Innovation im Herzen Baden-Württembergs
Innovation im Herzen Baden-Württembergs
Der digitale Fortschritt ist in Böblingen allerorten sichtbar. Zahlreiche Projekte der vergangenen Jahre belegen dies, vom „Smart Farming“ in der Landwirtschaft über das in Herrenberg getestete Funknetzwerk für die digitale Kommune„Smart City“ bis zur intelligenten Stadt von morgen unter dem Titel „Smart City Living“.
Das Projekt-Konsortium beim ersten Projekttreffen im April 2022 auf der Versuchsstation Ihinger Hof
5G ist mehr als Highspeed-Internet für ruckelfreies Streaming auf dem Smartphone: Auch Landwirt:innen profitieren von der fünften Mobilfunkgeneration – das zeigte das Projekt zum Smart Farming.
Das Projekt 5G-PreCiSe wurde am 31.12.2024 abgeschlossen. Es demonstrierte, wie Systeme und Prozesse des Precision Farming in Echtzeit mittels 5G vernetzt werden können, um Landwirt:innen eine zuvor undenkbare Informationsbasis für erfolgskritische Entscheidungen zu bieten.
Im Rahmen des 5G-Innovationswettbewerbs des Bundes hatte sich der Landkreis Böblingen gemeinsam mit sieben Projektpartner:innen erfolgreich um die Förderung für ein Modellprojekt zum 5G-Ausbau in der Region beworben. Der Zuschlag wurde für das Projekt „5G-PreCiSe – 5G Pilot Region zu Cloud Infrastructure, Smart Farming & effizienter Düngung im Landkreis Böblingen“ erteilt. Mit rund vier Millionen Euro Fördermitteln wurden 5G-unterstützte, innovative Lösungen für eine ressourcenschonende und zukunftsfähige Landwirtschaft im Ballungsraum erarbeitet.
Das Pilotprojekt 5G-PreCiSe konnte zeigen, wie man Systeme und Prozesse des Precision Farming in Echtzeit mittels 5G vernetzt. So erhalten Landwirt:innen eine bisher undenkbare Informationsbasis für erfolgskritische Entscheidungen, die sie bisher oft nur intuitiv treffen konnten. Dafür wurden auf den Versuchsfeldern des Ihinger Hofes bei Renningen neueste 5G-Technik und innovative Datenverarbeitung für den Einsatz von Düngemitteln erprobt.
Landrat Roland Bernhard äußerte sich erfreut über den Zuschlag: „Von den insgesamt 67 bundesweit geförderten Konzepten stammen zehn aus Baden-Württemberg, eines davon ist unseres. Ein tolles und zukunftsweisendes Projekt, das die Basis bilden kann für eine präzise Anwendung landwirtschaftlicher Bearbeitungsverfahren.“
Am Projekt beteiligten sich der Landkreis Böblingen (Amt für Landwirtschaft und Naturschutz und das Zentrum für Digitalisierung Landkreis Böblingen – ZD.BB GmbH), die Universität Hohenheim, die Hochschule Reutlingen mit dem Herman Hollerith Zentrum, die Robert Bosch GmbH, die Rauch Landmaschinenfabrik GmbH, die Seeburger AG und die Advancing Individual Networks – AIN GmbH.
Mittels 5G-Technik können verschiedene Umwelt-, Pflanzen- und Bodendaten in Echtzeit erfasst, schneller verarbeitet und mit weiteren Informationen zusammengeführt werden. Die so gewonnenen Erkenntnisse laufen zeitgleich bei Schlepper und Landmaschine auf und machen die spezifische Düngung, abgestimmt auf tatsächlichen Bedarf und Fläche, möglich. Das Projekt „5G-PreCiSe“ zielte darauf ab, mit Hilfe der 5G-basierten intelligenten Düngung Ressourcen effizienter einzusetzen. Das Einsparen von Dünger und Kraftstoff kommt nicht nur Landwirt:innen, sondern insbesondere auch der Umwelt und dem Klima zugute.
