世界需要找到紧迫问题的答案：气候变化、能源，健康、粮食和流动性，当前重大问题的名单有长长一串。当涉及寻找创新解决方案的时候，德国的工程艺术总是在世界各地受到高度重视，德国在环境技术、生物技术和医疗领域代表着全球的顶级科研。除了众多在世界上享有盛誉的德国研究机构以外，私营经济中的众多创新科研人员也在研发创新与卓越的工艺。欧洲专利局单单在2010年就批准了12500多项专利，这印证了德国企业的创新实力。德国公共和私人研究实验室从业的科研人员总共约有29.9万人，研究密集型产业占创造价值总量的15％，比例相当之高。这使得德国领先于日本和美国。
现代工艺是掌控全球挑战的关键，因此，联邦政府的高技术战略为重要创新创造了政治和社会条件。该战略定义了公司、大学和研究机构已经紧锣密鼓地开展的未来核心项目，从高效的能源供应、为患者量身定做个性化药物、实现自主决定晚年生活的工艺，到在2020年前把100万辆电动汽车送上德国道路这一目标。以下几页从众多科研领域中选取六个工艺技术领域：车辆与交通工程、医疗技术、机械工程、环境技术、纳米技术和仿生学，充分展现了德国创新区位涵盖的广泛范围。这些领域的新发展都有望在未来几年中，对改善我们的生活起到决定性作用。/ //
环境技术
聚焦水与能源
能源和水，这两种资源在未来越来越宝贵。但成功的环境技术必须同时考虑到三个方面：原材料的匮乏、气候变化以及全球人口的增长。风能、太阳能或生物质能，还有可持续水技术和全自动回收利用设备如今已经在帮助人们应对全球性挑战。德国是环保技术市场占主导地位，拥有全球市场16％的份额，是环保技术最大的出口国。
能源转折使德国成为风能、太阳能和生物能等可再生能源发电的典范。例如，未来几年中北欧沿海将建成大型风力发电场，足以取代几座核电站的发电量，德国公司为此提供必要的设备技术。可再生原材料未来也可以用作燃料，或者作为可循环发电的能源。弗劳恩霍夫协会的研究人员开发的特殊太阳能电池能产生特别高效的太阳能。但风力和阳光并非总能均匀稳定地供我们使用，因此，可再生能源必须通过智能电网、即所谓的Smart Grids进行有效协调，德国各个大型能源供应商以及像英飞凌这样的芯片制造商为此提供解决方案。
而随着新技术的推广，传统发电站也变得更有利于环境与气候，例如林德集团携手莱茵和巴斯夫两大集团研发的二氧化碳分离法降低了燃煤电站的排放量，由此获取的二氧化碳也可以用来作为塑料的基础，拜耳股份公司所参与的“梦幻生产”项目就展示了这一点。2011年，世界上最高效的化石燃料电厂在英戈尔施塔特附近的伊尔兴实现联网，这座由西门子建造的燃气和蒸汽发电站能效超过60％。
德国企业在可持续水技术领域拥有19%的市场份额，也居世界领先地位。特别在新兴工业国家和发展中国家，对污水处理技术的需求很大，因为缺水和特大城市的可靠供水都要求对饮用水的获取和分配提出创新系统，西门子就提供了这样的系统。德国在回收领域也走在前面：高度自动化的回收设备有助于节约资源，变废物为原材料来源。///
机械制造
保护资源的生产
机械制造在德国经济中起着关键作用，它提供了所有工业行业的投资商品，从A字母打头的农业技术到Z字母打头的齿轮，由此成为在全球受到追捧的贸易伙伴。德国机械制造商雇用大约92万名员工，2010年有近75%的营业额来自国外。生产中的资源利用效率是许多机械制造企业发展的主要特点，除了众多中小型企业，蒂森-克虏伯、吉特迈（Gildemeister）和基伊埃（GEA）等上市公司也都做到了这一点。
