1. Zuwendungszweck, Rechtsgrundlage

1.1 Zuwendungszweck

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt, Vorhaben zur Forschung auf dem Gebiet „Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen“ zu fördern.

Die auf Anwendungen orientierte mathematische Forschung hat sich zu einer gewichtigen Schlüsselwissenschaft der Zukunft entwickelt. Sie ist zu einem unverzichtbaren Instrument für die Entwicklung technischer Innovationen und neuer Dienstleistungen, für die Steigerung der Leistungsfähigkeit von Produkten und Optimierung zahlreicher Prozesse in Wirtschaft und Gesellschaft gereift. Der effiziente Transfer von Grundlagenergebnissen der Mathematik in praktische Anwendungen stellt einen wichtigen Beitrag zur Beschleunigung des Gangs in eine moderne Wissensgesellschaft und Stärkung des Standortes Deutschland dar.

Die Maßnahme zielt auf einen wirkungsvollen Beitrag der Mathematik im Rahmen der Innovationsinitiative der Bundesregierung. Sie ist auf Vorhaben der mathematischen Forschung gerichtet, die maßgeblich ein enges Zusammenwirken zwischen Grundlagenforschung und Unternehmen aus der Industrie und dem Dienstleistungsbereich fördern und zur Entwicklung von Innovationen als neue, am Markt verwertbare Produkte, Verfahren und Dienstleistungen beitragen. Im Mittelpunkt stehen Beiträge zu besonders zukunftsträchtigen Schlüssel- und Querschnittstechnologien, in Vorsorgebereichen und zu Dienstleistungen mit möglichst breiter Nutzung.

Die Zielsetzungen sind auch auf den weiteren Ausbau der im internationalen Vergleich guten Position der angewandten Mathematik in Deutschland und die Erhöhung der Attraktivität des Forschungsstandortes für internationale Spitzenkräfte gerichtet. Übergeordnete Ziele bilden die Erhöhung des Beitrags der Mathematik zur Stärkung der internationalen Wettbewerbsposition Deutschlands, intensive Verwertung von Grundlagenergebnissen und nachhaltige Entwicklung von Wirtschaft und Gesellschaft.

1.2 Rechtsgrundlage

Vorhaben können nach Maßgabe dieser Richtlinien, der BMBF-Standardrichtlinien für Zuwendungen auf Ausgaben- bzw. Kostenbasis und der Verwaltungsvorschriften zu §44 Bundeshaushaltsordnung (BHO) durch Zuwendungen gefördert werden. Ein Rechtsanspruch auf Gewährung einer Zuwendung besteht nicht. Der Zuwendungsgeber entscheidet auf Grund seines pflichtgemäßen Ermessens im Rahmen der verfügbaren Haushaltsmittel.

2. Gegenstand der Förderung

Im Zentrum der Förderung auf dem Gebiet „Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen“ steht die Erarbeitung wirkungsvoller Beiträge der angewandten Mathematik und das Erreichen wesentlicher Fortschritte durch die Anwendung der neuen mathematischen Methoden in der Wirtschaft.

Anhand konkreter Problemstellungen der Industrie und des Dienstleistungsbereiches sind Fragestellungen der angewandten Mathematik in den Bereichen

• Dynamische Systeme und stochastische Prozesse in Netzwerken
• Strömung, Transport und Reaktionen auf mikroskopischer Ebene
• Prozesse in zufälligen Medien
• Experimentdesign und Kontrolltheorie technologischer Prozesse
• Mehrdimensionale Bildverarbeitung, modellbasierte Bildanalyse und Visualisierung
• Inverse Modellierung und Parameteridentifikation
• Systemreduktion und Algorithmen für hochdimensionale Probleme
• kontinuierliche und diskrete Optimierung, Formoptimierung
• Analytische und numerische Methoden für Multiskalensysteme
• Daten basiertes Rechnen, adaptive Methoden

