Bekanntmachung

11.06.2012 - 27.08.2012

Bekanntmachung

des Bundesministeriums für Bildung und Forschung von Richtlinien zur Förderung von Forschungsvorhaben auf dem Gebiet "Anwendungsorientierte HPC-Software für skalierbare Parallelrechner" im Rahmen des Förderprogramms "IKT 2020 - Forschung für Innovationen"

Vom 25. Mai 2012

1 Zuwendungszweck, Rechtsgrundlage

Die Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) gehören zu den bedeutendsten Innovationsfeldern der Hightech-Strategie für Deutschland. Sie sind im Rahmen des Forschungsprogramms IKT 2020 ein Schwerpunkt der Innovationspolitik der Bundesregierung. Im Vordergrund der Förderung stehen Technologieentwicklungen und Prozesse, die eine besondere volkswirtschaftliche Hebelwirkung entfalten, Technologieführerschaften erhalten und ausbauen sowie neue Dienstleistungen integrieren. Eine besondere Wirkung haben Technologien, die die Herausforderungen der Zukunft zum Nutzen der Menschen adressieren. Hoch- und Höchstleistungsrechnen wird diesen Anforderungen in mehrfacher Hinsicht gerecht. Modellierungsverfahren und Simulationsmethoden mit Höchstleistungsrechnern

  • entwickeln sich neben der Theoriebildung und dem Experiment zum entscheidenden Faktor für eine international wettbewerbsfähige Forschung in Wissenschaft und Wirtschaft. Sie werden insbesondere dort eingesetzt, wo reale Experimente nicht möglich, zu zeitaufwändig oder zu teuer sind; so sind zum Beispiel Klima- und Umweltmodelle die Grundlage der Erkenntnisse über den Klimawandel,
  • liefern durch virtuelle Planung sowie wesentlich genauere, modellgestützte Analysen anstelle von Experimenten einen entscheidenden Beitrag zur Ressourcenschonung durch geringeren Ressourcenverbrauch und nachhaltige ressourceneffiziente Optimierung von Prozessen.

Für Wirtschaft, Technik und den Erhalt unserer Lebensgrundlagen ist die Nutzung des Hoch- und Höchstleistungsrechnens und seiner technischen Konzepte daher von strukturell entscheidender Bedeutung.

1.1 Zuwendungszweck

Der überwiegende Teil der Steigerung von Effizienz, Qualität und Zuverlässigkeit der mit Hoch- und Höchstleistungsrechnern erzielbaren Ergebnisse wird nicht mehr durch die Weiterentwicklung der zu Grunde liegenden Hardware, sondern mit Hilfe intelligenter Software erreicht. Das Hauptaugenmerk muss also auf der Optimierung der Software liegen, damit das Potenzial der vorhandenen und sich weiterentwickelnden Hardware in der Anwendung ausgenutzt werden kann.
Mit den wachsenden rechentechnischen Anforderungen einerseits und der Entwicklung der Hardware andererseits müssen der Algorithmenentwurf, die programmtechnische Umsetzung sowie die gesamte Software-Infrastruktur ­unabdingbar Schritt mit der Leistungsfähigkeit der Rechnerplattformen halten. Die Entwicklung der Hardware wird in den nächsten Jahren – sowohl im Hochleistungsrechnen als auch im Massenmarkt – weiterhin maßgeblich von zwei Trends geprägt werden:

  • Multicore-Architekturen, die teilweise heute bereits fast hundert Kerne auf einem Chip zusammenfassen.
  • Heterogenere Systeme mit Graphikkarten (GPU), Vektorerweiterungen oder Field Programmable Gate Arrays (FPGA) werden verstärkt als eigenständige Recheneinheiten oder als Beschleunigerkarten eingesetzt werden.

Dabei wird die Leistung hochparalleler Computersysteme derzeitig softwaretechnisch nur sehr unzureichend genutzt. Die Entwickler von Algorithmen und Modellen, von Simulationssoftware und auch von Betriebssystemen, Laufzeit­umgebungen und Datenmanagementsystemen stehen vor ganz neuen Aufgaben. Um diese hochparallelen Systeme effizient zum Einsatz zu bringen, sind erweiterte und zum Teil auch vollständig neue Ansätze im Bereich der Software zu realisieren.

