Aufgaben der Forschung und Entwicklung
Warum wir forschen

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.

Forschung und Entwicklung: Aufgaben und Ziele

Neues Wissen sorgt dafür, dass Unternehmen Gewinne verzeichnen, die sich wiederum positiv auf den Wohlstand eines Landes auswirken. Die Kurzformel: Forschung schafft Arbeit. Mit der Digitalisierung sind die Märkte globaler und die Konkurrenz zwischen Unternehmen ist größer geworden. Innovationen entscheiden jetzt darüber, wer wirtschaftlich erfolgreich ist und sich an der Spitze des Weltmarktes positionieren kann. 

Das betrifft insbesondere Länder wie Deutschland, in denen die wichtigsten Rohstoffe nicht im Boden, sondern als Ideen, Wissen und Know-how in den Köpfen der Menschen vorkommen. Die Zahl der weltmarktrelevanten Patente sowie der wissenschaftlichen Publikationen gilt als ein Indikator für den Erfolg der Forschung eines Landes. Im Zusammenspiel aus Wirtschaft, Hochschulen und Staat lässt sich die Aufgabenbeschreibung von Forschung und Entwicklung auf vier Ebenen formulieren.

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 industrielle, universitäre und außeruniversitäre Forschung:

• 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.
• 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 sind das dritte 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).

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.

Berufe in der Forschung: Wer übernimmt welche Aufgaben?

Ob an der Universität, einem Forschungsinstitut oder im Unternehmen: Der F&E-Bereich bietet ein breites Berufsspektrum (mit einem ebenso breiten Gehaltsspektrum). In der folgenden Tabelle werden einige beispielhaft Zentrale Akteure und Akteurinnen sind unter anderem:

• Wissenschaftliche Mitarbeitende, (Nachwuchs-)Gruppenleiter: Arbeiten an Hochschulen oder Forschungsinstituten und betreiben – z. B. im Rahmen einer Promotion oder Habilitation– eigene Forschungsarbeit.
• Wissenschaftsmanagern: Arbeiten vorrangig an Hochschulen und an Forschungszentren und koordinieren unter anderem Forschungstätigkeiten.
• Forschungsreferent & Forschungsmanagerin: Unterstützen an Hochschulen, in Forschungsinstituten und in der Industrie Forschende mit administrativen Tätigkeiten, z. B. bei der Evaluation von Forschungsergebnissen.
• Laborleiter: Planen, koordinieren und überwachen die Forschungsaktivitäten in Laboren.
• Entwicklungsingenieurin: Entwerfen neue Produkte oder entwickeln bzw. optimieren bestehende Produkte oder Prozesse in der Industrie.
• Projektmanager: Koordinieren komplette Forschungsprojekte und fungieren als Schnittstelle zwischen verschiedenen Abteilungen
• Data Scientist: Unterstützen F&E-Projekte in Forschungsinstituten oder Unternehmen mit Kompetenzen in Informatik, Statistik und Mathematik.

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.

Relevanz der Forschung in verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen

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.