zu bearbeiten. Die Ergebnisse sollen für die Behandlung ausgewählter Praxisprobleme besonders geeignet sein. Eine grundlegende Aufgabe besteht dabei in der mathematischen Modellierung, in der Entwicklung effizienter Verfahren zur Simulation und Validierung des Modells und der Demonstration ihrer Eignung anhand konkreter Fragestellungen aus der Praxis. Es ist zu gewährleisten, dass die Lösung für das ausgewählte Problem auf ähnlich gelagerte Praxisfälle übertragen werden kann. Von Bedeutung ist die Entwicklung und Simulation mathematischer Modelle für zunehmend komplexere Systeme und deren Validierung mit realen Daten.
Im Vordergrund steht die Bearbeitung von Fragestellungen aus den nachfolgend aufgeführten Themenbereichen:

1. Nanotechnologie, Materialwissenschaften: Ausgefeilte experimentelle Techniken liefern Daten physikalischer und chemischer Prozesse auf atomarer und molekularer Skala, deren Analyse und Nutzung für den Entwurf neuer Experimente, neuer technologischer Anwendungen oder Materialien den Einsatz und die Entwicklung innovativer mathematischer Verfahren voraussetzt. Mathematik ist wesentlich für die Herleitung makroskopischer Parameter von Hightech-Materialien auf der Basis mikroskopischer Daten. Wichtige Themen bilden u. a. molekulare Maschinen, smarte Materialien, katalytische Oberflächen, Sensorik und Bionik.
2. Nanoelektronik, optische Technologien und Photonik: Der Fortschritt auf dem Gebiet der Halbleiter-Technologie, insbesondere dem Design und der Herstellung von Mikrochips hängt stark von der mathematischen Modellierung und Simulation der relevanten physikalischen Phänomene ab. Ein spezieller Entwicklungsbedarf für neue mathematische Werkzeuge besteht im Design optischer Bauelemente, Halbleiter-Laser und Lichtwellenleiter.
3. Biotechnologie, Pharmazie und Chemie: Das bessere Verständnis biochemischer und biophysikalischer Prozesse lebender Materie führte zu innovativen Techniken wie dem Design von Medikamenten, von biologischen Materialien oder künstlichem Gewebe. Mathematische Werkzeuge ermöglichen den Entwurf neuer chemischer Verbindungen und Prozesse mit vorgeschriebenen funktionellen Eigenschaften. Beispiele für aktuellen mathematischen Forschungsbedarf und Transfer in der Chemie sind: Polymerisation, katalytische Reaktionen, Biofilmreaktoren und Biokatalysatoren, Mikroreaktor-Technologie. Eine große Herausforderung an die Mathematik bilden die Kopplung von Modellgleichungen für turbulente, reaktive Strömungen und der Transport strukturierter Populationen, wie z. B. die Modellierung von Polymeren oder Mikro-Organismen.
4. Gesundheit und Medizin-Technik: Im Gesundheitsbereich besteht eine wichtige Aufgabe darin, vorhandene Ressourcen effektiv zu nutzen, insbesondere diejenigen, welche die moderne biomedizinische Forschung bietet. Mathematische Methoden sind grundlegend für ein besseres quantitatives Verständnis von biomedizinischen Prozessen und ihren Funktionen und unterstützen Diagnose und Therapien.
5. Technologie und Umwelt: Die Untersuchung der Auswirkungen von Technologien auf unsere Umwelt im Hinblick auf Vermeidung und Reduzierung von Umweltbelastungen ist eine komplexe Aufgabenstellung, die neue Techniken der mathematischen Modellierung, Simulation und Optimierung erfordert.
6. Transport und Verkehr: Transport- und Verkehrsprobleme führen auf komplexe, große Netzwerke und stochastische Prozesse mit vielen Einflussgrößen. Fortgeschrittene Techniken der kontinuierlichen und diskreten Optimierung und hoch effiziente Algorithmen sind notwendig, um die riesigen Datensätze zu verarbeiten und optimale Strategien und Pläne zu berechnen und die Dienstleistungsangebote von Transportunternehmen in Großstädten zu verbessern sowie Ressourcen zu schonen. Treibstoffreduzierung und Optimierung von Serviceleistungen bilden eine große Herausforderung für die mathematische Forschung.
7. Finanz- und Versicherungswesen und Handel: Diese Bereiche sind als empirische Disziplinen stark mit mathematischen Methoden verbunden. Es gibt Defizite beim Transfer von Ergebnissen mathematischer Forschung auf reale Prozesse im Finanzwesen und Handel. Rechnergestützte und statistische Methoden, mit denen in Echtzeit komplexe und große Datensätze verarbeitet werden können, sind dringend erforderlich. Rechtliche Anforderungen durch Basel II und Solvency II sind für Finanzinstitute und das Versicherungswesen mittels interner Modelle umzusetzen, die mathematisch hochgradig anspruchsvolle Probleme aufwerfen. Auf der makroökonomischen Seite müssen neue mathematische Modelle entwickelt werden, welche die ökonomische Realität, wie z. B. solche für Nachfrage, Angebot und Preisgestaltung von Erzeugnissen wie Öl besser approximieren.
8. Risikomanagement und Sicherheitsforschung: Derartige Forschungen in technologischen (auch informationstechnologischen), ökonomischen und gesellschaftlichen Bereichen sind ganz allgemein eine Herausforderung für die Entwicklung und den Einsatz neuer Mathematik. Diese ist bereits bei der quantitativen Formulierung der Problemstellungen notwendig, aber auch bei der Erfassung und Integration von Daten. Insbesondere gilt dies für moderne stochastische Verfahren zur Entscheidungsfindung unter unvollständiger Information.