Die „smarte Düngung“ diente als exemplarischer Anwendungsfall. Neben dem aktiven Ressourcenschutz hatte das Projekt auch die im Landkreis vorherrschende Agrarstruktur im Blick. Bisher war die Digitalisierung der Betriebe oftmals mit einer hohen Investition in Technik verbunden und damit für kleinstrukturierte Betriebe, wie sie im Landkreis Böblingen vorherrschten, oftmals nicht rentabel. Mit der Entwicklung einer 5G-basierten Technik sollten die Investitionskosten gesenkt werden. Landwirtschaftsbetriebe konnten ein 5G-Netz nutzen, um rechenintensive Aufgaben nicht mehr lokal auf den Anbaugeräten oder Traktoren durchzuführen, sondern über das 5G-Netz auszulagern.
Bei der Erprobung des Anwendungsfalles auf den Versuchsfeldern des Ihinger Hofes wirkte das Amt für Landwirtschaft und Naturschutz mit dem Zentrum für Digitalisierung Landkreis Böblingen von Anfang an mit. Nutzer:innen wurden ab der ersten Stunde in den Prozess eingebunden. So förderte man die Verbreitung von 5G-Technik im landwirtschaftlichen Bereich und den Ausbau zukunftsweisender Technik im Landkreis.
Die Basis des Projektes bildete das sogenannte „Precision Farming“. Gemeint ist damit die präzise Ausbringung von Dünger und Pflanzenschutzmitteln auf der Grundlage von Daten, die digital und individuell je Fläche erfasst waren. Die Datenerhebung erfolgt mittels Sensoren und satellitengestützter Positionsbestimmung. Sie umfasst etwa Bodeneigenschaften, Ertragsfähigkeit und Pflanzenzustände innerhalb eines Flurstücks. „Smart Farming“ baut auf dieser Technologie auf. Die erfassten Daten werden mit weiteren Informationen zusammengeführt und ausgewertet. Die Landwirt:innen können so faktenbasierter entscheiden, etwa über die Menge der Düngegabe, den Erntezeitpunkt oder über die Fruchtfolge. Gleichzeitig unterstützt die Digitalisierung bei der Dokumentationspflicht und Qualitätssicherung.
In Herrenberg werden Anwendungen für die Smart City getestet. Hierfür wird ein Funknetz benötigt, das stabil und leistungsfähig ist. Deshalb wird in Herrenberg LoRaWAN eingesetzt. Die Technologie bietet einige Vorteile.
Die Herrenberger:innen wissen die Vorzüge digitaler Anwendungen bereits zu schätzen: Nahezu alle Unterflurcontainer melden automatisiert ihren Füllstand, werden stets zum richtigen Zeitpunkt geleert – erst wenn sie voll sind, auf jeden Fall bevor sie überquellen. Die Echtzeitanzeige minimiert die Suche nach einem freien Parkplatz. Damit solche Anwendungen funktionieren, müssen Daten übertragen werden. Dafür wird in Herrenberg LoRaWAN eingesetzt. Das Kürzel steht für Long Range Wide Area Network. Kurz gesagt kann LoRaWAN kleine Datenpakete über große Distanzen übertragen. Dafür messen Sensoren bestimmte Parameter, wie etwa den Füllstand eines Mülleimers. Über das LoRaWAN werden die Daten an einen Netzknoten und von dort in ein Datenportal übertragen.
„LoRaWAN ist ein offener Funkstandard, bei dem mit geringem Aufwand und niedrigem Energieverbrauch eine optimale Netzabdeckung und störungsunempfindliche Signalübertragung gewährleistet wird“, erklärt Martin Wuttke, Erster Landesbeamter und Dezernent für den Bereich Bauen und Umwelt. Für Wuttke hat LoRaWAN entscheidende Vorteile: Zunächst fallen keine Nutzungsgebühren an. Darüber hinaus ist wegen der niedrigen Sendefrequenz die Strahlungsintensität gering, und die Signale gelangen auch durch dicke Gebäudewände.
