Universität Duisburg-Essen

Institution

Der Lehrstuhl für Software Engineering, insb. mobiler Anwendungen der Universität Duisburg-Essen (Prof. Dr. Gruhn) erforscht Methoden und Verfahren für die Entwicklung und den Betrieb telekommunikationsgestützter Anwendungen. Besonderer Fokus lag im Competence Center dabei auf der Frage, wie Anforderungen an der Nahtstelle von klassischen nicht-qualitativen Anforderungen und Anforderungen an Telekommunikations-Services erfüllt werden können. 5G eröffnete für kabellose Umgebungen hierbei neue Möglichkeiten hinsichtlich Skalierbarkeit, Performanz, Zuverlässigkeit und Robustheit der zu erstellenden Anwendungen. Der Anwendungsbezug der Universität Duisburg-Essen in einer Vielzahl von Branchen (Versicherung, Gesundheit, Entsorgung, Einzelhandel) trug dazu bei, die Potenziale von 5G im Hinblick auf Geschäftsmodellinnovationen untersuchen zu können.

Ausgangslage und strategische Zielsetzungen

Im Jahr 2019 war 5G noch eine neue Technologie, die drahtlose Verbindungen in Anwendungen ermöglichte, die zuvor hauptsächlich kabelgebundenen Systemen und teilweise WLAN vorbehalten waren. Verbesserungen des Kommunikationsmediums erweitern auch die Möglichkeiten für Anwendungskommunikation und schaffen Raum für neue Nutzungsszenarien. Allerdings erfordert dies angepasste Konzepte und Umsetzungen von Software, welche die neuen Eigenschaften von 5G praktisch nutzen.

Die beiden Hauptziele bestanden aus:

• Analyse der Auswirkungen des neuen Mobilfunkstandards 5G auf die Abläufe im Software Engineering,
• sowie das Verständnis der praktischen Implikation seines Einsatzes.

Die Herausforderung lag in der Erforschung des innovativen Feldes des Multi-access Edge Computing, das durch neue Standards und die damit verbundenen Garantien der Netzwerkeigenschaften ermöglicht wird.

Aufgaben und Beitrag zum Projekt

In der ersten Projektphase waren die Herausforderungen und damit auch die Aufgaben des UDE-Teams eher technischer Natur. Gemeinsam mit Partner*innen aus Industrie und Forschung lag der Fokus auf der Identifikation von Anwendungsfällen und dem Entwurf sowie der Umsetzung geeigneter Lösungsansätze für die Softwareentwicklung. So entstand eine Orchestrierungsplattform, mit der Anwendungsteile in der Edge, also innerhalb des 5G-Zugangsnetzes, platziert und überwacht werden können.

Die Erkenntnisse hat das Team der UDE in verschiedenen Blogbeiträgen und Veröffentlichungen der interessierten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Schon hier wurde deutlich, wie stark die einzelnen Beteiligten von einem regelmäßigen Austausch in themenspezifischen Gruppen profitieren können. Dementsprechend wurde mit der Vernetzung in der zweiten Phase, der Fokus verstärkt auf diesen Wissens- und Erfahrungsaustausch in Form von verschiedenen Fokusgruppen gelegt.

Highlights und Erfolge

Absolute Highlights waren die Eindrücke aus den Fokusgruppen, in denen das Team der UDE die praktische Anwendung und das Potenzial von 5G und Edge Computing intensiv mit den Expertinnen und Experten aus dem Innovationsnetzwerk diskutierten und analysierten. Während zu Beginn die Nutzungsszenarien und Anforderungen, beispielsweise aus den 5G-Förderrunden oder verschiedener KMUs, vorgestellt und diskutiert wurden, konnten im Laufe der Zeit konkrete Lösungen von den Projektbeteiligten dem Netzwerk präsentiert werden. Durch den Austausch von Erfahrungen und Ideen konnten wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Die Vielfalt der Speaker, Projekte, Unternehmen und Themen war besonders beeindruckend. Expertinnen und Experten aus verschiedenen Bereichen haben ihre Perspektiven geteilt, was zu einer reichen und vielseitigen Diskussion geführt hat, die in einem inhaltlich abgeschotteten Projekt nicht möglich gewesen wären.

Weitere Höhepunkte waren auch die Ausblicke über die Grenzen Nordrhein-Westfalens hinweg, bei denen wir intensive Diskussionen mit internationalen Unternehmen auf der Hannover Messe und dem Mobile World Congress in Barcelona sowie mit dem wissenschaftlichen Fachpublikum führen konnten. Auf der Hannover Messe hatten das Team der UDE die Gelegenheit, neue Technologien und Innovationen von führenden Unternehmen der Industrie zu entdecken und Kontakte zu knüpfen, um somit das 5G.NRW-Netzwerk weiter auszubauen. Der Mobile World Congress bot Einblicke in die neuesten Entwicklungen im Bereich der mobilen Kommunikationstechnologien, bei dem das UDE-Team wertvolle Gespräche über Trends und Herausforderungen in der internationalen Branche führen konnte und die eigenen Lösungsansätze mit den aktuellen Industrietrends abgeglichen werden konnten. Zudem war der Austausch mit wissenschaftlichen Experten besonders bereichernd, da gemeinsam neue Forschungsergebnisse diskutiert und mögliche Zusammenarbeiten besprochen wurden.

Ergebnisse und Blick nach vorne

Teilnehmende profitierten vom Austausch und der Zusammenarbeit, indem sie neue Ideen und Ansätze für zukünftige Projekte entwickelten. Die Vernetzung mit anderen Experten ermöglichte es, Wissen und Erfahrungen zu teilen, und gemeinsam neue Projekte durchzuführen.

Mehrere Forschungsprojekte, darunter EURIALE und 5G-CityVisAR, wurden erfolgreich durchgeführt. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen bilden weiterhin einen wertvollen Grundstein für weitere Projekte in diesem Bereich, wie zum Beispiel I-NETMA.

Die Erkenntnisse und Erfahrungen bilden weiterhin einen wertvollen Grundstein für weitere Projekte in diesem Bereich, wie zum Beispiel I-NETMA.
Die akademische Forschung hat innerhalb des Projekts mehrere wissenschaftliche Veröffentlichungen hervorgebracht, darunter:

• „Mobile Application Placement in Multi-access Edge Computing Environments“
• „Towards Modeling User Behavior in Multi-access Edge Computing“
• „Evaluation of 5G Edge and Cloud Computing for Data Processing in Visual Referencing of Mobile Robot Manipulators“

Diese Themen bieten noch viele interessante Fragestellungen für die Zukunft. Besonders der Bereich Off-/Onloading und Service-Placement-Vorhersagen sind Themen, mit denen sich das Team der UDE weiterhin konzentriert beschäftigen werden.

Kontakt

Lehrstuhl für Software Engineering
Prof. Dr. Volker Gruhn