Bevorzugt werden Vorhaben zu diesen Themenbereichen, die anspruchsvolle Forschung mit der Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses verbinden und dessen Einbeziehung in größere Verbünde von Forschungsgruppen verschiedener Disziplinen und mit Praxispartnern unterstützen. Es wird erwartet, dass sich die Projektleitungen um die Beteiligung von jungen Wissenschaftler/innen besonders bemühen.

Beabsichtigt ist die Förderung von insgesamt etwa zehn größeren Projektverbünden, Forschungsnetzwerken oder „Verbundprojekten“ mit jeweils Partnern aus der Praxis.

3. Zuwendungsempfänger

Antragsberechtigt sind deutsche Hochschulen, in besonderen Fällen außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und bei Überführungsaufgaben Wirtschaftsunternehmen. Forschungseinrichtungen, die gemeinsam von Bund und Ländern grundfinanziert werden, kann nur unter bestimmten Voraussetzungen eine Projektförderung für ihren zusätzlichen Aufwand bewilligt werden.

4. Zuwendungsvoraussetzungen

Die theoretischen Grundlagen, die mathematisch-naturwissenschaftliche Modellierung und die auszuarbeitenden Lösungsmethoden sollen im Rahmen von Projektverbünden oder „Verbundprojekten“ entwickelt und anhand konkreter Aufgabenstellungen der Partner aus der Wirtschaft beispielhaft demonstriert werden. Die Fördervorhaben müssen so konzipiert sein, dass innerhalb des Förderzeitraumes sowie des Fördervolumens und der eigenen Beiträge vor allem des Partners aus der Wirtschaft deutliche Fortschritte und nutzungsrelevante Ergebnisse erreichbar sind.

Die Partner eines „Verbundprojektes“ haben ihre Zusammenarbeit in einer Kooperationsvereinbarung zu regeln. Vor der Förderentscheidung muss eine grundsätzliche Übereinkunft über bestimmte vom BMBF vorgegebene Kriterien nachgewiesen werden. Einzelheiten können einem BMBF-Merkblatt - https://foerderportal.bund.de/easy/easy_index.php?auswahl=easy_formulare&formularschrank=bmbf https://foerderportal.bund.de/easy/easy_index.php?auswahl=easy_formulare&formularschrank=bmbf – entnommen werden.

