2022

Die Produktion von Infektionsschutzkleidung ist material- und energieintensiv. Fraunhofer-Forschende haben nun eine Technologie entwickelt, die bei der Produktion von Vliesstoffen hilft, Material und Energie zu sparen. Auf Basis einer mathematischen Modellierung steuert ein Digitaler Zwilling wesentliche Prozessparameter der Herstellung. Neben der Verbesserung der Maskenherstellung eignet sich die Lösung ProQuIV auch dazu, die Produktionsparameter für andere Anwendungen der vielseitig einsetzbaren technischen Textilien zu optimieren. Die Herstellende können so flexibel auf Unternehmenswünsche und Marktveränderungen reagieren.

Der Bezirksverband Pfalz verleiht jedes Jahr den Zukunftspreis Pfalz für herausragende Innovationen, Höchstleistungen in Forschung und Wissenschaft sowie nachhaltige Entwicklung unserer Region. Mit dem Lebenswerkspreis würdigt er Personen, die sich zeitlebens um diese Bereiche verdient gemacht haben. 2022 geht eine dieser Ehrungen an Prof. em. Dr. Helmut Neunzert, mit dem unser Institut in ganz besonderer Weise verbunden ist. Er war Mitbegründer und Leiter des Fraunhofer ITWM.

Am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ging das diesjährige Girls-Camp der MINT-EC-Talentschool zu Ende. Eine Woche lang konnten Schülerinnen aus ganz Deutschland in die Berufswelt der Mathematiker:innen eintauchen und außerdem erste Schritte auf dem Campus der TU Kaiserslautern gehen.

Das Kompetenzzentrum »Quanten-HPC und Algorithmen für die Industrie« am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM geht in die nächste Runde. Gefördert wird diese Zukunftstechnologie vom Land Rheinland-Pfalz mit insgesamt fünf Millionen Euro. Den Förderbescheid für die dritte Phase brachte der Minister für Wissenschaft und Gesundheit Clemens Hoch jetzt nach Kaiserslautern.

Warum kann ein Computer erkennen, welche Worte ich spreche? Kann man etwas können, ohne es zu verstehen? Macht eine Künstliche Intelligenz (KI) manchmal Fehler? Wie lernt ein Neuronales Netzwerk? Was sind Trainingsdaten? Antworten bekommen Neugierige ab zwölf Jahren seit heute im Foyer des Fraunhofer-Zentrums in Kaiserslautern, wo sie sich auf Artificial Intelligence (AI) einlassen können.

Ende August tagte die Schweizerische Aktuarvereinigung (SAV). An der jährlichen Mitgliederversammlung nahm auch Professor Ralf Korn teil, der die Abteilung »Finanzmathematik« des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM gründete und lange Jahre leitete; außerdem gehört er dem Scientific Advisory Board des Instituts an. Nun wurde er zum korrespondierenden Mitglied der SAV gewählt.

2019 war BioNTech kaum jemandem ein Begriff, heute ist das Mainzer Pharmaunternehmen durch die Entwicklung und Produktion von Comirnaty©, einem Impfstoff gegen COVID-19, weltbekannt. Ursprüngliches und weiterhin verfolgtes Anliegen der Firma ist die Entwicklung personalisierter mRNA-basierter Therapien gegen Krebs. Für beide Anwendungsfälle hat ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM gemeinsam mit BioNTech zwei Softwareplattformen für die effektive und optimale Planung, Steuerung und Dokumentation der Produktionsprozesse entwickelt. Die Systeme sind bereits im Einsatz und werden kontinuierlich an sich verändernde Situationen adaptiert.

Auch 2022 lädt das Fraunhofer-Netzwerk »Wissenschaft, Kunst und Design« zum alljährlichen Summercamp ein – und das an einen ganz besonderen Ort: Vom 28. August bis zum 3. September kommen kreative Studierende und Fraunhofer-Forschende im Natursteinbruch Schweinstal bei Kaiserslautern zusammen, um in einem Ideenwettbewerb innovative Konzepte und Prototypen zu entwickeln. Das Thema: »Future Living – High-Tech trifft Tradition«. Unterstützt werden die Studierenden unter anderem von Mitarbeitenden der beiden Fraunhofer-Institute für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM und für Experimentelles Software Engineering IESE.

