine leistungsfähige Anbindung und Integration von heterogenen Netzwerkinfrastrukturen. Derzeit basieren viele föderierte Cloud-Dienste auf Workloads, die an mehreren Orten verteilt und über das öffentliche Internet miteinander verknüpft sind. Einige kritische Use Cases in Unternehmen stellen jedoch in Bezug auf Latenz, Bandbreite oder Resilienz besonders hohe Anforderungen an die Netzwerke, die über den üblichen Rahmenbedingungen und damit außerhalb der Garantiefenster liegen. Um in solchen Fällen die Interaktion zwischen Cloud-Anbietern und dem anwendenden Unternehmen zu ermöglichen, müssen alle Elemente der Verbindung wie zum Beispiel Unternehmensnetz, Anschlussanbieter, Netzbetreiber, Internetknoten sowie der Cloud-Anbieter technisch integriert werden. TELLUS adressiert dieses Szenario und verfolgt das Ziel über integrierte Softwareinstanzen und homogene Schnittstellen ein Overlay über Anbietergrenzen hinweg aufzuspannen.
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Dafür setzt das Konsortium drei spezifische Beispiele aus der Industrie um. In einem Use Case „Equipment-as-Service (EaaS) – Pay by Part“ sollen Unternehmen künftig als Kunden Laservollautomaten zur Blechverarbeitung nutzen können, ohne diese kaufen oder leasen zu müssen. Stattdessen wird pro verarbeitetem Werkstück abgerechnet, wodurch die Produktion flexibel wird und auf dynamische Veränderungen am Markt reagieren kann. In einem weiteren Use Case übersetzt ein intelligenter Handschuh Bewegungen der menschlichen Hand in digitale Prozesse, die wiederum genutzt werden können, um Anwendungen in Echtzeit fernzusteuern. Der dritte Use Case „Digitaler Zwilling“ zielt darauf ab, mithilfe realitätsgetreuer Abbildungen von Objekten oder Prozessen wesentliche Verbesserungen an Fertigungsprozessen bei verteilten Produktionsanlagen umzusetzen. In allen drei Fällen sind besonders geringe und schwankungsarme Latenzen erforderlich, die über herkömmliche Netzwerkstrukturen kaum zu realisieren sind.