Durch die Fördermaßnahme sollen gezielt solche Themen adressiert werden, die eine große Wirkung im Hinblick auf industrielle Anwendungen (beispielsweise Multiskalensimulationen) bzw. auf die technologische Weiterentwicklung im Zusammenhang mit Rechnern der nächsten Generation (Exascale-Rechnern) entfalten. Dies betrifft insbesondere ­Forschungsthemen zu Compilern/Betriebssystemen, der Energieeffizienz von Software und Hardware sowie der Entwicklung neuer Methodiken zur Beherrschung hochkomplexer HPC-Systeme. Die Fördermaßnahme soll außerdem dazu beitragen, die in den Rechenzentren vorhandenen Kompetenzen zu stärken und die im internationalen Vergleich hohe Methodenkompetenz der deutschen Wissenschaft für industrielle Anwender (besonders auch kleine und mittelständische Unternehmen – KMU) zu erschließen.
Die Lösung dieser Probleme für die Klasse der neuen, hochkomplexen Many-Core-Systeme, einschließlich der Aufgabe der Beratung von Anwendern, kann nicht durch einzelne Rechenzentren oder einzelne kommerzielle Anbieter allein geleistet werden. Dazu ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Experten aus dem entsprechenden Anwendungsgebiet, der Mathematik und der Informatik unabdingbar. Deshalb wird die Zusammenarbeit von HPC-Community und Anwendern aus Wissenschaft und Wirtschaft erwartet. Die Vorhaben werden als Teile eines HPC-Software-Netzwerks zur Zusammenarbeit verpflichtet, unter Wahrung der Interessen der beteiligten Partner aus der Wirtschaft.

1.2 Rechtsgrundlage

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.

2 Gegenstand der Förderung

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) wird gemeinsame Verbundprojekte von Wissenschaft und Wirtschaft fördern, die gezielt die Herausforderungen der Software für Many-Core-Umgebungen und hochskalierbare Rechner adressieren.
Die Projekte sollen grundsätzlich Forschergruppen aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen als Partner einbinden und zusammenführen. Das Programm soll über die einzelnen Verbünde hinaus die Zusammenarbeit fördern und die vorhandenen Einzelkompetenzen effektiv im Sinne einer Strategie zusammenführen.
Außerdem sollen die Projekte die Weiterentwicklung der deutschen Standorte des Hoch- und Höchstleistungsrechnens auf dem Weg zu nationalen Kompetenzzentren unterstützen, indem

  1. leistungsfähige Rechnerinfrastrukturen und Methodenkompetenz am selben Ort gebündelt werden („Racks and Brains“),
  2. intensiv mit Anwendern bevorzugt in geographischer Nähe zusammengearbeitet wird.

Das aus den Projekten entstehende HPC-Software-Netzwerk soll durch gemeinsame Ausbildungs- und Weiter­bildungsaktivitäten die Verbreitung der innovativen Ansätze und Methoden nachhaltig fördern und voranbringen und dabei möglichst auch die aus der ersten und zweiten HPC-Software-Bekanntmachung hervorgegangenen Vorhaben oder deren Ergebnisse einbeziehen.
Eine Verwertung der Ergebnisse der Vorhaben der hier vorliegenden dritten HPC-Software-Bekanntmachung in Form von Open Source-Software wird ausdrücklich begrüßt.
Gefördert werden ausgewählte Projekte in den folgenden Themenfeldern:

  1. Anwendungsbezogene Entwicklung innovativer paralleler Algorithmen und Methoden für hochparallele Systeme
    (Bei Arbeiten zu diesem Themenfeld ist in den Konsortien eine Industriebeteiligung von mindestens 30 % des Aufwands nachzuweisen.)
    1.1 Portierung von industriellen technischen Anwendungen auf Many-Core-Prozessoren
    1.2 Anpassung und Weiterentwicklung von hochparallelen Software-Bibliotheken aus dem Bereich HPC bzw. Entwicklung neuer hochparalleler Bibliotheken mit dem Ziel ihrer breiten Portierbarkeit auf industrielle Anwendungen. Die Praxistauglichkeit der Bibliotheken ist nachzuweisen.
  2. Querschnittstechnologien
    (Bei Arbeiten zu diesem Themenfeld ist in den Konsortien eine Industriebeteiligung von mindestens 10 % des Aufwands nachzuweisen.)
    2.1 Entwicklung von quelloffenen Compilern und Betriebssystemen für parallele Architekturen mit großer Nutzerbasis
    2.2 Entwicklung von Softwarewerkzeugen zur Überwachung und Reduktion des Energieverbrauchs von Höchstleistungsrechnern, Netzwerken und Datenspeichern.
    2.3 Entwicklung von Verfahren zur selbst-organisierten Realisierung robuster HPC-Systeme (z. B. mittels Peer-to-Peer Computing).
  3. Ideenwettbewerb
    Sofern ein anwendungsbezogenes Forschungs- und Entwicklungsvorhaben noch nicht ausreichend konkret ­beschrieben werden kann und/oder dessen Partner nicht abschließend gefunden sind, können Teilnehmer von ­Ressourcenanbieterseite – ggf. in Kooperation mit Forschungseinrichtungen oder Hochschulen – eine Vorbereitungs- und Definitionsphase als Projektvorlauf beantragen, in der verschiedene Ansätze für eine konkrete Anwendungs­entwicklung zu einem fachlich bewertbaren Detaillierungsgrad fortentwickelt und wettbewerblich ausgewählt werden (Ideenwettbewerb). Ergebnis dieser Vorlaufphase ist ein Vollantrag (siehe Nummer 7.3) für ein Verbundvorhaben, das vor einer Auswahl denselben Kriterien unterworfen ist, wie andere Einreichungen zu dieser Bekanntmachung.

Die Projekte sollen im Bereich der Algorithmen und Methoden 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.

3 Zuwendungsempfänger

Antragsberechtigt sind Verbünde von Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, oder Hochschulen und außeruni­versitäre Forschungseinrichtungen im Verbund mit Unternehmen. Die Antragstellung durch KMU (Definition der Europäischen Kommission siehe: http://ec.europa.eu/enterprise/enterprise_policy/sme_definition/index_de.htm) wird ausdrücklich begrüßt. Dabei sind Verbundprojekte gleichberechtigter Partner ebenso möglich wie die Antragstellung durch einzelne Unternehmen, deren Projektpartner im Unterauftrag tätig sind.
Forschungseinrichtungen, die gemeinsam von Bund und Ländern grundfinanziert werden, kann nur unter bestimmten Voraussetzungen 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.

4 Zuwendungsvoraussetzungen

Gefördert werden nur Verbundprojekte, die folgende Kriterien erfüllen:

  • Der Projektverbund enthält mindestens ein gefördertes Unternehmen als Anwender.
  • Der Industrieanteil am Gesamtaufwand des Verbunds beträgt mindestens 30 % (Themenfeld 1) bzw. 10 % (Themenfeld 2).
  • Die Federführung des Konsortiums liegt
    1. bei einem Industrieunternehmen oder
    2. einem (ordentlichen oder assoziierten) Mitglied der Gauß-Allianz bzw.
    3. bei einem Anbieter gleichwertiger Ressourcen (Tier 1- oder Tier 2-Provider).

Voraussetzung für die Förderung von Verbundprojekten ist, dass die Partner ihre Zusammenarbeit in einer Koope­rationsvereinbarung regeln. Vor der Förderentscheidung über ein Verbundprojekt muss die grundsätzliche Übereinkunft der Kooperationspartner über bestimmte vom BMBF vorgegebene Kriterien nachgewiesen werden. Das Verwertungsinteresse der verschiedenen Partner muss klar erkennbar sein, und die Verwertungsmöglichkeiten müssen dargestellt werden. Einzelheiten können dem BMBF-Merkblatt 0110 entnommen werden.
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 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 Förderung setzt die grundsätzliche Bereitschaft der Teilnehmer zur Zusammenarbeit mit anderen Vorhaben des Förderschwerpunktes und zu Öffentlichkeitsarbeit und Transfer voraus. Im Rahmen der Programmsteuerung ist die Durchführung von Statusseminaren vorgesehen. Projektteilnehmer sind verpflichtet, sich an Querschnittsmaßnahmen zu beteiligen.

