des Bundesministerium für Bildung und Forschung von Richtlinien zur Förderung von Forschungsvorhaben auf dem Gebiet "Anwendungsorientierte HPC-Software für das Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Wissenschaft und Wirtschaft" im Rahmen des Förderprogramms "IKT 2020 – Forschung für Innovationen".
Vom 20. März 2015
Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sind Treiber für Innovationen und damit Grundlage für neue Produkte, Verfahren und Dienstleistungen. Die "Digitale Wirtschaft und Gesellschaft" voranzubringen ist eine der sechs prioritären Zukunftsaufgaben der "Neuen Hightech-Strategie – Innovationen für Deutschland" der Bundesregierung. Mit dem Förderprogramm "IKT 2020 – Forschung für Innovationen" setzt die Bundesregierung einen Schwerpunkt ihrer Innovationspolitik auf Informations- und Kommunikationstechnologien und fördert bereits seit 2008 das Hoch- und Höchstleistungsrechnen im Rahmen von IKT 2020.
Das Hoch- und Höchstleistungsrechnen (High Performance Computing, HPC) ist heute für die Wettbewerbsfähigkeit unserer Wissenschaft und unserer Wirtschaft unerlässlich. Modernste Grundlagenforschung wie z. B. die Energieforschung, die Material- und Lebenswissenschaften oder auch die Klimaforschung sind ohne Simulationsverfahren auf Hoch- und Höchstleistungsrechnern undenkbar. Es ist aber auch Grundlage für viele innovative Produkte in den Schlüsselbereichen der deutschen Wirtschaft. Ob elektronische Geräte, Autos, Flugzeuge, moderne Medikamente oder neuartige Operationsverfahren – sie alle basieren heute auf Erkenntnissen, die mittels Simulationen auf Hoch- und Höchstleistungsrechnern gewonnen werden. Neben den etablierten Anwendungsfeldern erlangt HPC auch in anderen Bereichen zunehmende Bedeutung. Zu nennen sind hier beispielsweise die Verwendung agentenbasierter Modelle zur Simulation komplexer sozialer Phänomene in den Sozialwissenschaften oder komplexe Simulationen im Bereich der Logistik.
Gleichzeitig steigt die Komplexität der HPC-Architekturen und ihre effiziente Nutzung stellt viele Anwender vor große Herausforderungen:
Effizienz, Qualität und Zuverlässigkeit der Simulationen auf Hoch- und Höchstleistungsrechnern bei gleichzeitiger Reduktion des Energieverbrauchs hängen maßgeblich von der zugrunde liegenden Software ab. Eine intelligente HPC-Software begegnet den obenstehenden technischen Herausforderungen optimal und erlaubt damit z. B. höhere Präzision, Visualisierungsqualität und Geschwindigkeit der Berechnungen. Die von Wissenschaft und Wirtschaft z. B. in den Bereichen Klimaschutz, Energie, Gesundheit oder Produktentwicklung benötigten Modelle können damit immer schneller und realitätsnaher simuliert werden.
Sowohl die wissenschaftlichen Nutzer der HPC-Ressourcen als auch die HPC-Nutzer aus der Wirtschaft sind dabei aufgrund der steigenden Komplexität immer mehr auf die Unterstützung und Beratung durch HPC-Experten und deren Kompetenz angewiesen.
Im internationalen Wettbewerb verfügt Deutschland im Hoch- und Höchstleistungsrechnen vor allem auf dem Gebiet der methodischen Kompetenz über eine sehr gute Position. Diese Position muss erhalten und ausgebaut werden, um auch weiterhin durch intelligente Software die unterschiedlichen Rechnerarchitekturen effizient für die verschiedensten Anwendungsdomänen nutzen zu können. Hierfür sind erweiterte und zum Teil auch vollständig neue Ansätze im Bereich der Software auf skalierbaren Hoch- und Höchstleistungsrechnern erforderlich.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt mit der Fördermaßnahme, HPC-Anwender bei der nachhaltigen Erschließung der Potentiale der modernen HPC-Architekturen für ihre eigene Forschung zu unterstützen und gleichzeitig nachhaltige Innovationen im Bereich der HPC-Methodik/Werkzeuge/Software zu ermöglichen. Damit soll für die HPC-Experten vor allem die eigene Profilbildung sowie der Kompetenzauf- und -ausbau und für die Anwender insbesondere der Kompetenzaufbau verbunden sein.
