Modernste Rechenverfahren an der ältesten Universität vorgestellt

Um hochkomplexe Mathematik mit sehr konkreten industriellen Anwendungen ging es im „Modeling and Optimization Seminar“, das kürzlich an der ältesten Universität der Niederlande in Leiden stattfand. 20 Teilnehmerinnen und Teilnehmer hatten sich in Räumen des renommierten Informatik-Institut „Leiden Institute of Advanced Computer Science (LIACS)“ versammelt. Sie präsentierten und diskutierten die Fortschritte ihrer Forschungsarbeiten im Rahmen der „Natural Computing Group“. „Natural“ steht dabei für evolutionäre Algorithmen, das sind Rechenverfahren, die Prinzipien aus der Natur nutzen, um technische Prozesse zu verbessern. Während die Evolution Jahrzehnte oder Jahrhunderte braucht, um eine Spezies zu optimieren, gelingt dieser Prozess mit moderner Computertechnik in Sekundenbruchteilen.
Vom Campus Gummersbach der TH Köln kamen Prof. Dr. Wolfgang Konen und Samineh Bagheri, M.Sc.. Dr. Konen ist Professor für Angewandte Informatik und Mathematik, er forscht und entwickelt Projekte in den Bereichen „Computational Intelligence“ sowie Optimierung und Simulation. Samineh Bagheri ist wissenschaftliche Mitarbeiterin der TH Köln, Trägerin des DAAD-Preises 2015 und promoviert derzeit in Kooperation zwischen der TH Köln und der Universität Leiden zum Thema „Surrogate-assisted global optimization“. Dieses Optimierungsverfahren bietet für komplexe Simulationen die Möglichkeit, mit erheblich weniger Auswertungen zum optimalen Verfahren zu kommen.

Teilnehmer des Modeling and Optimization Seminar in Leiden (Bild: Prof. Dr. Wolfgang Konen / TH Köln)

Ein Anwendungsbeispiel ist die Automobilindustrie: Autohersteller möchten das Gewicht eines Fahrzeuges minimieren, um den Verbrauch zu verringern, müssen gleichzeitig aber alle Sicherheitsanforderungen an die Karosserie einhalten. Dabei geht es um die Dicke von Blech- oder Kunststoffteilen, aber auch um die Form bzw. das Ausmaß der Verformung in einem Crash-Test. Jedes neue Fahrzeugdesign muss in sehr aufwändigen und damit teuren Simulationen, bei denen die Rechner oft über mehrere Tage laufen, getestet werden. Die Zahl der Auswertungen lässt sich mit solchen Verfahren teilweise auf ein Hundertstel reduzieren: man braucht also zum Beispiel nur 1.000 Auswertungen statt 100.000.

Die Entwicklung entstand im Rahmen des Forschungsprojektes MONREP in der  Gummersbacher Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften. MONREP steht für „Modellgestützte Optimierung für nichtlineare und restriktionsbehaftete Produktionsprozesse“. Die Hochschule arbeitet im Projekt mit der Firma divis intelligent solutions GmbH in Dortmund zusammen, das Bundeswirtschaftsministerium fördert die Kooperation mit rund 150.000 Euro aus Mitteln des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM).

Prof. Konen und Samineh Bagheri zeigten sich sehr zufrieden mit den Ergebnissen des wissenschaftlichen Austauschs, die Kooperation wird mit gegenseitigen Besuchen von Doktoranden und Professoren fortgesetzt.