Hardware

Nicht nur simuliert: Höchstleistung für KMU

Während Simulations- und Visualisierungstechnologien als Bestandteil von Entwicklungsprozessen bei Großunternehmen längst nicht mehr wegzudenken sind, verhalten sich kleine und mittlere Unternehmen (KMU) oft noch zögerlich: Die Gründe liegen unter anderem in fehlendem technischen Know-how oder unzureichenden Rechnerkapazitäten. Dabei sind es gerade auch die KMU, die von diesen Technologien profitieren und einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil damit erzielen können.

Ob es um das Crashverhalten von Fahrzeugen, die Strömungen in Turbinen, die Aerodynamik von Flugzeugen oder die Belastbarkeit von Bauteilen geht – der Einsatz von Simulations- und Visualisierungstechnologien ist für große Engineering-orientierte Unternehmen längst zur gängigen Praxis geworden. Das ist kein Wunder: Die Möglichkeit, physikalische Eigenschaften wie Druck, Temperatur, Geschwindigkeit, Belastung oder Verformung am Computer zu simulieren und visualisieren, bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Dadurch dass keine teuren Prototypen entwickelt werden müssen und Simulationen und Visualisierungen weit weniger aufwendig sind als reale Experimente, sparen Unternehmen Zeit und Kosten. Und dadurch, dass die Parameter zu Test- und Forschungszwecken jederzeit veränderbar sind, sind die Experimente beliebig beinfluss-, wiederhol- und vergleichbar. In Zeiten, in denen Unternehmen immer schneller neue innovative Produkte entwickeln und den steigenden Qualitätsansprüchen der Kunden gerecht werden müssen, sind derartige Faktoren hochgradig wettbewerbsentscheidend.

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Leistungsfähige Hardware notwendig

Bei allen offensichtlichen Vorteilen von Simulations- und Visualisierungstechnologien ist ihnen eins gemein: Sie sind oft sehr anspruchsvoll und benötigen in der Regel leistungsfähigere Computer; manchmal müssen sie sogar in großen und leistungsfähigen Rechenzentren betrieben werden. Während die dafür notwendigen Investitionen für große Unternehmen in der Regel problemlos zu stemmen sind, gestaltet sich dies für KMU hingegen meist schwierig. Unzureichende Rechnerkapazitäten auf der einen, aber auch fehlendes technisches Know-how auf der anderen Seite, sind hier oftmals die Regel – und bilden eine hohe Eintrittsbarriere.

Mit dieser wird vielen KMU, die eigentlich stark vom Einsatz der Simulation und des Höchstleistungsrechnens profitieren könnten, der Zugang zur Nutzung von Simulations- und Visualisierungstechnologien erschwert beziehungsweise versperrt. Dazu kommt, dass viele KMU sich gar nicht darüber im Klaren sind, welche Einsatzmöglichkeiten diese Technologien in ihrem Unternehmen haben könnten; sie verschenken somit wertvolles Potenzial. Wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten von Simulation und Visualisierung sein können und wie diese auch für KMU realisierbar sind, zeigen zwei völlig unterschiedliche Anwendungsbeispiele: die Simulation für industrielle Feuerungen und die Spracherkennung im Praxistest.

Simulation für industrielle Feuerungen

Der Bau und der Betrieb von kraftwerks- und verfahrenstechnischen Anlagen bergen technische Risiken. Denn jeder Brennstoffwechsel, jede Anlagenmodernisierung und jede Modifikation innerhalb des Gesamtprozesses können den sicheren Anlagenbetrieb gefährden und die laufenden Betriebskosten maßgeblich beeinflussen. Mit Hilfe von hochleistungsgestützten Simulationsstudien zur Problemanalyse und Design- und Prozessoptimierung für industrielle Feuerungen können derartige Risiken im Vorfeld erkannt und vermieden werden.

Jeder Anlagenprozess lässt sich in der virtuellen Realität einer 3D-Simulationsumgebung abbilden und in verschiedenen Szenarien testen, ohne den laufenden Anlagenbetrieb zu stören. Die Problematik: Die Komplexität in modernen Großfeueranlagen ist so hoch, dass eine realistische Berechnung auf Standard-PCs nicht möglich ist, wenn man die für die Industrie erforderliche Qualität erreichen will. Für KMU kann die Lösung aber beispielsweise darin bestehen, eine Partnerschaft mit einem universitären Höchstleistungsrechenzentrum einzugehen und dessen vorhandenen Ressourcen zu nutzen – so geschehen bei der Stuttgarter Recom Services GmbH, einem mitteständischen Unternehmen, das eine eigene 3D-Simulationssoftware eben für diesen Bereich entwickelt hat.


Spracherkennung im Praxistest

Die mitteständische Heidelberger Machine Intelligence GmbH (HMI) nutzt die Simulation in einem völlig anderen Bereich: Das Unternehmen forscht im weit reichenden Feld der künstlichen Intelligenz und entwickelt Systeme, die beispielsweise im Sprachverstehen und in der Spracherkennung eingesetzt werden. Ziel ist es, eine Technologie zu entwickeln, die den Menschen verstehen lernt und ihn zukünftig in seinem Alltag maßgeblich unterstützt. Für die zugrunde liegende Forschung nutzt HMI numerische Simulation, um die Algorithmen zur Spracherkennung weiter zu entwickeln. So hat das Unternehmen bereits ein Anwenderprogramm entwickelt, das natürliche Sprache, Videos, Bilder oder Daten (E-Mail, SMS etc.) in einen ausführbaren Computercode übersetzt und aus diesen Inputs lernen kann. Entscheidende Wettbewerbsvorteile erreicht HMI dadurch, dass es die Rechnerkapazitäten des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS) nutzt und damit die entsprechende Präzision in der Datenverarbeitung erreicht – ohne selbst über die entsprechende Hardware zu verfügen und in diese investieren zu müssen.

Die dargestellten Beispiele zeigen nicht nur, dass KMU Simulations- und Visualisierungstechnologien in den unterschiedlichsten Bereichen sinnvoll und gewinnbringend einsetzen können, sondern auch, dass sie keineswegs aufgrund vielleicht fehlender Ressourcen auf das Höchstleistungsrechnen verzichten müssen. Die notwendigen Rechnerkapazitäten und das entsprechende Know-how sind am Markt vorhanden und können mithilfe von Partnerschaften zugänglich gemacht werden – Universitäten und Forschungszentren, aber auch Unternehmen und Softwarehersteller können hier wichtige Schützenhilfe leisten. Gerade unter Wettbewerbsgesichtspunkten macht es für KMU daher Sinn, die Themen rund um das Höchstleistungsrechnen (HPC) kennen zu lernen,

ein Verständnis dafür zu entwickeln, was der Einsatz von HPC tatsächlich in der Praxis bedeutet und die Möglichkeiten der Simulation für sich nutzbar zu machen. -sg-

Sicos BW GmbH, Stuttgart, Tel. 0711/2172828-0, http://www.sicos-bw.de

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