In Herrenberg werden mittels Sensoren die Füllstände von Mülleimern via LoRaWAN übermittelt
Der Landkreis Böblingen will bundesweit der erste Kreis sein, der LoRaWAN flächendeckend für die digitale Verwaltung und seine Bevölkerung einsetzen will. „Alltägliche Gegenstände lassen sich in ihrer Funktionalität steigern, und die mit ihnen einhergehenden Vorgänge lassen sich durch die digitale Vernetzung vereinfachen“, erklärt Landrat Roland Bernhard.
Mit dem Projekt „Open Region“ soll das Netzwerk allen Bürger:innen zur Verfügung gestellt werden. Dafür wurden im gesamten Landkreis 52 Netzknoten, sogenannte Gateways, installiert. Sensoren wählen das nächstgelegene Gateway aus, das die verschlüsselten Daten übermittelt. Personenbezogene Informationen werden weder erhoben noch übertragen. Gleichzeitig wird in Kooperation mit dem Herman Hollerith Zentrum, den Städten Herrenberg und Holzgerlingen und dem The Things Network Region Stuttgart kräftig an Anwendungen für die digitale Verwaltung gearbeitet.
In Herrenberg sind nahezu 250 LoRaWAN-Sensoren im Einsatz. Mit Hilfe von Winterdienstsensoren erfassten Daten – etwa zu Salzgehalt, Niederschlag, Temperatur und Feuchtigkeit – entscheidet der Bauhof, wann der Winterdienst notwendig ist. Auch werden mit Hilfe von Bodenfeuchtigkeitssensoren rechtzeitig Pflanzen und Bäume bewässert. Das sind nur zwei von unzähligen LoRaWAN-Anwendungen. Landrat Bernhard ruft daher jeden und jede im Kreis auf, das offene Netzwerk zu nutzen und Ideen einzubringen.
Weitere Informationen zum LoRaWAN-Netz sowie zum „Open Region“-Dokument des Digital-Gipfels finden Sie unter nachfolgenden Links:
Der Erhalt lebenswichtiger Ressourcen wie Wasser, Nahrung und Energie steht im Living Lab des Forschungsprojekts im Mittelpunkt
Gemeinsam an neuen Systemen forschen. Im Smart City Living Lab wird unter realen Bedingungen untersucht, wie die Stadt der Zukunft aussieht und die Menschen dort leben. An den Projekten sind auch Bürger:innen aus dem Landkreis beteiligt.
Städte auf der ganzen Welt unterliegen einem raschen Wandel und sind mit großen Herausforderungen konfrontiert, um etwa Nahrung, Energie und Wasser für ihre Bewohner:innen bereitzustellen, solche Ressourcen in Stoffkreisläufe einzubinden oder um sozial ausgewogene und wirtschaftlich produktive Gemeinschaften zu gewährleisten. Im Smart City Living Lab (Living Lab = Reallabor) des Herman Hollerith Zentrums (HHZ) der Hochschule Reutlingen wird gemeinsam mit lokalen Akteur:innen aus Politik, Wirtschaft und der Zivilgesellschaft genau zu diesen Herausforderungen geforscht. Das Living Lab stellt eine nutzergerechte realweltliche Forschungsumgebung dar. Der große Unterschied zu ähnlichen benutzerzentrierten Forschungsmethoden: Das Living Lab befähigt seine Benutzer:innen dazu, in einer offenen Entwicklungsumgebung zu agieren.
Dieser Ansatz verlagert die Entwicklung innovativer Produkte vom Labor in die reale Welt. Potenzielle Nutzer:innen können hier möglichst früh ihre Meinung zu neuen Produkten und Dienstleistungen äußern oder erste Prototypen im Alltag testen. Der Living-Lab-Prozess fokussiert sich allgemein auf die Aktivitäten Co-Creation, Exploration, Experimentation und Evaluation, die im Living Lab von einem fachübergreifenden Team bearbeitet werden. Partner:innen des Smart City Living Lab sind der Landkreis Böblingen und die Städte und Kommunen des Landkreises.
