Keysight blickt in die Zukunft

Das sind die Trends in Elektronikdesign und -test

12. April 2022, 14:51 Uhr | Nicole Wörner
Themenwoche Mess- und Prütechnik, Schmuckbild Trends
© Olivier Le Moal/stock.adobe.com

Das vergangene Jahr stand noch im Zeichen der Covid-19-Pandemie. Doch was bringt 2022? Und was die Jahre danach? Das Keysight-Management zeigt einige der wichtigsten Technologietrends auf, deren Auswirkungen sich nachhaltig auf Unternehmen und Gesellschaft auswirken werden.

Autoren: Das Keysight-Führungsteam

Trend 1: Aufstieg der Quanteninformatik

Das Jahr 2022 wird den Durchbruch für die Quantentechnologie markieren. Damit supraleitende Quantensysteme ihr Potenzial entfalten können, wird auch der Bedarf an Messtechnik rasch zunehmen.

  • Mehrere 100-Qubit-Quantencomputer kommen in die Cloud

Dieses Jahr werden mehrere Unternehmen QPUs (Quantum Processor Units) mit 100 oder mehr Qubits in der Cloud bereitstellen. Das bringt neue Herausforderungen für Geräteentwickler mit sich, darunter die Skalierung (größere Quantencomputer), das Einrichten (mehr Kalibrierungen) und die Reproduzierbarkeit (Ausbeute bei der Herstellung von Geräten) von Quantencomputern.

  • Durchbrüche bei den Fehlerraten von Zwei-Qubit-Gattern

Zwei-Qubit-Gate-Fehlerraten sind derzeit ein limitierender Faktor für die Leistung von Quantenalgorithmen. Weil sich die QPU-Technologien hier aber deutlich verbessern, wird das Systemrauschen im Jahr 2022 einen Rekordtiefstand erreichen und die Leistung von Quantenprozessoren steigern. Dadurch entsteht eine neue Herausforderung, nämlich kleine Gate-Fehlerraten zu messen und das Übersprechen von QPUs im Detail zu verstehen.

Trend 2: Beständige Lieferketten

Die aktuellen Probleme in der Lieferkette haben zu Engpässen geführt, die die Produktion auch im Jahr 2022 einschränken werden. Unternehmen werden sich zunehmend um zukunftssichere Lieferketten bemühen müssen. Nachhaltige Lieferketten werden Vorrang haben, um die Risiken in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (Environmental, Social and Corporate Governance, ESG) zu mindern.

  • Lieferketten werden flexibler und digitalisierter

Digitale Technologien werden neue Möglichkeiten in das Lieferketten-Ökosystem einbringen. Durch eine stärkere Automatisierung und Transparenz werden Unternehmen flexibler und können schneller auf Schwankungen reagieren.

  • Die autonome Lieferkette wird Wirklichkeit

Mit zunehmender Verbreitung der kognitiven Automatisierung werden die Lieferketten intelligenter. Dies wird dazu führen, dass die Automatisierung Empfehlungen ausspricht, Ergebnisse vorhersagt und schließlich eigenständig Entscheidungen trifft.

  • Planung der Betriebskontinuität und Risikominderung

Statt sich auf einen einzigen globalen Anbieter zu verlassen, wird es eine Verlagerung hin zu verschiedenen Bezugsquellen und zu Regionalisierung geben, um Ausfälle zu verringern.

  • Für Resilienz konzipieren

Beim Produktdesign werden künftig standardisierte Teile verwendet, die einfacher zu beschaffen sind, sodass Unternehmen schnell auf Störungen reagieren können. Die Haltung von Sicherheitsbeständen für kritische Komponenten wird den etablierten „Just-in-time“-Ansatz bei der Lagerhaltung ersetzen.

Trend 3: Virtuelle Zusammenarbeit

Im Jahr 2022 wird die virtuelle Zusammenarbeit unter Kollegen immer ausgefeilter, neue Technologien werden die Produktivität weiter steigern. Die Remote-Zusammenarbeit wird ein komplexes Netz miteinander verbundener Systeme schaffen, in dem Messtechnik unerlässlich ist, um eine nahtlose und sichere Erfahrung zu gewährleisten.

