TOPAS Industriemathematik entwickelt digitale Zukunftstechnologien für den Mittelstand
Intelligente Systeme werden immer wichtiger, das gilt für Großunternehmen wie für KMU. Gleichzeitig sind diese Systeme so komplex, dass viele Unternehmen keinen Zugang zu diesen Innovationen haben. TOPAS Industriemathematik will dem entgegenwirken. Als Ausgründung aus dem Zentrum für Industriemathematik an der Universität Bremen entwickelt das Steinbeis-Unternehmen digitale Zukunftstechnologien und unterstützt kleine und mittlere Unternehmen in den Bereichen autonome Systeme, digitale Zwillinge, Energiemanagement und Simulation.
Seit dem Jahr 2021 entwickelt das internationale und interdisziplinäre TOPAS-Team aus den Bereichen Mathematik, Softwareentwicklung und Ingenieurwissenschaften optimierte, assistierte, hochautomatisierte sowie autonome Systeme. Im Fokus steht dabei, mit bestehendem und neuem Wissen aus Mathematik und Informatik anwendungsbezogenen Nutzen für Wirtschaft und Gesellschaft zu generieren. Und das für und mit den wichtigsten Technologien: selbstfahrende Fahrzeuge und autonome Maschinen, digitale Zwillinge und energieeffiziente Betriebe.
Digitale Zwillinge spiegeln die Realität ins Virtuelle
Die Realität lässt sich spiegeln und digital übersetzen. In der Theorie ist das schon lange ein gangbarer Weg – in der Praxis beweist TOPAS das in Form effizienter Algorithmen und Softwareanwendungen zur Erstellung digitaler Zwillinge. Sie nutzen reale Messdaten, um aus einem Simulationsmodell einen digitalen Zwilling zu erzeugen. Davon profitieren auch KMU: Durch den Einsatz von digitalen Zwillingen können sie neue Produkt- und Serviceentwicklungen vorab virtuell simulieren und testen. Zudem sind die Analyse und die Optimierung ganzer Produktionsprozesse möglich.
Automatisierte Systeme zur Prozessoptimierung
TOPAS nutzt intelligente Software, um die Automatisierung komplexer technischer Prozesse auf den Weg zu bringen. Data Analytics ist dabei ein Baustein, der die Beratungsleistung auf dem Gebiet der Strukturierung der Datenflut für Kunden verlässlich macht. KMU können damit ihre Geschäftsprozesse und Betriebsbereiche, Anlagen und Maschinen, aber auch Beziehungen zu Kundengruppen, Lagerhaltung und Logistik analysieren und optimieren.
Autonome Systeme für mehr Sicherheit und Effizienz
Damit KMU insbesondere Prozesse im Bereich Transport und Logistik effizienter, sicherer und intelligenter gestalten können, forscht und arbeitet das TOPAS-Team an intelligenten Robotern, selbstfahrenden Pkw, Schiffen und Flugzeugen. Und das auch ganz praktisch: TOPAS besitzt einen autonom fahrenden VW Passat GTE, mit dem das Team das gesamte Bremer Stadtgebiet erkunden darf – dank einer ganz besonderen Fahrerlaubnis. Noch in diesem Jahr wird die Flotte um zwei autonome Shuttle-Busse erweitert werden, die in Bremen und dem niedersächsischen Umland zum Einsatz kommen sollen. Mit diesen Fahrzeugen werden neue Mobilitätskonzepte erprobt, die KMU mit großen Betriebsgeländen zukünftig einen effizienten, ressourcensparenden und umweltfreundlichen Einsatz ihres Fuhrparkes und ihrer Fachkräfte ermöglichen.
Autonome Systeme kommen auch schon in der täglichen Anwendung zum Einsatz. Gemeinsam mit dem Projektpartner Alpha Robotics arbeitet TOPAS an intelligenten Robotern für den Feuerwehreinsatz und für die großflächige Grünflächenbearbeitung. So lassen sich durch intelligente Planungsalgorithmen der Zeit- und Energieaufwand für diese Systeme um bis zu 90 % reduzieren.
Modelle und Simulationen optimieren technische Systeme
Das TOPAS-Team kombiniert in seinen Projekten Modellierung, Simulation und Identifikation statischer sowie dynamischer Systeme. Die daraus entstehenden intelligenten Softwarelösungen und Services sorgen in KMU für mehr Transparenz, Effizienz und Kosteneinsparungen.
Das Projekt „SmartFarm“ verdeutlicht, wie Effizienzsteigerungen für die Landwirtschaft möglich sind und damit die Energiewende unterstützt werden kann. Hierzu vernetzt TOPAS aktuell rund 100 landwirtschaftliche Betriebe im Umland von Bremen und sammelt deren Energieverbrauchs- und -erzeugungsdaten. Daraus entsteht ein digitaler Zwilling, mit dem jeder einzelne Betrieb im Projekt optimiert werden kann. KMU können von der Nutzung eines smarten Energiemanagements profitieren, insbesondere in energieintensiven Branchen und bei der Nutzung mehrerer Energiequellen. Denn das senkt die Energiekosten.
Die Zukunft im Blick
In der ersten Jahreshälfte 2023 startet das Transferprojekt Modellregion Industriemathematik, kurz #MOIN! TOPAS kooperiert hier mit wissenschaftlichen Partnern und Unternehmen in der Region Bremen, um den Nutzen der Mathematik wieder stärker sichtbar zu machen. Vision des Projekts ist, dass jeder vom universellen Wissen der Industriemathematik profitieren kann.
Netzwerk für Innovation und Transfer
TOPAS Industriemathematik wurde im Jahr 2021 aus dem Zentrum für Industriemathematik an der Universität Bremen ausgegründet. 25 Mitarbeitende forschen und entwickeln in dem Unternehmensverbund aus einer gemeinnützigen Forschungsgesellschaft (TOPAS Industriemathematik Innovation gGmbH) und einer Transfergesellschaft (TOPAS Industriemathematik Transfer GmbH). Beide Gesellschaften sind Teil des Steinbeis-Verbundes und haben ihren Sitz im Digital Hub Industry (DHI) in Bremen. Dort nutzen sie den fachlichen Austausch mit Partnern wie dem Transferzentrum für KI Bremen, dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen und kooperieren in vielen Forschungsbereichen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Bremen.
Weitere Informationen:
TOPAS Industriemathematik
www.topas.tech
Zentrum für Industriemathematik, Arbeitsgruppe Optimierung und Optimale Steuerung
www.zetem.uni-bremen.de/o2c
Digital Hub Industry
www.digitalhubindustry.de
Kontakt
Dr.-Ing. Mitja Echim (Autor)
Chief Executive Officer
TOPAS Industriemathematik Innovation gGmbH (Bremen)
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Prof. Dr. Christof Büskens (Autor)
Chief Scientific Officer
TOPAS Industriemathematik Innovation gGmbH (Bremen)
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Dr. Matthias Knauer (Autor)
Senior Researcher
TOPAS Industriemathematik Innovation gGmbH (Bremen)
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