Bremen: Mit „Elise“ schneller zum perfekten Bauteil

Revolution mit Algorithmen

Software mit Parametern füttern, schon generiert das Programm nicht nur den perfekten Fahrradrahmen, auch Auto- und Flugzeugteile entstehen so in Millisekunden.
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Software mit Parametern füttern, schon generiert das Programm nicht nur den perfekten Fahrradrahmen, auch Auto- und Flugzeugteile entstehen so in Millisekunden.

Das Bremer Unternehmen „Elise“ will die Produktion von Bauteilen um Dutzende von Arbeitsschritten reduzieren. Dabei spielen die Natur, die DNA eines Bauteils und Algorithmen eine Rolle.

Bremen – Fünf Buchstaben, unzählige Möglichkeiten: Das Bremer Unternehmen „Elise“ will mit einer eigens generierten Software die Produktentwicklung vom morgen revolutionieren. Und das auf allen erdenklichen Ebenen. Dabei setzen die Informatiker und Ingenieure nicht nur auf das Wissen der Natur, sie erstellen mit dem Programm die technische DNA eines Bauteils. Algorithmen erledigen den Rest. Das Ergebnis: hundert mögliche Varianten in Millisekunden.

Ingenieure werden das Prozedere kennen: Bevor ein neues Bauteil auch tatsächlich verbaut werden kann, vergehen nicht nur viele Stunden Arbeitszeit, es braucht auch Dutzende von Entwicklungsabteilungen – und jeder Mitarbeiter gibt seinen Senf dazu. Bauteil zeichnen und berechnen, Entwurf dem Kollegen zusenden, Korrekturen einarbeiten, weitere Tests folgen lassen. Und so weiter. „Tote Zeit“ werden diese Warteschleifen in klassisch seriellen Verfahren genannt. Zeit, die ungenutzt bleibt, und doch bei vielen heutigen Produktentwicklungen anfällt. Die Software von „Elise“, so sagt es Geschäftsführer und Gründer Sebastian Möller, will damit aufräumen und die Bauteilproduktion um Dutzende von Arbeitsschritten reduzieren. Genauer gesagt: auf einen.

Das Programm errechnet optimale Varianten fürs Bauteil

Dabei bedienen sich die Entwickler der Methode des „Generative Engineering“. Das gestalterische Ziel des Bauteils wird bereits von Beginn an festgelegt, dann füttern Entwickler das Programm mit Daten. Zu verbauendes Material, einwirkende Kräfte, Fertigungsverfahren, Kosten, aber auch Herstellbarkeit – diese und weitere „Zutaten“ werden der Software gegeben. „Die Parameter können dabei als die bisherigen Erfahrungen des Entwicklers betrachtet werden“, sagt Möller. Das Programm errechne dann mit Hilfe von Algorithmen möglichst optimale Varianten, wie das Bauteil aussehen kann – und das in einem Bruchteil einer Sekunde. Mit der Zeit wird das Programm mit immer mehr Parametern gefüttert und kann so „Bauteile automatisch wachsen lassen, weil wir die Logik der Natur am Rechner nachbauen“.

Das sei nicht nur kosteneffizienter, sagt der 35-Jährige, es spare auch Zeit und führe letztlich zu besseren Bauteilen. Firmen, die „Elise“ nutzen, konnten dadurch allein bei der Fertigung das Gewicht eines Bauteils um fast 75, die Zahl der benötigten Einzelteile um annähernd 70 Prozent reduzieren. „Elise“, das ausgeschrieben „Evolutionary Light Structure Engineering“ bedeutet, befindet sich nach zwei Jahren reiner Entwicklungsarbeit mittlerweile nicht nur bei den Autobauern VW und BMW im Einsatz, sondern auch bei Weltraum- und Flugzeugkonzernen wie der Ariane Group und Aerotec. Auch im Biathlon wird „Elise“ angewandt: Hier wurden bereits maßangefertigte Griffe für Sportwaffen mit Unterstützung der Software erstellt.

Das Trio hinter „Elise“: Moritz Maier (v.l.), Sebastian Möller und Daniel Siegel wurden für ihr Start-up mit dem Gründerpreis 2020 der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) ausgezeichnet.

Als Software ist das Programm zwar erst seit Oktober 2019 auf dem Markt, doch die Anfänge gehen bis auf das Jahr 2003 zurück. Damals gehörte „Elise“ als Forschungsprojekt noch gänzlich zum Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven. Die Wissenschaftler dort erkannten früh, wie sinnvoll ist es ist, sich die Natur als Vorbild zu nehmen und die Bauprinzipien der extrem leichten und dennoch stabilen Schalen der Kieselalgen auf Bauteile zu übertragen. 2018 gründete sich aus dem AWI heraus die „Elise GmbH“ mit heute 22 Angestellten. Für Ende 2021 peilt das Start-up an, mehr als 30 Menschen zu beschäftigen, sagt Möller.

Arbeitsweise mit „Elise“ verschiebt sich

Angst, durch den Paradigmenwechsel könnten zukünftig Arbeitsplätze wegfallen, kann Möller zwar nachvollziehen. Jedoch verschiebt sich die Arbeitsweise in seinen Augen nur, neue Stellen würden allein dadurch geschaffen, dass Menschen an neuen Punkten der Produktionsketten gebraucht würden. „Ingenieure kennen seit 40, 50 Jahren nur einen Alltag: das Manuelle. Wir wollten uns diesen Alltag nicht vorstellen und haben ,Elise’ entwickelt.“ „Elise“ unterstütze lediglich den Wechsel zur Arbeit mit Algorithmen, der laut Möller längst fällig gewesen ist.

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