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Mathematik macht’s möglich – Interview mit Entwicklungsingenieur Dr. Eugen Zimmermann

14. März 2023

Heute am 14. März ist der Internationale Tag der Mathematik, ausgerufen von der UNESCO-Kommission. Mathematik ist bei ROBOWORKER eines der wichtigsten Werkzeuge. Im Interview erzählt Dr. Eugen Zimmermann aus der Softwareentwicklung, der sich vor allem mit Forschung und Entwicklung beschäftigt, was Mathematik für das Unternehmen und für ihn persönlich bedeutet.

Du bist promovierter Physiker im Team ROBOWORKER und beschäftigst dich intensiv mit der Forschung und Entwicklung von Pulverpresstechnologie. Welchen Bezug hast du als Physiker zur Mathematik?

Vermutlich muss ich nicht erwähnen, dass in der Physik wohl nichts ohne die Mathematik geht. Ein kleines bisschen Freude daran, muss man also schon mitbringen und ich bin froh, dass ich die oftmals klare Gesetzmäßigkeit dahinter bereits früh zu schätzen gelernt habe. Als Entwicklungsingenieur bei ROBOWORKER mit Fokus auf Software ist die Mathematik nun ebenfalls mein tägliches Werkzeug. Bewusst oder unbewusst durchzieht sie alle meine Arbeitsbereiche – angefangen von Bahnkurvenberechnungen bis hin zur Optimierung der Regelungs-Vorsteuerung oder der dynamischen Prozessoptimierung.

Was sind deine und eure Aufgaben beim Forschen?

Wir entwickeln innovative Funktionalitäten für das Pulverpressverfahren und implementieren einzigartige Prozessabläufe zur wesentlichen Verbesserung der Produktqualität und gleichzeitig der Produktivität. Darüber hinaus unterstützen wir bei aufkommenden Fragestellungen natürlich auch die Kolleginnen und Kollegen aus anderen Abteilungen.

Mathematische Logiken und Rechenverfahren ermöglichen Innovation und Fortschritt.
Mathematische Logiken und Rechenverfahren ermöglichen Innovation und Fortschritt.

Ist der Tag der Mathematik für dich persönlich ein spezieller Tag?  

Im Wesentlichen nicht, da die Mathematik mich wie erwähnt jeden Tag begleitet. Nur die Wahrnehmung ist bewusster, wie bedeutend sie für die eigene Arbeit und wie stark sie doch mit allen Bereichen verzahnt ist.

Inwiefern ist Mathematik bei ROBOWORKER in Anwendung?

ROBOWORKER als zukunftsorientiertes Maschinenbau-Unternehmen lebt im wahrsten Sinne des Wortes von der Mathematik. Die fortschrittliche Intelligenz, die Präzision und die Geschwindigkeit unserer Anlagen verdanken wir ausgeklügelten mathematischen Algorithmen, die u.a. Anwendung finden in der Vorsteuerung der Motoren und Achsen, der Regelung und Optimierung von Prozessen und Bewegungsabläufen sowie der Bildverarbeitung. In Kombination mit den Berechnungen und der Simulation wesentlicher Komponenten während der Konstruktion sind wir in der Lage, Prozesstechnologien voranzutreiben und auf die Hightech-Bedürfnisse unserer Kunden einzugehen. 

Die Konstruktion verwendet hierfür diverse Simulationen wie z.B. die Finite-Elemente-Methode (FEM) zur Prüfung von Komponenten auf ideale Steifigkeit. Bei dieser Methode werden im Speziellen die Von-Mises-Vergleichsspannungen an Einzelteilen oder ganzen Anlagen ermittelt. Wir führen Berechnungen durch, um die richtigen Antriebskomponenten für die jeweiligen Anforderungen – z.B. Drehzahl oder Drehmoment – auszulegen. Die unterschiedlichen Bereiche in der Software berechnen anschließend die benötigten Bewegungsabläufe und Prüfprozesse, wobei hier die Mathematik zum Beispiel über den Levenberg-Marquardt-Algorithmus zur Lösung von nicht-linearen Optimierungs-Problemen, die numerische Kreuzkorrelation bei der Bildverarbeitung, oder das Gauß-Verfahren zur Lösung von linearen Gleichungssystemen zur Anwendung kommt – um nur ein paar wenige Beispiele zu nennen.

Was ist dadurch möglich?

Die Ziele sind natürlich Innovation und Fortschritt. Die vielfältigen, bereits etablierten Algorithmen und Funktionen sowie die sehr hohen eigenen Ansprüche an unsere Maschinen vom ersten Prozessschritt an erlauben es uns, den Fokus auf höchste Prozess- und Produktqualität zu legen. Dadurch bauen wir unsere Technologieführerschaft weiter aus.

Wer ist bei ROBOWORKER an diesen Prozessen beteiligt?

Das ultimative Ziel von ROBOWORKER sind letztlich zuverlässige, innovative, höchst präzise und produktive Maschinen. Die dazu gehörenden Prozesse durchziehen also fast alle Bereiche, angefangen bei der Konstruktion und Auslegung aller Teile über die Programmierung aller Funktionen bis hin zur Optimierung.

In der Forschung und Entwicklung bei ROBOWORKER sind verschiedene Abteilungen und Aufgabenbereiche eingebunden.
In der Forschung und Entwicklung bei ROBOWORKER sind verschiedene Abteilungen und Aufgabenbereiche eingebunden.

Nicht zuletzt der Launch von „ChatGTP“ zeigte, wie Künstliche Intelligenz helfen kann, Prozesse für uns Menschen noch weiter zu vereinfachen oder zu beschleunigen. Inwiefern ist sie für die Technologien von ROBOWORKER interessant?

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein spannendes Thema und auch für ROBOWORKER definitiv relevant. Betrachten wir die drei wesentlichen Teilgebiete von KI, „Handeln“, „Wahrnehmung“ und „Lernen“, können unsere Maschinen technisch nahezu als KI eingestuft werden. So verwenden wir bereits umfängliche Sensorik – u.a. die Bildverarbeitung – für die Wahrnehmung sowie Prädiktive Analytik und natürlich Robotik für das Handeln. Beim Lernen findet eine Validierung des Prozesses noch durch den Menschen statt. Durch eine Vielzahl von innovativen Funktionen und Algorithmen sind unsere Maschinen bereits die intelligentesten auf dem Markt und werden durch unsere kontinuierliche Weiterentwicklung und ihre fortschreitende Vernetzung untereinander noch smarter.

Vielen Dank für das spannende Gespräch.

Das Interview führte Hannes Gilch, Digitales Marketing.

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