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Die Energiewirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Versorgungssicherheit, Klimaneutralität und Effizienz müssen gleichzeitig erreicht werden. Auf der E-world Energy and Water 2026, Halle 4, Stände 42 F und G, zeigt das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, wie digitale Technologien und mathematische Modelle diese Transformation beschleunigen. Mit Digitalen Zwillingen schaffen die Forschenden die Grundlage für präzise Analysen, zuverlässige Prognosen und intelligente Regelungen – und damit für eine flexible, nachhaltige und sichere Energieversorgung.

Das Fraunhofer-Institut für Industriemathematik ITWM präsentiert vom 16. bis 21. November auf der Supercomputing 2025 in St. Louis, USA, innovative Lösungen für Parallelprogrammierung und Künstliche Intelligenz. Zwei Fraunhofer-Ausgründungen sind am Gemeinschaftsstand 3740 vertreten: ThinkparQ stellt seine Roadmap für das parallele Dateisystem BeeGFS vor. Das Spin-off UNEEC Systems demonstriert den STX-Prozessor und seinen Systemansatz für eine energieeffiziente und kostengünstige Recheninfrastruktur. Der STX-Prozessor beschleunigt HPC-Simulationen und sorgt gleichzeitig für eine einfache Programmierung. Forschende aus dem Bereich »High Performance Computing« stellen neue Entwicklungen in den Schwerpunkten parallele Programmierung, agentenbasierte KI und beschleunigte E/A vor.

Wie können Künstliche Intelligenz und Simulation die Biotechnologie voranbringen? Mit welchen Innovationen aus der Forschung können Unternehmen Ressourcen effizienter einsetzen und die Wertschöpfung steigern? Diese Fragen standen im Mittelpunkt des Workshops »KI und Simulation in der Biotechnologie« am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern. Expert:innen aus Forschung, Industrie und Politik diskutierten am 7. November 2025 über nachhaltige und effiziente Lösungen für die Pharma- und Chemiebranche.

Bevor ein Auto vom Band rollt, testen die Hersteller die Fahrzeug-Designs virtuell. Besonders schwierig ist die Simulation der Reifen, weil sie beim Fahren durch Schlaglöcher und über Bodenwellen extrem beansprucht werden. Mit der Reifenmodellierungs-Software »CDTire« bieten Fraunhofer-Forscher ein Simula-tionswerkzeug an, das Räder realitätsnah darstellt und die Automobilindustrie in zahlreichen Analyseszenarien unterstützt. Wie die neue Software außerdem hilft, Kosten zu sparen und aufwändige Testfahrten von der Versuchsstrecke in den Fahrzeugsimulator zu verlegen, erklären Dr. Manfred Bäcker und Dr.-Ing. Christoph Burkhart vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.

Eine effiziente Batterietechnologie ist ein zentraler Baustein, um die nationalen und europäischen Klimaziele zu erreichen. Lithium-Ionen-Batterien dominieren bislang den Markt, stoßen aber zunehmend an ihre physikalischen und technologischen Grenzen. Lithium-Metall-Batteriesysteme gelten als vielversprechende Nachfolgetechnologie. Im EU-Projekt »STELLAR« arbeitet das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM gemeinsam mit 16 europäischen Partnern an der Entwicklung einer kosteneffizienten Testanlage zur sicheren und nachhaltigen Herstellung von Lithium-Metall-Anodenfolien.

Unser Podcast-Team wirft einen statistischen Blick auf ein Thema, das medial für Aufsehen sorgte: Mehrere AfD-Kandidaten starben kurz vor der Kommunalwahl in Nordrhein-Westfalen – war das reiner Zufall oder steckt mehr dahinter?

In einer Welt, in der Gesundheitssysteme unter Druck stehen, kann Künstliche Intelligenz (KI) Ärztinnen und Ärzten helfen, schnellere und intelligentere Entscheidungen zu treffen. Das von der EU finanzierte Forschungsprojekt»AI4Lungs« arbeitet genau daran. Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM entwickelt gemeinsam mit internationalen Kooperationspartnern digitale Werkzeuge, Methoden und Modelle für die optimale Auswahl von klinischen Behandlungspfaden für Lungenpatient:innen. Ihr Ziel ist eine ressourceneffiziente und medizinisch optimierte Versorgung.