Innovationen in HPC-Software (einschließlich Methodik und Werkzeuge)
Anhand konkreter Anwendungen aus Wissenschaft oder Wirtschaft sollen im interdisziplinären Verbund erweiterte oder neue Ansätze im Bereich der Software auf skalierbaren Hoch- und Höchstleistungsrechnern entwickelt werden, die die Herausforderungen einer massiv skalierbaren Rechnerarchitektur, verteilten Speicherarchitekturen und/oder neuer Prozessortypen löst (siehe Vorbemerkung). Dabei ist eine größtmögliche Energieeffizienz anzustreben. Angesprochen sind HPC-spezifische Software-Entwicklungen zur Unterstützung von skalierbaren Implementierungen für sehr große HPC-Systeme, bei denen die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Domänenexperten (Anwender/Nutzer), Modellierern und Softwarespezialisten (HPC-Experten) erforderlich ist.
Kompetenzen auf- und ausbauen, Profilbildung
Die Fördermaßnahme soll dazu beitragen, die bei HPC-Experten vorhandenen Kompetenzen zu stärken und die im internationalen Vergleich hohe Methodenkompetenz der deutschen Wissenschaft auszubauen und für industrielle und wissenschaftliche Anwender zu erschließen. Während auf Seiten der HPC-Experten Softwareinnovationen erwartet werden (siehe oben), sollen Nutzer unterstützt werden, ihre Anwendungen optimal an die technische Umgebung anzupassen, um die vorhandenen und künftigen HPC-Ressourcen effizient nutzen zu können. Gleichzeitig sollen die beteiligten HPC-Zentren oder Arbeitsgruppen ein klares Kompetenzprofil – ausgerichtet an den Bedarfen der Anwender – im Sinne eines Dienstleisters herausbilden.
Netzwerkbildung
Die Fördermaßnahme soll über die einzelnen Verbünde hinaus zur Netzwerkbildung beitragen und die vorhandenen Einzelkompetenzen effektiv im Sinne einer Strategie für den Kompetenzaufbau und Profilbildung zusammenführen. Dabei sollen möglichst auch die aus den ersten drei HPC-Software-Bekanntmachungen hervorgegangenen Vorhaben oder deren Ergebnisse einbezogen werden (Informationen zu den Vorhaben unter http://www.pt-it.pt-dlr.de/de/1864.php).
Breitenwirkung und Nachhaltigkeit
Von der Fördermaßnahme soll insbesondere für die Anwender ein breiter und langfristiger Nutzen ausgehen. Sowohl die Lösungen für die Anwendungen als auch dabei entstehende Innovationen in der HPC-Methodik/Software sollen über den einzelnen Anwendungsfall hinaus für ganze Nutzergruppen und darüber hinaus Relevanz haben und nachhaltig verfügbar sein (Breitenwirkung und Nachhaltigkeit).
Insbesondere mit Blick auf den angestrebten Kompetenzauf- und -ausbau aber auch hinsichtlich der Breitenwirkung und der Nachhaltigkeit der Ergebnisse dieser Fördermaßnahme soll die Fördermaßnahme die Aus- und Weiterbildung sowohl von HPC-Experten aber auch Anwendern zu HPC-Themen positiv beeinflussen (Multiplikatoreffekt).
Weder isolierte Entwicklungen für einzelne Fachgebiete noch Fragen der reinen HPC-Grundlagenforschung sind Gegenstand dieser Fördermaßnahme. Zu Letzterem beabsichtigt BMBF, eine gesonderte Bekanntmachung zu veröffentlichen.
Vorhaben können nach Maßgabe dieser Richtlinien, der BMBF-Standardrichtlinien für Zuwendungen auf Ausgaben- bzw. Kostenbasis und der Verwaltungsvorschriften zu den §§ 23, 44 der Bundeshaushaltsordnung (BHO) durch Zuwendungen gefördert werden. Ein Rechtsanspruch auf Gewährung einer Zuwendung besteht nicht. Der Zuwendungsgeber entscheidet nach pflichtgemäßem Ermessen im Rahmen der verfügbaren Haushaltsmittel.