Das Forschungsprojekt ParKli untersucht die Folgen des Klimawandels auf lokale Natur- und Lebensräume
Raus aus dem Labor, rein in die Natur: Die teilnehmenden Bürger:innen werden bei dem Forschungsprojekt selbst aktiv
Forschungsthemen werden sowohl im Rahmen von öffentlich geförderten Projekten als auch im Zuge unabhängiger Forschung der eingebundenen Professor:innen bearbeitet. So werden zum Beispiel im Bereich der nachhaltigen Mobilität intelligente, bürgerrelevante Services zur multimodalen Nutzung von Mobilitätsmitteln entwickelt und exemplarisch umgesetzt. Dazu zählt Smart Parking oder die Optimierung des Verkehrsflusses und der öffentlichen Verkehrsmittel wie Bus oder Bahn. Innerhalb des Projekts ÖkoTrans werden Transformationsprozesse zur Erhöhung des Anteils von ökologisch erzeugten Lebensmitteln in der Außer-Haus-Verpflegung (AHV) untersucht. Damit möchte man das Potenzial der AHV in Baden-Württemberg als Absatzmarkt für regionale Biolebensmittel besser nutzen.
Das Pilotprojekt 5G-PreCiSe zielt auf die Echtzeitvernetzung von Systemen und Prozessen des Smart Farming (SF) mittels 5G ab, um der Landwirtschaft eine bisher nicht vorhandene Informationsbasis für erfolgskritische und nachhaltige Entscheidungen bei der Bewirtschaftung von Anbauflächen zu bieten.
Im Forschungsprojekt ParKli werden die Folgen des Klimawandels auf lokale Natur- und Lebensräume durch Citizen-Science-Aktivitäten untersucht. Dafür werden bestehende Systeme integriert, die die Bürger:innen aktiv in den Prozess der Datenerhebung und Maßnahmenentwicklung einbeziehen. Die zentrale Forschungsfrage lautet: Wie lassen sich vorhandene Anwendungen und Datenquellen aus der Umweltinformatik integrieren, um gemeinsam mit der Bevölkerung lokale Maßnahmen zur Klimafolgenanpassung zu entwickeln? Ziel von ParKli ist es, gemeinsam mit zentralen Stakeholdern einen Baukasten mit Best-Practice-Empfehlungen wie Technologien, Maßnahmen und Prozessen für Frühwarnsysteme zur Klimaanpassung zu entwickeln.
An ParKli beteiligen sich Bürger:innen aktiv bei der Erhebung von Daten und Entwicklung von Maßnahmen
Das Herzstück im schwäbischen Silicon Valley – und das seit 27 Jahren: In der digitalen Welt eine halbe Ewigkeit. So lange existiert bereits das Softwarezentrum Böblingen/Sindelfingen. Es hat den Finger aber immer noch am Puls der Zeit, wie die Eröffnung des KI-Start-up- und Innovationszentrum AI xpress im Jahr 2021 zeigt – ein Hotspot für die Wirtschaftsregion Stuttgart.
Kompetenter Partner der Wirtschaft für die digitale Transformation und KI – in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) fehlt es häufig an Know-how, um das Potenzial digitaler Anwendungen zu nutzen. Das 2019 gegründete Zentrum Digitalisierung Region Stuttgart (ZD.BB) schafft hier Abhilfe.
Für digitale Anwendungen braucht es hohe Bandbreiten und stabile Verbindungen. Damit das Videostreaming daheim ebenso funktioniert wie das Internet of Things (IoT) im industriellen Bereich, wird im gesamten Landkreis Glasfaser verlegt.
Impulse, Ideen und Innovationen – bei der jährlich stattfindenden DiGiTALK-Veranstaltung bringt die Wirtschaftsförderung Böblingen Digitalisierung greifbar auf die Bühne. Hochkarätige Speaker wie Sascha Lobo oder Roman Klis geben spannende Einblicke in technologische Trends und gesellschaftliche Entwicklungen. Für Unternehmen eine inspirierende Plattform zum Mitdenken, Austauschen und Vernetzen.
Seit 14 Jahren ist IBM in Deutschland am Hauptsitz Ehningen mit verschiedenen Unternehmenseinheiten vertreten. Mit dem IBM Technology Campus bereitet der Technologiekonzern den Boden für ein Innovationsökosystem in Baden-Württemberg.