VR/AR/MR-Technologien (Virtual Reality/Augmented Reality/Mixed Reality) werden die Visualisierung verbessern. Im Produktdesign werden digitale Zwillinge Simulationen von Designs erstellen, bevor das physische Produkt gebaut wird. Die Simulationen ermöglichen es Teams aus verschiedenen Ländern, gemeinsam am Design zu arbeiten, den Gesamtprozess zu verbessern und den Zeit- und Kostenaufwand für die Produktentwicklung zu verringern.

Die Fernüberwachung mit automatisierten Systemen, einschließlich Robotern in Lagern und Lieferdrohnen für die Logistik, wird Daten erfassen und konsolidieren, die von externen Mitarbeitern gemeinsam genutzt und in Echtzeit überwacht werden können.

Trend 4: Unternehmens-IT

  • Citizen Developer werden bis 2025 dominieren

Die größte Herausforderung und Chance für CIOs ist die Demokratisierung der IT durch Citizen Development. Ein Citizen Developer ist einer anderen Geschäftseinheit oder Funktion als der IT unterstellt. Bis 2027 wird es in Unternehmen fünfmal so viele Citizen Developer als traditionelle Entwickler geben.

Die Beschleunigung der digitalen Transformation, bei der alle Arbeitsabläufe automatisiert, optimiert und vernetzt werden, wird zu einer massiven Nachfrage nach mehr Apps führen.

Mittels intelligenter Technologien wie etwa Künstliche Intelligenz, Machine Learning und Natural Language Processing in No-Code- und Low-Code-Plattformen können Citizen Developer Automatisierungen vornehmen. Damit sind CIOs nicht mehr an bestimmte Ressourcen gebunden und können ihre Maßnahmen zur digitalen Transformation schnell skalieren. Allerdings müssen sie die Nutzererfahrung über das gesamte Ökosystem von Apps und Diensten hinweg kontinuierlich überwachen und testen.

Die Umstellung auf Citizen Developer wird die Sicherheitsanforderungen erhöhen, weil CIOs Transparenz in Echtzeit in das Netzwerk bringen müssen, um sicherzustellen, dass Citizen Developer und Anwender sicher sind und alles wie erwartet funktioniert. Hier ist eine kontinuierliche intelligente Testautomatisierung wichtig.

  • „Cloud first“-kompatible Architekturen werden die monolithischen Legacy-Architekturen verdrängen.

IT-Organisationen werden die Digitalisierung ihrer Unternehmen durch API-basierte Integration Cloud-basierter Lösungen verschiedener Anbieter beschleunigen, um ein noch nie dagewesenes Maß an Anpassungsfähigkeit, Funktionalität, Kundenerfahrung, Skalierbarkeit und Robustheit zu erreichen.

  • Unternehmen werden zunehmend von der Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit der Netze ihrer Cloud-Service-Anbieter und Geschäftspartner abhängig sein.

Lösungen für Netzwerktransparenz und digitale Zwillinge müssen neue Wege finden, um das nötige Maß an Leistung, Zuverlässigkeit und vor allem Sicherheit in den Netzen verschiedener Unternehmen zu gewährleisten.

Trend 5: IoT

  • Es geht um Abo-Dienste, nicht um Geräte.

Vernetzte Geräte sind in allen Branchen universell; der Schlüssel liegt nun in der Bereitstellung von Abo-Diensten. Im Jahr 2022 werden Unternehmen dank intelligenter Technologien in der Lage sein, ihre Kunden als ein einziges Segment zu behandeln und hyper-personalisierte Dienste einzuführen. Zum Beispiel:

Ein intelligenter Kühlschrank präsentiert Menüoptionen für die Woche auf Grundlage der individuellen Vorlieben (z.B. glutenfrei) und schlägt automatisch Einkaufslisten mit dem bevorzugten Lebensmittellieferdienst vor, um die fehlenden Zutaten für die Mahlzeiten zu besorgen.

