Exzellenzcluster Mathematik Münster in die zweite Förderphase gestartet

Prof. Dr. Thomas Nikolaus und Prof. Dr. Mario Ohlberger sind Sprecher des Exzellenzclusters „Mathematik Münster“ der Universität Münster. Im Interview mit dem Wirtschaftsspiegel erläutern sie, wie die Mathe-Exzellenz vor Ort auch kleinen Unternehmen hilft.

Wirtschaftsspiegel: Herr Professor Ohlberger, herzlichen Glückwunsch zur Förderung. Wofür werden die 40 Millionen Euro eingesetzt, was ist das Ziel der Forschungsarbeiten?

Professor Dr. Mario Ohlberger: Unsere Forschungsschwerpunkte bestehen aus zehn eng vernetzten mathematischen Themen, die von den Grundlagen der Zahlentheorie bis hin zur anwendungsnahen Methodenentwicklung im Bereich von Modell- und Datenbasierter Simulation reichen. Konkret werden die Fördergelder eingesetzt zur Finanzierung von mathematischen Talenten über alle Karrierestufen hinweg, mit besonderem Blick auf die Förderung des Nachwuchses, in ein sehr umfangreiches internationales Konferenz- und Gästeprogramm zur Vernetzung mathematischer Teildisziplinen sowie in den Ausbau von Infrastruktur und Transfer. Wir wollen Spitzenmathematik betreiben und zugleich den Austausch mit anderen Disziplinen und Unternehmen verstärken. So entstehen neue Methoden, die später in vielen Branchen eingesetzt werden können.

Prof. Dr. Mario Ohlberger

Spitzenmathematik – das klingt für viele mittelständische Unternehmer weit entfernt vom betrieblichen Alltag. Wo steckt in Unternehmen Mathematik, die aus Forschungsarbeit wie Ihrer hervorgegangen ist und heute für selbstverständlich angesehen wird?

Prof. Dr. Ohlberger: Mathematik ist im Alltag fast jedes Unternehmens präsent: in Produktionsplanung, Logistik, Prognosen, CAD-Software oder der Simulation und Optimierung von Prozessen. Viele dieser Verfahren stammen aus der Hochschulforschung. Unternehmen merken es oft nicht, aber sie profitieren täglich davon. Unsere Aufgabe ist, diese Verbindung sichtbar zu machen und auszubauen, so dass neue Entwicklungen unmittelbar genutzt werden können.

Sie beschäftigen sich unter anderem mit mathematischen Modellen, Simulationen und maschinellem Lernen. Können Sie an einem konkreten Beispiel erklären, wie auch ein mittelständisches Unternehmen dadurch schneller entwickeln, Energie oder Material einsparen oder seine Prozesse effizienter machen kann?

Prof. Dr. Ohlberger: Nehmen wir Batterien: Wir entwickeln neue Methoden zur Echtzeitsimulation. Dadurch kann ein Unternehmen das Verhalten von Batterien in Sekunden vorhersagen – viel schneller als mit teuren Experimenten oder klassischen Simulationsverfahren. Das spart Entwicklungszeit und Energie. Ähnliche Methoden entwickeln wir für reaktive Strömungen in porösen Materialien, wie zum Beispiel in katalytischen Filtern in der Abgasnachbehandlung. Das hilft Unternehmen, Filter effizienter zu gestalten, Emissionen zu senken und teure Experimente zu reduzieren.

Herr Professor Nikolaus, künstliche Intelligenz ist für Unternehmen derzeit eines der großen Themen. Sie sagen, dass der Exzellenzcluster künftig auch die theoretischen Grundlagen des Deep Learning mitgestalten will. Was kann mathematische Spitzenforschung dazu beitragen, KI für Unternehmen besser, verlässlicher oder effizienter zu machen?

Prof. Dr. Thomas Nikolaus.

Prof. Dr. Thomas Nikolaus: Konkret wollen wir erstens dazu beitragen, die Modelle zu verbessern, beispielsweise durch die mathematische Weiterentwicklung der Trainingsalgorithmen, die wesentlich auf stochastischen Gradientenverfahren beruhen und daher im Kern ein mathematisches Verfahren sind. Zweitens wollen wir die Sicherheit und Verlässlichkeit dieser Modelle verbessern. Gerade in Industrieanwendungen spielt das über reine Leistungsaspekte hinaus eine wichtige Rolle. Drittens bilden wir Menschen darin aus, KI zu verstehen und kritisch zu nutzen. Das halte ich in einer sich verändernden Welt für eine Schlüsselkompetenz.

Die Mathematik der Universität Münster gehört international zur Spitzengruppe. Was hat die regionale Wirtschaft davon, einen solchen Forschungsstandort direkt vor der Haustür zu haben – jenseits des Imagegewinns für Münster?

Prof. Dr. Nikolaus: Unsere Forschung hat vielfältige Anwendungsbezüge: von bildgebenden Verfahren bis zur Batterieentwicklung. Das schlägt sich in konkreten Transferprojekten und Kooperationen nieder, die wir weiter ausbauen wollen. Hinzu kommt die Ausbildung hochqualifizierter Fachkräfte: Gerade im Bereich KI bringen Mathematikerinnen und Mathematiker besonders gute Voraussetzungen mit, um Schlüsselfunktionen zu übernehmen.

Um den Austausch zwischen mathematischer Forschung und technologieorientierten Unternehmen im Münsterland zu fördern, haben wir zusammen mit der IHK Nord Westfalen vor drei Jahren das Veranstaltungsformat „Mathematics meets Business“ entwickelt. Mitglieder unserer „Mathematics Münster Graduate School“ arbeiten dort gemeinsam mit Unternehmen an Lösungen für konkrete Herausforderungen. Geplant ist, dass die nächste Ausgabe in unserem neuen Forschungsbau „Centre for Mathematics Münster“ stattfindet, der derzeit am Coesfelder Kreuz gebaut wird.

Wie findet ein Unternehmen heraus, ob die Mathematik der Universität ihm helfen kann? Wie hoch ist die Schwelle für eine Zusammenarbeit?

Prof. Dr. Thomas Nikolaus: Die Schwelle ist niedrig: Unternehmer können uns ihr Problem einfach schildern – zum Beispiel per E-Mai an mm.communication@uni-muenster.de. In einem ersten Gespräch klären wir, ob Mathematik helfen kann. Wir machen gern Pilotprojekte. Das ist schon vorgekommen: Mit einem mittelständischen Partner haben wir etwa Simulationstechnologie zur Vorhersage von Degradationsmechanismen in Batterien entwickelt.

Dann hoffen wir mal, dass die Unternehmen von dem Angebot Gebrauch machen. Vielen Dank für das Interview.

Prof. Dr. Thomas Nikolaus und Prof. Dr. Mario Ohlberger sind Sprecher des Exzellenzclusters „Mathematik Münster“ der Universität Münster.