5 Art und Umfang, Höhe der Zuwendung

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 – je nach Anwendungsnähe des Vorhabens – bis zu 50 % anteilfinanziert werden können.
Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Hochschulen, Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen und vergleichbare Institutionen sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Ausgaben, bei Helmholtz-Zentren und der Fraunhofer-Gesellschaft die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten.
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 KMU eine differenzierte Bonusregelung zu, die ggf. zu einer höheren Förderquote führen kann.
Es werden Vorhaben mit einer üblichen Laufzeit von drei Jahren gefördert, auf Wunsch der Antragsteller sind ggf. kürzere Laufzeiten (18 bis 24 Monate) möglich.
Anträge für den Ideenwettbewerb dürfen eine Laufzeit von fünf Monaten und eine Zuwendung von 150 T€ nicht übersteigen.

6 Sonstige Zuwendungsbestimmungen

Bestandteil der Zuwendungsbescheide auf Kostenbasis werden grundsätzlich die Allgemeinen Nebenbestimmungen für Zuwendungen auf Kostenbasis des BMBF an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft für FuE-Vorhaben (NKBF 98).
Bestandteil der Zuwendungsbescheide 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-BMBF 98).

7 Verfahren

7.1 Einschaltung eines Projektträgers

Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF seinen Projektträger

Projektträger im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (PT im DLR)
– Softwaresysteme und Wissenstechnologien (AE 75) –
Dr. Torsten Aßelmeyer-Maluga
Rosa-Luxemburg-Straße 2
10178 Berlin

Telefon: 0 30/6 70 55-7 25
E-Mail: torsten.asselmeyer-maluga@dlr.de

beauftragt.

7.2 Vorlage von Projektskizzen und Anträgen für den Ideenwettbewerb

Das Antragsverfahren für Projektskizzen (Themenfeld 1 und 2) ist zweistufig; das Antragsverfahren für den Ideenwettbewerb (Themenfeld 3) ist einstufig.
Um den Aufwand im Themenfeld 1 und 2 gering zu halten, wird von den Projektteilnehmern in der ersten Verfahrensstufe nur eine gemeinsame Projektskizze des Koordinators mit konkretem Bezug zu dieser Bekanntmachung erwartet. Für eine Förderung im Themenfeld 3 (Ideenwettbewerb) wird sofort ein förmlicher Förderantrag für die Projektvorlaufphase erwartet.
Die Projektskizzen für Themenfeld 1 und 2 sowie die Anträge zum Ideenwettbewerb (Themenfeld 3) müssen bis spätestens 27. August 2012 beim zuständigen Projektträger vorliegen. Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist, verspätet eingehende Projektskizzen können für diese Bekanntmachung aber möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden.
Aus dem Ideenwettbewerb hervorgehende Vollanträge können zu einem späteren Zeitpunkt in das Verfahren eingebracht werden.
Die Projektskizzen und die Vorhabenbeschreibungen zum Ideenwettbewerb (Bestandteil des Antrags) müssen in deutscher Sprache über das Internet-Portal des PT-SW im online-Verfahren eingereicht werden. Die für eine Beteiligung benötigten Informationen sind auf der Webpage www.pt-it.de/ptoutline/hpc3 verfügbar.
Die Projektskizzen sollen in Kurzform (maximal 10 Seiten) folgende Punkte kurz darstellen:

  • Deckblatt mit Projektbezeichnung, Postanschrift, Telefon und E-Mail des Einsenders sowie den Angaben zu Gesamtkosten, Zuwendungsbedarf und Laufzeit;
  • Ausgangsfrage und Ziele des geplanten Vorhabens;
  • Stand der Technik und Forschung, eigene Vorarbeiten, Berücksichtigung laufender Forschungsarbeiten national und international;
  • Beschreibung des eigenen Lösungsweges;
  • Arbeits- und Zeitgrobplanung mit Salden in Zeit- und Personenmonaten;
  • Kooperationspartner und Arbeitsteilung (für beteiligte Unternehmen bitte kurze Firmendarstellung, ggf. Konzern­zugehörigkeit sowie Anzahl der Mitarbeiter aufführen).