Das BMBF wird gemeinsame Verbundprojekte von Wissenschaft und gegebenenfalls Wirtschaft in interdisziplinärer Zusammensetzung fördern, die gezielt die in der Vorbemerkung beschriebenen Herausforderungen der Software für Many-Core-Umgebungen und hoch-skalierbare Rechner anhand konkreter Anwendungen adressieren und gleichzeitig den Kompetenzaufbau bei HPC-Experten und Anwendern sowie die Profilbildung der HPC-Experten voranbringen, die Aus- und Weiterbildung von HPC-Experten und Anwendern unterstützen sowie weit über die Projektgrenzen hinaus wirken. Die Projekte sollen grundsätzlich Forschergruppen aus Universitäten und/oder Forschungseinrichtungen und gegebenenfalls Unternehmen als Partner einbinden und zusammenführen.
Ein Verbundprojekt soll zu den im Zuwendungszweck dargestellten Zielen beitragen und grundsätzlich folgende Elemente beinhalten:
In beiden Fällen wird eine Mindestinnovationshöhe im Bereich der HPC-Software erwartet.
Die Projekte sollen prototypische Lösungen mit hinreichend stabilem Charakter für den effizienten Einsatz realisieren. Grundsätzlich wird für die Software-Werkzeuge eine Produktionsreife erwartet, die den notwendigen Qualitätsmaßstäben zum effektiven Einsatz auf den Zielsystemen gerecht wird. Es wird erwartet, dass Zugang zu den notwendigen Rechenressourcen zum erforderlichen Zeitpunkt für den notwendigen Zeitraum besteht.
Industrielle Anwender werden explizit ermuntert, sich als Anwendungspartner (mit Unterstützungsbedarfen durch HPC-Experten) in die Projekte einzubringen.
Gleichzeitig sind im Rahmen des Projekts im Zusammenspiel der verschiedenen Projektbeteiligten die Anforderungen der Nutzer an die Unterstützung durch HPC-Experten (Bedarfsprofil, Definition der Anforderungen) sowie aus Sicht der HPC-Experten die angebotenen Kompetenzen im Sinne eines „Dienstleistungsangebots“ an die Nutzer (Definition eines Angebots) auszuarbeiten und darzustellen. Dies soll insbesondere die Profilbildung und die Identifikation vorhandener Kompetenzen sowie die Identifikation der Kompetenzbedarfe unterstützen. Eine erste grobe Darstellung wird bei Einreichung der Projektskizze erwartet. Im Projektablauf soll die Angebots-/Bedarfsanlayse vertieft und verfeinert dargestellt werden.
Um einen langfristigen Nutzen sicherzustellen und einen ressourceneffizienten Einsatz auch auf künftigen, neuen Systemen zu gewährleisten, sollen die im Projekt entstandenen Modelle und Software auch nach Projektende einem breiten Nutzerkreis zur Verfügung stehen, gepflegt werden und bedarfsgerecht weiterentwickelt und angepasst werden (Nachhaltigkeit der Projektergebnisse). Hierfür ist bei Einreichung der Projektskizze ein Grobkonzept vorzulegen, das im Projektablauf weiter präzisiert wird und eine Nachhaltigkeit der Projektergebnisse erwarten lässt. Die Umsetzung des Konzepts ist nicht Gegenstand der Förderung. Eine Verwertung der Ergebnisse der im Rahmen dieser Fördermaßnahme unterstützten Vorhaben in Form von Open Source-Software wird ausdrücklich begrüßt.
Die Übertragung der Projektergebnisse in Aus- und Weiterbildung soll ebenfalls durch das Projekt berücksichtigt werden und durch ein Kurzkonzept bei Einreichung der Projektskizze untersetzt werden, das im Projektablauf präzisiert wird. Es wird erwartet, dass alle Projektbeteiligten die im Projekt auf- und ausgebaute Methodenkompetenz in die institutseigene und/oder über die eigene Institution hinausgehende Aus- und Weiterbildung einfließen lassen. Eine enge Anbindung des Projekts an eine Hochschule kann dabei von Vorteil sein. Die Umsetzung des Konzepts bzw. Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen selbst sind nicht Gegenstand der Förderung.