Bis 2025 werden diese Arten von personalisierten Diensten rasant zunehmen, und über 50 Prozent der Haushalte in den USA werden mindestens ein Abo haben.

  • Traditionelle Branchen werden zu abonnement- und nutzungsbasierten Branchen.

Rolls-Royce vermietet seine Motoren auf Grundlage der Nutzung; Züge werden pro Kilometer geleast. Mit dem weiteren Wachstum der On-Demand-Wirtschaft werden sich Abo-Modelle ausweiten. Dazu gehören Autos, Küchengeräte und automatisierte Dienstleistungen. Die vernetzte Infrastruktur wird anzeigen, wann Reparaturen oder Ersatz erforderlich sind. Die vorausschauende Wartung wird bis 2024 zur Norm.

  • Autonome Fahrzeuge tragen zur Verlagerung auf Mobilität als Dienstleistung (Mobility as a Service, MaaS) bei.

Die Kombination aus autonomen Fahrzeugen und dem Übergang zu abonnementbasierten Diensten passt zu einer Welt, in der man kein Auto mehr besitzen muss. Bis 2025 werden die Verbraucher zu einem Rent-a-Service-Modell übergehen, das es ihnen ermöglicht, zu fahren, wo und wann sie wollen. Anbieter können ihre Standorte optimieren, um die prognostizierte Auslastung zu maximieren. So wird sichergestellt, dass jeder, der ein Auto haben möchte, eines bekommt, wenn er es braucht. Und das mit der geringstmöglichen Gesamtzahl an Fahrzeugen.

  • Das IoT wird das Einkaufserlebnis verändern

Noch vor Ende dieses Jahrzehnts wird es in Einzelhandelsgeschäften keine Kassen oder Kassierer mehr geben. Intelligente Technologien und RFID-Tags werden jeden Artikel erfassen und automatisch von der Kreditkarte bzw. dem Bankkonto des Kunden abbuchen, sodass es beim Einkaufen keine Reibungspunkte mehr gibt.

Bis 2024 werden Roboter sowohl in Geschäften als auch in Lagern/ Lieferzentren eingesetzt werden, wodurch die Zahl der menschlichen Arbeitsplätze im Einzelhandel weiter sinken wird.

Die Supermärkte werden das nächste Opfer der Einzelhandelsapokalypse sein. Weil RFID-Tags im Haushalt und in den Geschäften allgegenwärtig sind, werden die Supermärkte direkt vom Lager zum Kunden liefern und damit die Notwendigkeit physischer Geschäfte beseitigen.

Die Zustellung per Drohne wird bis 2025 zur Norm werden, um den Ansprüchen der jüngeren Verbraucher gerecht zu werden und die Lieferung von Waren zu beschleunigen.

  • Diagnostik im Gesundheitswesen

So wie das IoT begonnen hat, die Analytik an den Netzwerkrand zu verlagern, geschieht dies nun auch im Gesundheitswesen. Immer ausgefeiltere Geräte (wie etwa Smartwatches) ermöglichen es Patienten, eine Reihe von Diagnosen auf ihren eigenen Geräten zu jeder Zeit und an jedem Ort durchzuführen. Dieser Trend wird sich auf neue Märkte ausdehnen und bis 2024 eine Reihe von autonomen, vorläufigen Diagnoselösungen für die meisten Haushalte bereitstellen.

Trend 6: Sicherheit

  • Cyberrisiken in der Lieferkette werden zunehmen

Cybersecurity-Risiken und -Schwachstellen werden zu einem wachsenden Problem für Lieferketten, weil Hacker ihre Aufmerksamkeit auf das IIoT und andere kritische Infrastrukturziele, einschließlich Lieferketten, gerichtet haben. Der Aufbau einer widerstandsfähigen Lieferkette erfordert die Vernetzung des gesamten Ökosystems und die Sicherstellung, dass Angriffe von Hackern nicht erfolgreich sind.