Hochautomatisierte Verkehrssysteme, autonome Fahrzeuge und vernetzte Verkehrsteilnehmende: Die Mobilität ist im Fluss. Der Wandel bringt neben Herausforderungen auch spannende Möglichkeiten mit sich: Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickelt innovative Ansätze, um E-Mobilität zu gestalten. Im Projekt »MultiskalenBEV« konzentrieren sich die Forschenden auf maßgeschneiderte und intelligente Lösungen in der virtuellen Produktentwicklung von E-Fahrzeugen. Gefördert wird das Vorhaben vom Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit des Landes Rheinland-Pfalz. Gestern übergab Minister Clemens Hoch den Förderbescheid.

Die Corona-Pandemie hat die Gesundheitsämter Deutschlands vor große Herausforderungen gestellt. Hilfe kam auch aus der Mathematik: Gemeinsam mit Projektpartnern unterstützte das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM die Gesundheitsämter mittels statistischer Modellierung bei der Vielzahl an täglich anfallenden Entscheidungen. Nun geht das Projekt »EsteR« zu Ende und die Forschenden können einige spannende Ergebnisse und Tools vorweisen – Tools, die auch in Zukunft relevant sein werden.

Wissenschaft lebt vom Austausch, nicht nur mit den Kolleg:innen vor Ort, genauso fruchtbar sind Impulse von außen. Darum hat das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ein Fellow-Programm ins Leben gerufen: Prominente Gastwissenschaftler:innen kommen für maximal sechs Monate ans Institut und widmen sich gemeinsam mit unseren Forschenden einem Thema. Damit alle Mitarbeitenden des Fraunhofer ITWM vom Austausch profitieren, halten die Fellows einen Gastvortrag und bieten ein Kolloquium an.

Das Thema Energie ist so präsent wie nie zuvor: Von Nachhaltigkeit und erneuerbarer Energie über Energiekosten bis hin zu Sparmaßnahmen – sowohl die Industrie als auch Privathaushalte stehen vor neuen Herausforderungen. Die Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickeln bereits seit einigen Jahren innovative Methoden und Modelle für die Energiebranche – und können einige spannende Projekte vorweisen: Während mit DESPRIMA und FlexEuro die Energienutzung flexibel bleibt, unterstützt das Energiemanagementsystem Amperix die Energieautonomie. Vom 21. bis zum 23. Juni stellen die Forschenden diese und weitere Energie-Projekte auf der Leitmesse E-world vor.

Viele Produkte aus Optik, Medizintechnik, Maschinenbau oder Automobilindustrie werden mit Ultrapräzisions- und Mikrotechnologien hergestellt. Wir alle nutzen sie täglich direkt oder indirekt und profitieren von ihrer Weiterentwicklung. »MePrecise« ist der Wettbewerbsbeitrag verschiedener Forschungseinrichtungen aus Kaiserslautern zum »Clusters4Future«, einem Innovationsnetzwerk des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Prof. Dr. Anita Schöbel, Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ist Ko-Sprecherin von »MePrecise«.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit geht weiter: Das Verbundvorhaben »Offene Digitalisierungsallianz Pfalz« des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, der Hochschule Kaiserslautern und der Technischen Universität Kaiserslautern geht in die zweite Förderphase. Die Forschenden konzentrieren sich in diesem Zeitraum insbesondere auf die gesellschaftlichen Herausforderungen der Digitalisierung. Die Bund-Länder-Initiative »Innovative Hochschule« fördert die OD Pfalz in den kommenden fünf Jahren mit 15 Millionen Euro.

Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ist auch dieses Jahr auf der internationalen Fachmesse für Qualitätssicherung »Control« in Stuttgart vertreten. Vom 3. bis 6. Mai zeigen die Forschenden in Halle 6, Stand 6301 ihre Prüfsysteme zur Sicherung der Produktqualität im industriellen Umfeld. Zwei der Exponate dienen der Materialcharakterisierung von Prüfstoffen, ein drittes der virtuellen Entwicklung von Inspektionssystemen.