Projekte, deren Software-Innovation primär auf die Verarbeitung großer, heterogener Datenmengen (Big Data) ausgerichtet ist, können nicht gefördert werden.
Physische Experimente als Bestandteil eines Verbundprojekts können nur in sehr begrenztem, kleinem Umfang gefördert werden. Sie müssen darüber hinaus in direktem Zusammenhang zur HPC-Software stehen, dürfen keinen eigenständigen Erkenntnisgewinn bringen und damit lediglich zum Beispiel zur Verifikation von Simulationsergebnissen und damit der HPC-Software dienen.
Antragsberechtigt sind Verbünde von Hochschulen und/oder außeruniversitäre Forschungseinrichtungen gegebenenfalls im Verbund mit Unternehmen. Die Antragstellung durch KMU (Definition der Europäischen Kommission siehe: http://ec.europa.eu/growth/smes/business-friendly-environment/sme-definition/index_en.htm) wird ausdrücklich begrüßt.
Forschungseinrichtungen, die gemeinsam von Bund und Ländern grundfinanziert werden, kann nur unter bestimmten Voraussetzungen ergänzend zu ihrer Grundfinanzierung eine Projektförderung für ihren zusätzlichen Aufwand bewilligt werden.
Bei Verbundprojekten ist von den Partnern der Koordinator zu benennen.
Das BMBF ist bestrebt, den Anteil der Fachhochschulen in der Forschungsförderung zu erhöhen. Fachhochschulen sind deshalb besonders aufgefordert, sich in den Verbundprojekten zu beteiligen.
Antragsteller sollen sich – auch im eigenen Interesse – im Umfeld des national beabsichtigten Vorhabens mit dem EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation 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.
Die Partner eines "Verbundprojekts" 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 dem BMBF-Merkblatt – Vordruck 0110 (https://foerderportal.bund.de/easy/module/easy_formulare/download.php?datei=219) entnommen werden.
Die Förderung setzt die grundsätzliche Bereitschaft der Projektteilnehmer zu Öffentlichkeitsarbeit und Transfer voraus. Im Rahmen der Programmsteuerung ist die Durchführung von Statusseminaren vorgesehen. Die Projektteilnehmer sind verpflichtet, sich an Querschnittsmaßnahmen zu beteiligen.
Die Zuwendungen können im Wege der Projektförderung als nicht rückzahlbare Zuschüsse gewährt werden.
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. Bei Kooperationen mit nicht geförderten Unternehmen wird von diesen Unternehmen die Bereitstellung signifikanter Eigenleistungen erwartet.
Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Hochschulen, Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen und vergleichbaren 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.
Die Bemessung der jeweiligen Förderquote muss die Allgemeine Gruppenfreistellungsverordnung (AGVO) berücksichtigen. Die AGVO lässt für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) eine differenzierte Bonusregelung zu, die gegebenenfalls zu einer höheren Förderquote führen kann.
Es werden Vorhaben mit einer üblichen Laufzeit von drei Jahren gefördert, auf Wunsch der Antragsteller sind gegebenenfalls kürzere Laufzeiten (18 bis 30 Monate) möglich.
Bestandteil eines Zuwendungsbescheids 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 Zuwendungsbescheids auf Kostenbasis werden die Allgemeinen Nebenbestimmungen für Zuwendungen auf Kostenbasis des BMBF an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft für FuE1-Vorhaben (NKBF98), sowie die "Besonderen Nebenbestimmungen für den Abruf von Zuwendungen im mittelbaren Abrufverfahren im Geschäftsbereich des BMBF" (BNBest-mittelbarer Abruf-BMBF), sofern die Zuwendungsmittel im sogenannten Abrufverfahren bereitgestellt werden.
Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF seinen Projektträger
Projektträger im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Softwaresysteme und Wissenstechnologien (AE 75)
Dr. Torsten Aßelmeyer-Maluga
Rosa-Luxemburg-Straße 2
10178 Berlin
Telefon: 0 30/6 70 55-7 25
Telefax: 0 30/6 70 55-7 42
E-Mail: torsten.asselmeyer-maluga@dlr.de
Internet: http://www.pt-it.pt-dlr.de/de/1864.php
beauftragt. Dort sind weitere Informationen erhältlich.
