High Performance Computing (HPC) So können sich KMU mit Simulationstechnologien besser aufstellen

Von Dr. Andreas Wierse*

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Simulationstechnologien verschaffen Unternehmen spürbare Wettbewerbsvorteile. Für große Unternehmen zählen sie deshalb längst zum Tagesgeschäft. Kleinen und mittleren Unternehmen mangelt es dagegen häufig an den erforderlichen (Rechner-) Kapazitäten und Know-how. Mankos, die sich jedoch meist schneller beheben lassen als gedacht.

Sicos BW: Simulations- und Visualisierungstechnologien bieten viele Vorteile.
Sicos BW: Simulations- und Visualisierungstechnologien bieten viele Vorteile.
(Bild: Wolfram Scheible )

Dass Simulations- und Berechnungstechnologien für Unternehmen einen hohen Mehrwert bringen, ist längst kein Geheimnis mehr: Mit ihrer Hilfe können Unternehmen auf die zeit- und kostenintensive Herstellung und Prüfung von realen Prototypen oder Systemen verzichten und das Produktverhalten unter unterschiedlichen Einsatzbedingungen und in verschiedensten Umgebungen beliebig oft analysieren.

So lässt sich mit Hilfe von Simulationslösungen in der Elektronikindustrie beispielsweise das elektrische, magnetische, thermische und mechanische Verhalten elektronischer und elektromechanischer Komponenten, Baugruppen und Systeme effizient analysieren. Im Zeitalter rasanter neuer technischer Innovationen können die damit verbundenen Zeit- und Kostenersparnisse über die Konkurrenzfähigkeit eines Unternehmens entscheiden.

Alltag für „die Großen“

Große Unternehmen setzen Simulationstechnologien aus diesem Grund längst in enormer Bandbreite ein – über alle Branchen hinweg.

  • Vielen von ihnen hilft ein „Digitaler Zwilling“ (das simulierte Abbild eines realen Produkts), Fehler frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden.
  • Teils nehmen Simulations-Tools sogar schon während des Produktentstehungsprozesses eine eigenständige Bewertung vor und selektieren entsprechend – die „Künstliche Intelligenz“ (KI) lässt grüßen.
  • Und generell gibt es bei KI und High Performance Computing (HPC) eine klare Tendenz zur Konvergenz; mit dem Ziel, das Zusammenspiel der beiden Technologien zu verbessern.

Wunschdenken für „die Kleinen“?

Anders als die Großunternehmen nutzen kleine und mittlere Unternehmen (KMU) das Potential, das in den Simulationstechnologien liegt, noch zu selten für sich aus. Meist hapert es daran, dass die Simulationen bei vielen Anwendungen sehr komplex sind und einen extrem hohen Rechenaufwand erzeugen; für letzteren fehlt es den meisten KMU schlicht an den notwendigen Rechnerressourcen. Denn die wenigsten von ihnen verfügen über ausreichend leistungsfähige Computer – geschweige denn über große Rechenzentren inklusive Supercomputer; die anfallenden Investitionen wären zu hoch.

Hinzu kommt, dass es vielen KMU am erforderlichen technischen Know-how mangelt, wenn es darum geht, die Simulationstechnologien dann auch erfolgreich einzusetzen. Wie gelingt es ihnen trotzdem, mit Hilfe von Simulationstechnologien einen Wettbewerbsvorsprung zu realisieren?

Ein Weg: Geeignete Partner finden

Know-how und Rechnerkapazitäten sind am Markt vorhanden und – mit Hilfe der richtigen Partner – auch für KMU zugänglich: Zahlreiche Forschungsinstitute, Software-Hersteller und Dienstleister sowie spezielle branchenorientierte Simulationszentren verschaffen KMU Zugang zu Simulationstechnologien.

Finanzielle Unterstützung leisten unterschiedliche Landes- und Bundesförderprogramme.

Supercomputer Hawk des HLRS (gefördert vom BMBF und MWK)
Supercomputer Hawk des HLRS (gefördert vom BMBF und MWK)
(Bild: HLRS )

Außerdem bieten große Rechenzentren, wie beispielsweise das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS), ihre Rechnerkapazitäten zu (auch für KMU) attraktiven und rein nutzungsbasierten Preisen an.

Neutrale und kostenfreie Hilfestellung

Unternehmen, die sich im vorhandenen Angebotsdschungel nicht zurechtfinden oder sich zunächst einmal generell über das Potential von Simulationstechnologien in ihrem Unternehmensumfeld informieren möchten, finden Hilfe bei der Sicos BW GmbH.

Die bereits 2011 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart gegründete Organisation berät speziell KMU rund um das Thema Zukunftstechnologien – im Bereich Simulation und HPC sowie Data Analytics und KI gleichermaßen.

Aufgrund finanzieller Unterstützung durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK) sowie seiner Gesellschafter ist das Beratungsangebot für KMU neutral und kostenfrei. Die Experten liefern interessierten Unternehmen (schwerpunktmäßig in Baden-Württemberg, aber auch bundesweit) Informationen über Anwendungsmöglichkeiten und Werkzeuge, vermitteln bei Bedarf Zugang zu Höchstleistungsrechnern und unterstützen bei der Partnerwahl – nicht nur beim Einsatz von Simulationstechnologien, sondern auch bei der Visualisierung der erzielten Ergebnisse.

Ein weiterer Weg: Know-how aufbauen

Trotz aller Hilfsangebote sollten KMU im Sinne ihrer Zukunftssicherung bestenfalls auch internes Know-how im Bereich Simulation, Visualisierung und HPC aufbauen. Dies erreichen sie zum einen, indem sie bei der Auswahl neuer Mitarbeiter auf entsprechende Qualifikationen achten. Denn viele Bewerber bringen inzwischen Simulationsexpertise aus entsprechenden Bestandteilen ihres Studiums oder gar eigenen Studiengängen mit. Zum anderen gibt es zunehmend Fortbildungsmöglichkeiten rund um das Thema HPC; teils sogar speziell auf die Bedürfnisse von KMU zugeschnitten.

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Ein Beispiel: die Supercomputing-Akademie. Sie vermittelt Interessierten und Fortgeschrittenen praxisorientiert und arbeitnehmerfreundlich (im Blended-Learning-Format) Kenntnisse und Fähigkeiten im Höchstleistungsrechnen sowie der numerischen Simulation. Die Akademie basiert auf den Ergebnissen des Projekts „Modulare Weiterbildung zum HPC-Experten (MoeWE)“, das vom Ministerium für Soziales und Integration Baden-Württemberg aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds sowie dem MWK gefördert wurde. Träger ist das HLRS.

Auf welchem Weg auch immer: KMU können meist leichter als gedacht von den Vorteilen der Simulations- und Berechnungswelt profitieren und einen Wettbewerbsvorsprung für sich schaffen – sie müssen sich nur trauen. (in)

* Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer Sicos BW GmbH

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