  • Bis 2025 wird SecOps die oberste betriebliche Priorität sein

Weil Sicherheitsverletzungen eine wachsende Bedrohung für jede Branche darstellen, wird DevOps im Jahr 2022 endgültig von DevSecOps abgelöst werden.

IT-Sicherheits- und Operations-Teams werden zusammenarbeiten und Tools, Prozesse und Technologien integrieren, um die Sicherheit von Unternehmen zu gewährleisten. Sicherheitsprüfungen und selbst gesteuerte Angriffe werden der einzige gangbare Weg zur Risikominderung sein.

  • Neue Standards werden die Sicherheit vernetzter Systeme erhöhen.

Jedes vernetzte Gerät stellt einen Angriffspunkt für Hacker dar. Aufgrund der Komplexität der vernetzten Systeme hatten Unternehmen bisher keine Transparenz darüber, wo die Probleme auftreten. Bis Ende 2023 werden Standards entstehen, die eine einzige, sichere Schnittstelle zu IoT-Systemen bieten, um die Angriffsfläche zu verringern und eine bessere Transparenz bei versuchten und erfolgreichen Angriffen zu schaffen.

Neue Sicherheitstaktiken werden unerlässlich sein. Sicherheitslücken zu erkennen und Schwachstellen zu beseitigen, bevor Angreifer sie ausnutzen können, wird für Unternehmen zum Wettbewerbsvorteil.

Trend 7: Digitale Transformation und Konnektivität

  • Die Nachfrage nach Bandbreite wird massiv steigen.

Immer mehr Geräte übertragen und empfangen heute bereits immer größere Inhalte: hochauflösende Bilder, 4K- und 8K-Videos, dynamische, interaktive Erlebnisse wie Multiplayer-Spiele und Telemedizin.

Um die Erwartungen der Kunden an Wireless-Geräte der nächsten Generation zu erfüllen, sind neue Ansätze nötig, die Größe, Gewicht, Leistung und Kosten (Size, Weight, Power and Cost - SWaP-C) erheblich reduzieren.

Die immens steigende Forderung nach mehr Bandbreite und Zuverlässigkeit hat zu einer explosionsartigen Zunahme der Komplexität in der Wireless-Infrastruktur geführt – sowohl bei stationären Anlagen als auch bei Anwendergeräten (UE). Neue HF-Bänder, moderne Modulationsformate und -techniken tragen zur steigenden Komplexität bei. Dennoch werden die Endkunden weder teurere noch größere Endgeräte akzeptieren und fordern eine noch längere Batterielaufzeit. Um die nötigen SWaP-C-Reduzierungen zu erreichen, ist ein vielschichtiger Ansatz erforderlich: Dazu gehören neue Gehäusetechnologien, die in der Lage sind, Hunderte von mmWave-Komponenten miteinander zu verbinden und gleichzeitig unerwünschte Wärme abzuleiten, sowie neue Ansätze bei der Herstellung von Mikroschaltkreisen.

  • 5G wird die digitale Transformation vorantreiben

Bis zum Ende dieses Jahrzehnts wird sich das Tempo der Transformation weiter beschleunigen. Im Jahr 2022 wird die flächendeckende Einführung von 5G die Geschwindigkeit der Transformation durch den Wegfall von Bandbreitenbeschränkungen noch weiter erhöhen. Implementierungen, Gerätezertifizierungen und Netzeinführungen werden weiter zunehmen, und mit Ausreifen offener Funkzugangsnetze (O-RAN) werden 5G-Implementierungen in großem Maßstab folgen.

5G-Geräte werden im Jahr 2022 überall zu finden sein. Der Schwerpunkt wird auf neuen industriellen IoT-Geräten mit verbesserter Latenzzeit und Zuverlässigkeit liegen. Die 5G-Abdeckung in ländlichen Gebieten wird begrenzt bleiben, und auch 5G-gestützte autonome Fahrzeuge (Stufe 4) werden 2022 noch nicht zur Verfügung stehen.

Die Investitionen in die 3GPP Releases 16 und 17 und darüber hinaus werden sich auf neue Funktionen konzentrieren, wie z. B. verringere Latenzzeit, höhere Zuverlässigkeit bei der Positionierung, was wiederum neue Anwendungen in Fahrzeug- und Industrienetzen sowie in der Fabrikautomatisierung erleichtern wird.

