Forschung und Entwicklung

F&E in Deutschland: Aufgaben, Ausgaben, Ziele

Forschung und Entwicklung: Bedeutung

Definitionen von Forschung und Entwicklung – kurz F&E – gibt es viele. Auf den Punkt gebracht, kombiniert F&E die auf Basis wissenschaftlicher Methoden betriebene Suche und den Erwerb neuer Erkenntnisse mit deren konkreter, praktischer Anwendung.

Ob in Medizin, Chemie, in der Automobilindustrie, im Maschinenbau oder in der Elektronik: Forschung und Entwicklung sind für die Innovationskraft von Unternehmen unverzichtbar. Viele Konzerne investieren gezielt in diesen Bereich, betreiben eigene Abteilungen oder kooperieren mit Forschungseinrichtungen, wobei diese Art der Forschungsarbeit sehr ergebnisorientiert ist – Grundlagenforschung ist für Unternehmen von eher nachrangigem Interesse. 

Während man von Forschung in der Regel die Vorstellung hat, dass ihr Ergebnis gänzlich neues Wissen, Erfindungen und Innovationen sind, geht es dabei tatsächlich um noch viel mehr: nämlich ebenso um die Weiterentwicklung bestehender Abläufe und die Verbesserung vorhandener Produkte und Prozesse.

Schwerpunktthemen der Forschung in Deutschland

In welchen Bereichen wird in Deutschland besonders intensiv geforscht? Die stärksten Innovationsbranchen in Deutschland sind: 

• die Automobilindustrie
• der Maschinenbau
• die chemische und pharmazeutische Industrie.

Weitere wichtige Forschungsbereiche:

• Kommunikations- und Informationstechnik
• Ingenieur- und Naturwissenschaften
• Medizinische und biotechnologische Forschung. 

Laut BMBF ist ein Schwerpunktthema im Bereich Wissenschaft und Forschung aktuell und künftig der Klimawandel. Hier wird es in erster Linie um Technologien gehen, die der Erderwärmung entgegenwirken können. Weitere wichtige Themenfelder, die für die Zukunftsfähigkeit Deutschlands entscheidend sind, liegen im Bereich Medizin sowie Digitalisierung und umfassen beispielsweise:

• Parkinson-Forschung
• SMA-Forschung (Spinale Muskelathropie)
• Künstliche Intelligenz (KI, englisch AI) 
• Quantencomputer-Forschung

1. Grundlagenforschung

Sie legt eine allgemeine, theoretische und experimentelle Wissensbasis, ohne auf einen bestimmten Nutzen oder eine Verwertung abzuzielen. Ihr wirtschaftlicher Nutzen lässt sich nicht messen. Institutionen der Grundlagenforschung müssen daher ihre Vorhaben immer wieder verteidigen, gerade wenn es um Gelder geht. Dabei macht Grundlagenforschung Innovationen der angewandten Forschung erst möglich.

2. Angewandte Forschung/Technologieentwicklung

Hier wird mit Blick auf ein konkretes Ziel nach neuen Erkenntnissen gesucht. Diese Aufgabe der Forschung nehmen vorwiegend Unternehmen wahr, aber auch Forschungsinstitutionen, wie in Deutschland das Fraunhofer-Institut sowie die Helmholtz-Gemeinschaft.

3. Vorentwicklung/Experimentelle Entwicklung

In diesem Aufgabenbereich nutzen Unternehmen die Kenntnisse aus den ersten beiden Stufen und verbinden sie mit praktischen Erfahrungen, um konkrete Produkte, Verfahren oder Services zu entwickeln und zu testen.

4. Produkt- und Prozessentwicklung

Die finale Phase der Forschungstätigkeit legt den Schwerpunkt auf die tatsächliche Umsetzung im Betrieb, hin zu marktreifen Produkten und Dienstleistungen. In mancher Definition von Forschung sind die Vor- und Produktentwicklung zusammengefasst.

Theoretisches Forschen ohne klares Ziel oder Entwicklung zielführender Prozesse und marktreifer Produkte? Angehende Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen sollten für sich persönlich die Antwort auf die Frage finden, was ihnen bei ihrer Arbeit wichtiger ist: Anwendungsorientierung und Praxisnähe oder das Erforschen der theoretischen Basis. 