Die nachfolgenden Grundsätze sind zwingende Voraussetzungen für die Förderung von Vorhaben auf dem Gebiet „Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen”:

1. Für die Lösung der Aufgabenstellung aus der Industrie oder dem Dienstleistungsbereich werden neue bzw. weiterentwickelte Ansätze und Methoden aus der mathematischen Forschung benötigt.
2. Die für das gewählte Praxisproblem angestrebte Lösung ist repräsentativ für eine größere Klasse von Aufgabenstellungen und eröffnet die Möglichkeit breiterer Ergebnisnutzung.
3. Die fachspezifischen Voraussetzungen für die Erarbeitung der erforderlichen mathematischen Modelle sind vorhanden oder geeignete interdisziplinäre Projektpartnerschaften werden gebildet. Insbesondere ist gewährleistet, dass neue Modelle mit realitätsnahen Daten validiert werden können.
4. Die Vorhaben sind offen für die Formierung größerer Projektverbünde; bereits mit dem Einreichen von Projektskizzen werden die Kooperationsabsichten zu anderen beantragten Fördervorhaben aufgezeigt.
5. Der interessierte Partner aus der Industrie oder dem Dienstleistungsbereich ist unmittelbar an den Projektarbeiten beteiligt.

Mit den Vorhaben sollen Modellierung, Entwicklung neuer mathematischer Verfahren und Simulation zusammengeführt und ein wesentlicher Beitrag für Innovationen als verwertbare Produkte, Verfahren und Dienstleistungen geleistet werden.

Die Antragsteller sollen sich - auch im eigenen Interesse - im Umfeld des national beabsichtigten Vorhabens mit dem EU-Forschungsrahmenprogramm vertraut machen. Sie sollen prüfen, ob das beabsichtigte Vorhaben spezifische europäische Komponenten aufweist und damit eine ausschließliche EU-Förderung möglich ist. Weiterhin ist zu prüfen, inwieweit im Umfeld des national beabsichtigten Vorhabens ergänzend ein Förderantrag bei der EU gestellt werden kann. Das Ergebnis der Prüfungen soll im nationalen Förderantrag kurz dargestellt werden.

5. Art und Umfang, Höhe der Zuwendung

Die Zuwendungen können im Wege der Projektförderung als nicht rückzahlbare Zuschüsse gewährt werden.

Bemessungsgrundlage für Hochschulen, Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen und vergleichbare Institutionen sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Ausgaben (bei Helmholtz-Zentren und der Fraunhofer-Gesellschaft - FhG - die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten), die individuell bis zu 100 % gefördert werden können.

Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten, die in der Regel - je nach Anwendungsnähe des Vorhabens - bis zu 50 % anteilfinanziert werden können. Nach BMBF - Grundsätzen wird eine angemessene Eigenbeteiligung – grundsätzlich mindestens 50 % der entstehenden zuwendungsfähigen Kosten – vorausgesetzt.

Die Bemessung der jeweiligen Förderquote muss den Gemeinschaftsrahmen der EU-Kommission für staatliche FuE-Beihilfen berücksichtigen. Dieser Gemeinschaftsrahmen lässt für „Verbundprojekte“ von Antragstellern aus den Neuen Bundesländern und für Kleine und Mittlere Unternehmen (KMU) eine differenzierte Bonusregelung zu, die ggf. zu einer höheren Förderquote führen kann.

6. Sonstige Zuwendungsbestimmungen

Bestandteil eines Zuwendungsbescheides auf Ausgabenbasis werden die Allgemeinen Nebenbestimmungen für Zuwendungen zur Projektförderung (ANBest-P) und die Besonderen Nebenbestimmungen für Zuwendungen des BMBF zur Projektförderung auf Ausgabenbasis (BNBest-BMBF98).