Zusätzlich müssen die Anträge zum Ideenwettbewerb unter Benutzung des elektronischen Antragssystems „easy“ (siehe Nummer 7.3) erstellt werden.
Damit die Online-Version der Projektskizze bzw. des Förderantrags Bestandskraft erlangt, müssen diese zusätzlich bis zum genannten Abgabetermin unterschrieben auf dem Postweg beim beauftragten Projektträger eingereicht werden.
Aus der Vorlage einer Projektskizze oder eines Antrags kann ein Rechtsanspruch auf Förderung nicht abgeleitet ­werden.
Der Antragsteller hat keinen Rechtsanspruch auf Rückgabe einer eingereichten Projektskizze.

7.3 Antrags- und Entscheidungsverfahren

Die Projektskizzen sowie die Anträge des Ideenwettbewerbs werden nach Ablauf der Vorlagefrist vorgeprüft und ­danach von unabhängigen Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft unter Wahrung des Interessenschutzes und der Vertraulichkeit bewertet. Das Votum der Experten ist eine wesentliche Entscheidungsgrundlage für das BMBF. Bewertungskriterien sind u. a.:

  • Strategischer Beitrag zum Zuwendungszweck;
  • Innovation des methodischen Ansatzes der vorgeschlagenen Lösung unter den gegebenen technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen;
  • Relevanz der vorgeschlagenen Lösung für hochparallele Rechnerarchitekturen und industrielle Anwendungen in ­Abhängigkeit von den jeweiligen Themenfeldern;
  • Verfügbarkeit der vorgeschlagenen Software-Komponenten für übergreifende Aufgaben (Betrieb, Optimierung, ­Visualisierung, Datenmanagement);
  • Eigene Vorleistungen;
  • Beitrag zu generischen Dienstleistungen, d. h. für eine Vielzahl von Anwendungsfeldern;
  • Zusammenarbeit im Kontext Ausbildung und Weiterbildung, Erhöhung der mathematisch-naturwissenschaftlichen Kompetenz;
  • Nachhaltige Umsetzung der Ideen, Beiträge zu Standardisierung von Softwarewerkzeugen.

Die Einreicher der Projektskizzen werden vom Projektträger über das Ergebnis der Bewertung informiert.
Die Partner zu den ausgewählten Projektskizzen werden vom Projektträger in einer zweiten Verfahrensstufe aufgefordert, innerhalb von sechs Wochen einen förmlichen Förderantrag in deutscher Sprache vorzulegen, über den nach abschließender Prüfung entschieden wird.
Auf Grundlage der Bewertung der Anträge für den Ideenwettbewerb wird nach abschließender Antragsprüfung über eine Förderung der Vorlaufphase entschieden. Die aus der Vorlaufphase bzw. dem Ideenwettbewerb hervorgehenden förmlichen Förderanträge werden auf Basis der oben stehenden Kriterien geprüft und bewertet.
Zur Erstellung von förmlichen Förderanträgen wird die Nutzung des elektronischen Antragssystems „easy“ (www.kp.dlr.de/profi/easy/index.html) dringend empfohlen. Die Formulare für förmliche Anträge sowie Richtlinien, Merkblätter und die Nebenbestimmungen können abgerufen werden unter http://www.kp.dlr.de/profi/easy/.
Für die Bewilligung, Auszahlung und Abrechnung der Zuwendung sowie 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 die §§ 48 bis 49a des Verwaltungsverfahrensgesetzes, soweit nicht in diesen Förderrichtlinien Abweichungen zugelassen sind.

8 Inkrafttreten

Diese Förderrichtlinien treten am Tag nach der Veröffentlichung im Bundesanzeiger in Kraft.
Bonn, den 25. Mai 2012
Bundesministerium
für Bildung und Forschung

Im Auftrag
Dr. E. Landvogt



*FuE = Forschung und Entwicklung