5G wird die nächste Stufe des universellen Computings ermöglichen, indem es die Intelligenz dort verteilt, wo sie gebraucht wird, und die Effizienz aller Prozesse durch bessere Kontrolle und weniger Verschwendung steigert.

  • 6G – es passiert mehr, als man denkt

Bis 2028 werden 5G-Netze flächendeckend verfügbar sein. Im gleichen Jahr werden die ersten kommerziellen 6G-Netze in Betrieb gehen und den Weg für die Konvergenz der physischen, digitalen und menschlichen Welt durch Anwendungen, Datenverarbeitung und Kommunikation ebnen. Dies wird schließlich das Internet of Everything (IoE) schaffen.

Im Jahr 2022 werden Wissenschaft, Regierung und Industrie die Investitionen in 6G erhöhen. Die Forschung wird zeigen, wie die Vision von 6G Wirklichkeit werden kann. 6G wird die mobile Kommunikation zu einem noch wichtigeren Bestandteil unseres beruflichen und privaten Lebens machen.

  • Digitale Zwillinge werden die Art und Weise, wie wir Produkte entwerfen, herstellen und liefern verändern

Wenn Unternehmen die digitale Transformation vorantreiben wollen, werden sie die Grenzen virtueller Systeme erkennen und zunehmend digitale Zwillinge einsetzen. Beispielsweise haben Hersteller im Bereich autonomer Fahrzeuge keinen Spielraum für Fehler, mit einem digitalen Zwilling jedoch können sie jede Permutation simulieren und das Design kontinuierlich verfeinern.

Digitale Zwillinge stellen einen neuen Ansatz für Design und Simulation dar, der effizienter und praktischer ist und den wachsenden gesetzlichen Anforderungen gerecht wird. Im Gegensatz zu einem virtuellen Modell werden digitale Zwillinge in Echtzeit mit Leistungs-, Wartungs- und Zustandsdaten der physischen Systeme aktualisiert, was die Entscheidungsfindung verbessert. Um mit dem Tempo der digitalen Transformation Schritt zu halten, werden digitale Zwillinge zu einem wesentlichen Bestandteil der Produktentwicklung.

  • Künstliche Intelligenz (KI), Machine Learning (ML) und Cloudification-Technologien werden zunehmend die Grundlage für künftige Netzwerke bilden

Dazu gehören die Umgestaltung des Kernnetzes und eine verbesserte Mobilität sowie neue Softwaretechnologien für die Telekommunikation, einschließlich O-RAN, 5G-Kernnetz und mmWave-Mobilität.

  • Künstliche Intelligenz wird das Testen, die Analytik und die Automatisierung weiter verändern

KI/ML ist das Herzstück der Automatisierung, nicht nur bei Tests, sondern auch bei der Nutzung der Daten für fundierte Entscheidungen. Es ist weitaus effizienter, den Algorithmus zu den Daten zu verlagern, als Terabytes von Daten in die Cloud zu verschieben. Wir erwarten einige Fortschritte, die uns helfen werden, schneller Erkenntnisse über bewegte Daten zu gewinnen.

Angesichts der zunehmenden Komplexität einer digitalisierten Welt reicht das Testen von Code allein nicht mehr aus. Im Jahr 2022 wird die Code-Compliance nicht mehr darüber entscheiden, ob eine Software freigegeben werden kann. Dies gilt insbesondere für die zunehmende Zahl von Systemen, die KI-Technologie verwenden, bei denen nicht alle Antworten deterministisch sind, sodass „KI zum Testen von KI“ erforderlich ist. Intelligente Testautomatisierung wird von entscheidender Bedeutung sein, um sicherzustellen, dass unsere komplexe vernetzte Welt genau so funktioniert, wie sie soll.

Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Das könnte Sie auch interessieren

Verwandte Artikel

Keysight Technologies

Themenwoche Mess u. Prüftechnik April 22