Bestandteil eines Zuwendungsbescheides auf Kostenbasis werden grundsätzlich die Nebenbestimmungen für Zuwendungen auf Kostenbasis des BMBF an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft für FuE-Vorhaben (NKBF98).

7. Verfahren

7.1 Einschaltung eines Projektträgers und Anforderung von Unterlagen

Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF den Projektträger Jülich beauftragt:
Projektträger Jülich
Forschungszentrum Jülich GmbH
PTJ – ERG3
52425 Jülich
Telefon: (02461) 61 3547
Telefax: (02461) 61 2880
E-mail: h.-j.krebs@fz-juelich.de
Internet: http://www.fz-juelich.de/ptj

Ansprechpartner ist Dr. Hans-Joachim Krebs, Tel.:(02461) 61 2457.

Vordrucke für Förderanträge, Richtlinien, Merkblätter, Hinweise und Nebenbestimmungen können im https://foerderportal.bund.de/easy/easy_index.php?auswahl=easy_formulare&formularschrank=bmbf https://foerderportal.bund.de/easy/easy_index.php?auswahl=easy_formulare&formularschrank=bmbf abgerufen oder unmittelbar beim Projektträger angefordert werden.

Zur Erstellung von Projektskizzen und förmlichen Förderanträgen wird die Nutzung des elektronischen Antragssystems „ https://foerderportal.bund.de/easy/easy_index.php?auswahl=easy_formulare&formularschrank=bmbf “ https://foerderportal.bund.de/easy/easy_index.php?auswahl=easy_formulare&formularschrank=bmbf dringend empfohlen.

7.2 Vorlage von Projektskizzen

Das Förderverfahren ist zweistufig angelegt.

7.21 Vorlage und Auswahl von Projektskizzen

In der ersten Verfahrensstufe sind dem Projektträger bis spätestens 30. September 2006 zunächst aussagekräftige Projektskizzen für das jeweilige Verbundvorhaben in schriftlicher und elektronischer Form - möglichst unter Nutzung von „EASY“ - auf dem Postweg vorzulegen. Bei Projektverbünden und „Verbundprojekten“ sind die Projektskizzen in Abstimmung mit dem vorgesehenen Koordinator vorzulegen.

Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist. Verspätet eingehende Projektskizzen können aber möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden.

Aus der Vorlage einer Projektskizze kann ein Rechtsanspruch nicht abgeleitet werden.

Die Projektskizzen sollen auf eine Bearbeitungszeit des Vorhabens von drei Jahren ausgerichtet und in zwei etwa eineinhalbjährige Arbeitsetappen ggf. mit Angabe weiterer Meilensteine strukturiert sein. Auf etwa 15 Seiten je Projektverbund bzw. „Verbundprojekt“ sollen Aufgabenstellung, Lösungswege und wesentliche Projektziele dargestellt sein. Die Projektskizzen müssen weiterhin Angaben über die beteiligten Verbundpartner, insbesondere über die beteiligten Unternehmen enthalten, die beabsichtigen, die Projektergebnisse bis zur Anwendungsreife und praktischen Nutzung zu führen. Des Weiteren sind die Aufwendungen für die Bearbeitung des geplanten Vorhabens und die beantragten Fördermittel anzugeben.

Den Skizzen für Projektverbünde oder „Verbundprojekte“ ist eine Darstellung nach Gliederung der folgenden Auswahl- und Entscheidungskriterien beizufügen:

1. Programmbezug: Das Arbeitsprogramm und die Ziele des Vorhabens stehen im klaren Bezug zur Fördermaßnahme. Hinsichtlich Aufgabenstellung und Zielsetzung unterscheidet sich das Vorhaben von ähnlich gelagerten Maßnahmen der DFG (z. B. MATHEON) oder des Bundes und der EU in ihren jeweiligen Fachprogrammen und ergänzt diese komplementär.
2. Beitrag zur Fördermaßnahme (allgemeiner, übergeordneter Nutzen): Das Vorhaben leistet einen spürbaren Beitrag im Rahmen der Innovationsinitiative der Bundesregierung und zur Stärkung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft in Deutschland.
3. Problembeschreibung: Die Aufgabenstellung und Ziele des Vorhabens sind sowohl aus der Anwendersicht als auch aus der Sicht mathematischer Modellierung und Simulation präzise beschrieben.
4. Arbeitsprogramm: Das Arbeitsprogramm ist klar gegliedert und zeigt an kritischen Stellen (Meilensteinen) alternative Lösungsansätze auf. Erste mathematische Modellansätze und Arbeitshypothesen liegen vor. Es kann davon ausgegangen werden, dass innerhalb des Förderzeitraums die (mathematische) Aufgabenstellung gelöst und das Verbundvorhaben insgesamt erfolgreich abgeschlossen wird.
5. Koordinierung und Ressourcen: Das vorgeschlagene Konsortium, bestehend aus Mathematikern, Naturwissenschaftlern und Ingenieuren sowie Partnern aus der Industrie oder dem Dienstleistungsbereich, hat einen Koordinator benannt und ist im Hinblick auf seine Zusammensetzung für die Bearbeitung der jeweiligen Aufgabe geeignet. Die beantragten Förderungen sind für die Durchführung des Verbundvorhabens über die Eigenbeiträge der Projektpartner hinaus zwingend erforderlich.
6. Stand von Forschung und Technik: Der internationale Stand der Forschung ist berücksichtigt. Für die Aufgabenstellung des Praxispartners ist - auch international - zurzeit keine Lösung bekannt.
7. Nutzen für den Praxispartner, Ergebnisverwertung: Die Verwertung des angestrebten Ergebnisses ist beim Projektpartner aus der Industrie oder dem Dienstleistungsbereich gewährleistet. Sie wird zur Stärkung der Marktposition des Praxispartners und zur Sicherung hochwertiger Arbeitsplätze beitragen.
8. Nutzen in der Wissenschaft: Das vorgeschlagene mathematische Verfahren muss zur Lösung der Aufgabenstellung erst entwickelt werden bzw. steht dafür nicht routinemäßig zur Verfügung. Es sind noch anspruchsvolle mathematische Forschungsarbeiten zu leisten. Das angestrebte Ergebnis ist für die angewandte Mathematik von großer Bedeutung.

Die Skizzen werden mit Beteiligung externer Gutachter/innen auf der Grundlage dieser und der unter Ziffer 4 a) bis e) genannten Zuwendungsvoraussetzungen bewertet. Auf der Grundlage der Bewertung werden dann die für eine Förderung geeigneten Projektideen ausgewählt. Das Auswahlergebnis wird den Interessenten schriftlich mitgeteilt.

7.22 Vorlage förmlicher Förderanträge und Entscheidungsverfahren

In der zweiten Verfahrensstufe werden die Interessenten bei positiv bewerteten Projektskizzen aufgefordert, in Abstimmung mit dem vorgesehenen Verbundkoordinator bis spätestens 31. Januar 2007
einen förmlichen Förderantrag vorzulegen, über den nach abschließender Prüfung entschieden wird.

Beabsichtigter Förderbeginn ist der 1. Juli 2007

Für die Bewilligung, Auszahlung und Abrechnung der Zuwendung sowie für den Nachweis und die Prüfung der Verwendung und die ggf. erforderliche Aufhebung des Zuwendungsbescheides und die Rückforderung der gewährten Zuwendung gelten die Verwaltungsvorschriften zu §44 BHO sowie §§48 bis 49a Verwaltungsverfahrensgesetz (VwVfG), soweit nicht in diesen Förderrichtlinien Abweichungen zugelassen sind.

8. Inkrafttreten

Diese Förderrichtlinien treten mit dem Tag der Veröffentlichung im Bundesanzeiger in Kraft.
Bonn, 28. April 2006
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im Auftrag:

Dr. Rainer Koepke