高效机械设备能保护环境，节省能源成本，因为它们使经济增长与能耗增长脱钩，为此需要机械和电子元件的最佳配合，用专业术语说叫作机电一体化技术。这个技术领域日益重要，对钢筋加工机械和食品加工机器都是如此。自动化和机器人技术也提高了生产效率，例如当今汽车和化学工业中的现代制造与工艺技术均采用高智能图像识别系统。工程师通过计算机模拟，可以特别有效地为发动机、齿轮轴和涡轮叶片规划复杂的生产流程。对于用碳纤维等新型材料制成的汽车零部件的批量生产而言，需要如由专门从事碳技术的德国SGL碳制品公司所研发的新型工艺过程。德国工程师也为生产电机和电池提供高效的制造设备，以扩展电驱动的移动性。
对能源载体和贵金属的需求也体现在机械工程师的研发成果上：今后新型天然气钻井船舶将在海底自行开发天然气储量，智能交通系统和传感器控制的采矿机械将提高地下作业的生产效率。即便是拖拉机和收割机也会变得越来越智能化，它们将配备传感器和GPS导航仪，可控精度达到厘米级，可有针对性地施肥 ，而所有这些都是在无人驾驶的情况下实现的。高科技打谷机每小时可收获近70万吨的谷物产量。由此，技术也有助于确保全球范围内日益增长的粮食需求。/ //
车辆与交通工程
更轻，更高效，电气化
移动性意味着自由，无论是开车、坐火车还是乘飞机。但是特大城市的气候保护和交通管理以及日渐增长的安全性和舒适性要求将会对未来几年的车辆与交通工程起到决定性的作用。
在汽车方面，电驱动最终将取代汽油和柴油发动机。所有德国汽车制造商都已着手研发混合动力发动机或电池电动车辆。此外，梅赛德斯正在推进燃料电池技术，2014年就计划批量生产氢气汽车。但汽油和柴油发动机在很长时间内还会发挥重要作用，因此，它们的发动机必须更高效。德国汽车制造商尤其以低能耗柴油技术而知名，通过发动机尺寸的压缩，汽缸工作容积减小，功率更高。此外，使用轻质复合材料进一步节省了燃料：随着宝马i3的推出，将首次批量生产大部分由轻质碳材料而非钢铁制成的电动车。
如今芯片技术在汽车中无处不在，从电动泊车辅助系统到发动机控制器。世界第二大汽车半导体技术制造商英飞凌来自德国，传感器和芯片可以打造智能驾驶辅助系统，提供更多安全性和舒适性：测试车辆已经完全独立完成了高速公路行驶，该系统甚至可以在紧急情况下全自动刹车，驶向应急车道、停车并紧急呼叫。
在轨道交通方面，提高驱动器的效率可减少排放。和汽车一样，混合动力技术和汽车制动能量的回收可减少柴油机车的能耗。随着现代高速列车的运用，今后长距离行驶还可以更加环保。大都市地区之间的快速铁路连接和短途轨道交通减轻工业密集地区的交通压力，在空中交通中，轻质而高强度的材料与节能发动机可以帮助保护环境，降低成本。海藻或植物油提炼的生物煤油可以取代化石燃料。太阳能飞机“阳光动力”已经升空，德国工业企业也参与其中，这是首架仅采用太阳能飞行的飞机，能日以继夜地飞行。///
医疗技术
手术创新
手术室、分子成像、智能假肢和人造心血管中的高科技微创医学：医疗技术新成果在技术上越来越精细缩微，而德国医疗技术市场的规模却越来越大，德国是欧洲最大、全球第三大市场，该行业处于有利位置，具有国际竞争力，出口率超过60％。尤其是亚洲和拉丁美洲的新兴国家对现代医学方法和设备的需求有很大增长。
医疗技术领域的突出特点是中小型企业众多，提供多样化产品。医疗人员和医院的密切合作都是专门针对医生和患者的需求，从全自动手术台、高科技外科仪器、呼吸机和麻醉技术到软件。例如，三维超声诊断仪可以传送一颗跳动心脏内的实时图像，新的高科技微创医术可以使病人接受备受呵护的快速无痛治疗。创新导航系统可以为耳鼻喉科医生、口腔颌面部、神经外科医生以及其他医疗专业领域的医护人员提供支持，这种系统将所有重要信息汇集到一个中央屏幕上，比方说可以防止医生在手术中实施错误的切除。智能人工耳蜗可以帮助耳聋者，对神经细胞的针对性刺激也逐渐广泛应用到帕氏综合症患者的治疗中。