Das Förderverfahren ist zweistufig angelegt.
In der ersten Verfahrensstufe ist dem beauftragten Projektträger
bis spätestens 5. Juni 2015
zunächst eine Projektskizze vorzulegen. Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist. Verspätet eingehende Projektskizzen können aber möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden.
Projektskizzen müssen den konkreten Bezug zu den Kriterien dieser Bekanntmachung darlegen und alle wesentlichen Aussagen zur Beurteilung und Bewertung enthalten. Sie sollen nicht mehr als 15 Seiten umfassen und sollen über das Internet-Portal pt-outline (http://www.pt-it.de/ptoutline/hpc4) online erstellt werden. Die für eine Beteiligung an der Bekanntmachung benötigten Informationen und Werkzeuge sind dort verfügbar. Damit die Online-Version der Projektskizze Bestandskraft erlangt, muss diese zusätzlich bis zum Abgabetermin der ersten Verfahrensstufe rechtsverbindlich unterschrieben auf dem Postweg beim beauftragten Projektträger eingereicht werden.
Die Projektskizzen sind vom vorgesehenen Verbundkoordinator nach Abstimmung mit den Partnern vorzulegen.
Die Projektskizzen sollen in Kurzform (maximal 15 Seiten) folgende Punkte kurz darstellen:
Die eingereichten Projektvorschläge stehen untereinander im Wettbewerb. Aus der Vorlage einer Projektskizze kann kein Rechtsanspruch auf eine Förderung abgeleitet werden.
Die eingegangenen Projektskizzen werden unter Beteiligung externer Gutachterinnen und Gutachter nach folgenden Kriterien bewertet:
Auf Grundlage der Bewertung werden die für eine Förderung geeigneten Projektideen ausgewählt. Das Auswahlergebnis wird den Interessenten schriftlich mitgeteilt.
Der Antragsteller hat keinen Rechtsanspruch auf Rückgabe einer eingereichten Projektskizze.
In der zweiten Verfahrensstufe werden die Interessenten bei positiv bewerteten Projektskizzen aufgefordert in Abstimmung mit dem vorgesehenen Verbundkoordinator einen förmlichen Förderantrag vorzulegen, über den nach abschließender Prüfung entschieden wird.
Die Erstellung von förmlichen Förderanträgen muss über die Nutzung des Internetportals "easy-Online" (https://foerderportal.bund.de/easyonline/) erfolgen. Hier können auch Vordrucke für Förderanträge, Richtlinien, Merkblätter, Hinweise und Nebenbestimmungen abgerufen werden. Alternativ können diese auch unmittelbar beim Projektträger angefordert werden.
Für die zeitnahe Bearbeitung und Förderentscheidung sind die formgebundenen Anträge dem Projektträger spätestens zwei Monate nach der Aufforderung vorzulegen.
Für die Bewilligung, Auszahlung und Abrechnung der Zuwendung sowie für den Nachweis und die Prüfung der Verwendung und die gegebenenfalls erforderliche Aufhebung des Zuwendungsbescheids und die Rückforderung der gewährten Zuwendung gelten die Verwaltungsvorschriften zu § 44 BHO sowie die §§ 48 bis 49a des Verwaltungsverfahrensgesetzes, soweit nicht in diesen Förderrichtlinien Abweichungen zugelassen sind.
Zur Bewertung der Wirksamkeit des Förderprogramms „IKT 2020 – Forschung für Innovation“ ist eine Evaluierung nach drei Jahren der Förderung vorgesehen. Dazu ist es erforderlich, dass die damit beauftragten Institutionen während und nach der Laufzeit des Förderprogramms die notwendigen Informationen erhalten. Auf Anforderung sind die Zuwendungsempfänger daher verpflichtet, die für die Evaluierung notwendigen Daten den vom BMBF beauftragten Institutionen zeitnah zur Verfügung zu stellen. Die Informationen werden ausschließlich für die Evaluierung verwendet und vertraulich behandelt.
Diese Förderrichtlinien treten am Tag nach der Veröffentlichung im Bundesanzeiger in Kraft.
Bonn, den 20. März 2015
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Im Auftrag
Dr. E. Landvogt
1 - FuE = Forschung und Entwicklung