F&E: Wo wird geforscht?

Zu unterscheiden sind universitäre, außeruniversitäre und industrielle Forschung:

• Hochschulen: Universitäre Forschung wird an Hochschulen betrieben. Der Forschungsschwerpunkt ist hier von Standort zu Standort unterschiedlich, die Hochschulen eines Landes decken aber in der Regel das gesamte Spektrum an Wissenschaftsdisziplinen ab und betreiben sowohl Grundlagen- als auch angewandte Forschung.
• Außeruniversitäre Forschungseinrichtungen (AUF): AUF sind das zweite Standbein der Forschung. In Deutschland gibt es rund 1.000 öffentlich finanzierte Forschungseinrichtungen, die bedeutendsten sind die Max-Planck-Gesellschaft, die Helmholtz-Gemeinschaft, die Fraunhofer-Gesellschaft und die Leibniz-Gemeinschaft. Zur außeruniversitären Forschung zählt außerdem die Ressortforschung (Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der Bundes- und Landesministerien).
• Forschende Industrie: Die industrielle Forschung ist – neben der experimentellen Entwicklung, die auf Basis bestehenden Wissens neue Produkte und Dienstleistungen gestaltet – ein Teil der Forschung in der Wirtschaft. Um neue Erkenntnisse zu erlangen, betreiben viele Unternehmen eigene F&E-Abteilungen und haben Kooperationen mit Hochschulen oder außeruniversitären Forschungseinrichtungen.

Universitär vs. außeruniversitär: Finanzierung

Hinsichtlich der Finanzierung beider Bereiche zeigt sich die Tendenz, dass außeruniversitäre Forschungseinrichtungen in der Vergangenheit eine günstigere Finanzierungsentwicklung erlebt haben als die Hochschulforschung. Während sich Letztere zunehmend aus Dritt- und anderen temporären Mitteln finanzieren, steigen die finanziellen Mittel bei außeruniversitären Forschungseinrichtungen vor allem durch zusätzliche Grundmittel von Bund und Ländern.

Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes beliefen sich die Ausgaben Deutschlands für F&E im Jahr 2019 auf rund 110 Milliarden Euro, das entspricht einem Anteil am Bruttoinlandsprodukt von 3,2 Prozent. Das in der Wachstumsstrategie für die Europäische Union festgelegte Ziel eines Anteils von mindestens drei Prozent am BIP konnte somit übertroffen werden. Bis 2025 soll der Anteil auf 3,5 Prozent steigen.

Im Bereich der außeruniversitären Forschung entfiel mit 6,6 Milliarden Euro der größte Teil der Ausgaben auf die Naturwissenschaften, 4,2 Milliarden Euro flossen in die ingenieurwissenschaftliche Forschung. Für Forschung im Bereich der Humanmedizin wurden 1,5 Milliarden Euro ausgegeben, 1,1 Milliarden Euro in den Geisteswissenschaften, 1 Milliarde Euro in den Sozialwissenschaften und 0,7 Milliarden Euro in den Agrarwissenschaften.

F&E-Projekte: Ablauf und Finanzierung

Forschungsprojekte sind in der Regel einmalige, zeitlich befristete Vorhaben mit einer konkreten Themen- bzw. Fragestellung, an der ein oder mehrere Wissenschaftlerinnen arbeiten. Finanziert werden Forschungsprojekte meist nicht über laufende Budgets, sondern über Förderungen, die unbedingt rechtzeitig beantragt werden sollten.

Ablauf eines Forschungsprojekts

1. Beschreibung des Themas, Formulierung von Forschungsfrage und Hypothesen
2. Definition des Forschungsdesigns: Experimente, Beobachtung, Recherche oder Befragung?
3. Darstellung der methodischen Strukturierung und der Arbeitsschritte zur Datenerhebung und -auswertung
4. Durchführung der Untersuchungen und Datenerhebungen mit den gewählten Methoden, ggf. Dokumentation von Zwischenergebnissen
5. Auswertung und Interpretation der Daten, Überprüfung der Hypothesen
6. Präsentation oder Veröffentlichung der Forschungsergebnisse.