IT信息和通信不仅进入了诊所，而且也进入了病人护理中：例如糖尿病患者如今就已经可以通过智能手机或iPad把自己的血糖数据发送给家庭医生，其他应用从视力、听力测试，到检查是否有胎记。借助针对不同年龄段的辅助系统，老年人可以更长时间独立、健康、安全地生活，保持行动的自由。创新周期相对较短，这一点将支持医疗技术的增长：德国制造商所取得的营业额中大约有三分之一来自不超过3年以上的产品。医疗技术革命才刚刚开始，从人体组织工厂的人造皮肤，到人造血管和再生心脏瓣膜，这些不再是遥不可及的愿景了。/ //
纳米技术
微型起搏器
尺寸微小，潜力巨大：纳米技术测量的都是只有几百万分之一毫米的结构。但是纳米范围内的材料性能会发生显著改变，例如熔点或溶解度等。德国工程师和研究人员将这些知识作为创新起搏器运用在许多行业中：从光学、电子、建筑技术、医疗、制药、化学和纺织到机械制造、安全技术、环保技术和生物技术。德国在这一新兴技术领域位居世界第三，仅次于美国和日本。大约950家德国公司 -- 包括许多中小型创业企业 -- 都在致力于各种纳米产品的研发与生产。
纳米技术可用于现代建筑技术：太阳能电池组件镀层上的纳米材料可以确保利用更多的阳光。亚琛工业大学的研究人员正在研究一种纳米粒子，可以在医学上实现新的分子成像，用于个性化诊断阿尔茨海默氏症等疾病，并实现量身定制的治疗方案。与海德堡德国癌症研究中心（DKFZ）合作完成的临床研究也初见成效，诸如导管等医疗技术辅助工具通过纳米涂料可以变得更加卫生。
在植物保护方面，纳米胶囊包装的活性成分的使用更有效，更环保，因为这些物质由此可以完全有针对性地到达作用部位。电动流动性也寄希望于纳米技术：不仅是卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员在研发特殊的纳米材料，这些材料可以提高电动汽车电池的寿命和存储能力。这种微小的颗粒也使得人们可以在薄膜上打印超薄电路，这样可以使显示器更扁平。纳米材料还有助于防止剽窃：为了防止药品或汽车、飞机的零件遭到剽窃，可以使用基于纳米材料或纳米技术材料的标记系统。
德国正在深入探讨纳米材料的安全性，各种研究报告都在调查其对人类和环境的影响及潜在风险。例如联邦政府推出了“2015年纳米技术”行动计划，提出了利用纳米技术而不危及人类和环境的构想。/ //
仿生学
向大自然学习
大自然是一个巨大的实验室，它经过数百万年的进化，找到了有机体存活的解决办法。如今的科研人员和工程师都受益于这一物种发展的成就。将生物学和技术结合起来的这门学科叫作仿生学，德国工程师在开发仿生学的应用方面是领军者。
这里的一个例子是攀登机器人，它们借助脚上贴附的一种特殊箔，像壁虎一样在高高的光滑玻璃幕墙上行走。又例如甲虫，它感知红外光，是火灾报警器中红外感应器的典范。鲨鱼皮肤则启发德国航空航天中心（DLR）的研究人员研制了所谓的鲨鱼盾鳞肋条结构（Riblet），其表面流体阻力非常低，在飞机和船舶中可降低空气和水中的摩擦。而Festo公司与弗劳恩霍夫协会的研究人员研制的机器人手臂甚至是以大象的躯干作为模型，其特殊之处在于，躯干形机器人的顶部由高灵敏度的手指组成，可以抓牢哪怕是易碎的物品。
伊尔梅瑙工大的研究人员正在开发一种供长期卧床病人使用的垫子，摸上去像人的皮肤一样。它可以通过传感器感知本人真正皮肤的供血状况。如果病人有久卧生褥疮的危险，这种垫子可以通过运动，再度自行刺激血液供应。/ //
