Wie Computer die Arbeit von Konstruktionsingenieuren erleichtern können, erklärt Daniel Kampen in seiner Bachelorarbeit mit dem Titel „Analyse und Bewertung eines evolutionären Algorithmus zur Vorformoptimierung von Schmiedebauteilen". Kampen beschäftigt sich darin mit einer Software, die querkeilgewalzte Vorformen für Bauteile so optimiert, dass beim Schmieden möglichst wenig Material verschwendet wird. Bisher erledigen Konstruktionsingenieure diese Aufgabe in einem tagelangen Trial-and-Error-Prozess: Sie legen mögliche Vorformen aus, testen diese und passen sie mehrmals an, bis sie die optimale Form gefunden haben. Der Algorithmus erledigt dieselbe Aufgabe in weniger als einer Minute. Und der Computer ist nicht nur schneller als der Mensch, sondern liefert auch qualitativ bessere Ergebnisse, so Kampens Fazit.
Die Werkzeuge, mit denen sich die Bauteile tatsächlich herstellen lassen, werden auch in Zukunft von Menschen konstruiert. Deshalb können Computer Ingenieure nicht ersetzen, aber sie erleichtern und beschleunigen ihre Arbeit enorm. Was bisher oft Tage dauert, ist dank des evolutionären Algorithmus künftig innerhalb von Sekunden möglich. Ein großer Fortschritt, zumal die Arbeitsbelastung für Ingenieure in Zeiten des Fachkräftemangels ständig steigt.
Professor Dr. Bernd-Arno Behrens bezeichnete Kampens Arbeit als „herausragend" und verlieh ihm dafür den IPH-Zukunftspreis 2016. Behrens ist geschäftsführender Gesellschafter des IPH und Professor an der Leibniz Universität Hannover. „Daniel Kampen hat eine Arbeit vorgelegt, die auf ganzer Linie überzeugt", so Behrens. Er sei sehr systematisch an das Thema herangegangen und habe seine Ergebnisse sauber dokumentiert. „Außerdem ist das Thema absolut relevant für die Industrie", so Behrens. Schmiedeunternehmen könnten dank des Algorithmus in Zukunft viel Zeit und Material sparen.
Aus genau diesem Grund hat Kampen das Thema für seine Bachelorarbeit gewählt: „Die Nähe zur Wirtschaft fand ich spannend – und dass ich praktisch anwenden konnte, was ich an der Uni über FEM-Simulationen und Programmierung gelernt habe", sagt der 22-Jährige. Kampen hat an der Leibniz Universität Hannover Computergestützte Ingenieurswissenschaften auf Bachelor studiert und inzwischen ein Masterstudium im Fach Maschinenbau begonnen. „Gut möglich, dass ich auch meine Masterarbeit am IPH schreibe", sagt er. „Ich könnte mir auch vorstellen, später hier am Institut zu promovieren." Mit seiner Bachelorarbeit hat sich Daniel Kampen gegen fast 50 Studentinnen und Studenten durchgesetzt, die in den vergangenen beiden Semestern ihre Abschlussarbeiten am IPH geschrieben haben.
Der IPH-Zukunftspreis wurde in diesem Jahr zum ersten Mal verliehen. Künftig soll die Auszeichnung jährlich vergeben werden – an den Verfasser der besten studentischen Abschlussarbeit, die im Laufe des Jahres am IPH entstanden ist. Der Gewinner erhält 500 Euro in bar sowie eine Urkunde.
- Weitere Informationen zu Abschlussarbeiten am IPH finden sich unter www.iph-hannover.de/jobs.
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- Entwurf optimaler Vorformstufen zum Herstellen von Schmiedebauteilen unter Anwendung von stochastischen Optimierungsverfahren (Vorformoptimierung Transferprojekt)