Noch immer sind Frauen in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik (MINT) unterrepräsentiert; das zu ändern, ist ein Ziel des bundesweiten Girls' Days. Am 28. April können sich Mädchen bei Fraunhofer in verschiedenen digitalen Workshops und Livestreams ausprobieren, spannende Berufe kennenlernen und in direkten Kontakt mit Wissenschaftlerinnen treten. Natürlich zeigen auch Forscherinnen des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ihre spannenden Arbeitsgebiete. Ins-π-riration kommt auch von der aus Kaiserslautern stammenden Youtuberin Susanne Scherer alias MathemaTrick.

Ob Reinigungs-, Rühr-, Knet- oder Injektionsprozesse – mit MESHFREE werden Verfahren der Lebensmitteltechnologie zuverlässig simuliert. Das von den Fraunhofer-Instituten für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM und für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI entwickelte Softwareprodukt verwendet gitterfreie Simulationen, um physikalische Prozesse abzubilden. Auch in diesem Jahr sind die Institute auf der Anuga FoodTec vom 26. bis zum 29. April in Halle 7.1 am Stand A049 vertreten.

Nicht zuletzt wegen der aktuell sehr hohen Preise am Rohstoffmarkt wird der effiziente Umgang mit Energie immer wichtiger. Die Landesregierung Rheinland-Pfalz will aber auch dem Klimawandel entgegenwirken und fördert darum effizienzsteigernde und energiesparende Maßnahmen wie beispielsweise das Projekt »ENERDIG« des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik. Ministerialdirektor Daniel Stich übergab den Förderbescheid in Kaiserslautern an Institutsleiterin Anita Schöbel und Projektleiter Dietmar Hietel.

Man kennt bildgebende Verfahren vor allem aus der Medizin: die hochauflösende Optische Kohärenztomografie (OCT) kommt zum Beispiel in der Augenheilkunde zum Einsatz. Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM nutzt diese Technik zur Dickenmessung sehr dünner Schichten und entwickelt im Projekt »Dünnschicht-OCT« die nächste Generation dieser Messsysteme. Dabei stoßen die Forschenden gemeinsam mit der Mabri.Vision GmbH in Schichtdickenbereiche von weniger als 2 µm vor. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das Projekt in seinem »Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand« (ZIM).

Beton ist aufgrund seiner Materialeigenschaften für die moderne Bauweise unverzichtbar. Doch neben vielen Vorteilen hat der Universalbaustoff auch Nachteile – vor allem erschwert seine Heterogenität die simulationsgestützte Dimensionierung von Bauteilen und Bauwerken. Durch Biegeversuche induzierte Risse geben Aufschluss über das Bauteilverhalten. Forschende am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickeln eine Analysesoftware für die Computertomographie, um feinste Strukturveränderungen in bewehrten Betonbauteilen sichtbar zu machen. Künftig soll das System mehrere Terabyte an CT-Bilddaten auswerten können. Dabei kann auch Quantencomputing hilfreich sein.

Die Energiewende kann nur gelingen, wenn viele dezentrale Speichermöglichkeiten und neue Energieträger genutzt werden. Darum fördert der Europäischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE ein ganz besonderes Projekt, um das Potenzial von Ammoniak als Wasserstoffspeicher auszuloten. Forschungspartner sind das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM in Mainz und das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern. Gestern überreichte Ministerialdirektor Daniel Stich in Mainz den Förderbescheid.

Von wegen Kabelsalat: Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM beschäftigt sich im Projekt »ProP4CableSim« mit der Vorhersage der elastischen Eigenschaften von Kabelsystemen. Es ist Teil eines besonderen Transferprogramms der Fraunhofer-Gesellschaft und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Partner des Fraunhofer ITWM sind die Universität des Saarlandes und das ITWM Spin-off fleXstructures GmbH.