Leicht und doch stabil – diese Anforderungen müssen faserverstärkte Verbundwerkstoffe im Leichtbau erfüllen – nachhaltig sollen sie auch sein. Vor allem dieser Aspekt steht im Fokus des neuen Forschungsprojekts »Predict-TPC«, das Forschende des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM und des Leibniz-Instituts für Verbundwerkstoffe IVW gemeinsam bearbeiten. Das rheinland-pfälzische Wissenschaftsministerium unterstützt das Vorhaben mit 1,1 Millionen Euro. Ministerialdirektorin Katharina Heil übergab den Förderbescheid.

Der Maschinenbau ist ein Grundpfeiler der deutschen Wirtschaft und spielt eine entscheidende Rolle in der Förderung von Innovation und technologischer Entwicklung in vielen Branchen. Besonders die Textilbranche steht vor der Herausforderung, sich kontinuierlich an die Anforderungen der Globalisierung, Nachhaltigkeit und an den rasanten Fortschritt der Digitalisierung anzupassen. Digitale Simulationen sind dabei unverzichtbare Werkzeuge, um Produktionsprozesse zu optimieren, Designalternativen zu testen und die Effizienz zu steigern. Mit zwei am Fraunhofer ITWM entwickelten Software-Lösungen schaffen unsere Forschenden einen Mehrwert für die Bekleidungsindustrie.

Digitale Zwillinge gelten in vielen industriellen Prozessen als Schlüsseltechnologie, so auch beim virtuellen Entwicklungsprozess von Reifen. Ihr Einsatz ermöglicht es, Reifenabrieb, Verschleiß und Geräuschentwicklung schon bei der Konstruktion des Produkts zu minimieren. Um diese Technologien weiterzuentwickeln, baut das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM mit Unterstützung der EU und des Landes Rheinland-Pfalz im Rahmen eines EFRE-Programms ein Labor mit modernsten Versuchseinrichtungen rund um den Reifen in einem eigens dafür gebauten Technikumsgebäude. Das Institut in Kaiserslautern schafft damit die Grundlage für präzise Simulationen und nachhaltige Innovationen in der Reifenforschung.

Das diesjährige Treffen der European Metaheuristics Community (EU/ME) findet zum ersten Mal in Deutschland und an unserem Institut statt. Die rund 60 Teilnehmenden beschäftigen sich drei Tage lang mit innovativen Optimierungsmethoden an der Schnittstelle von Metaheuristiken und quantenbasierten Ansätzen. Für Promovierende findet eine Sommerakademie statt.

Unter dem Motto »Leichter – Dauerhafter – Digitaler« präsentiert das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM vom 8. bis 15. Oktober 2025 auf der K 2025 in Düsseldorf seine Technologien und Softwarelösungen für die Kunststoff- und Kautschukindustrie. Am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 7, Ebene 0, Stand SC05) zeigen die Forschenden ihre neuesten Entwicklungen zur digitalen Materialsimulation, Qualitätssicherung und Prozessoptimierung.

Kaiserslautern hat am 11. August 2025 drei neue Technologiebotschafter:innen ernannt: Prof. Dr. Anita Schöbel, Institutsleiterin des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, Prof. Dr. Arnd Poetzsch-Heffter von der RPTU Kaiserslautern-Landau, und Frank G. Froux, Gründer und CEO der matelso GmbH. Sie treten die Nachfolge von Prof. Dr. Ralf Korn und Prof. Dr. Norbert Wehn an. Die Veranstaltung fand im neuen Gebäude des 42kaiserslautern statt – ein Ort für den Austausch zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft.

Ammoniak kennt man bisher hauptsächlich aus der Düngemittel-Produktion. Künftig könnte das Gas als effizienter Wasserstoffträger und klimafreundlicher Ersatz für fossile Brennstoffe eine Schlüsselrolle in der Energiewende einnehmen – es lässt sich CO₂-frei herstellen und eignet sich gut für Transport und Lagerung. An einer dezentralen Cracking-Technologie arbeiten das Fraunhofer IMM, das Fraunhofer ITWM und Fraunhofer UMSICHT gemeinsam, um Wasserstoff bedarfsgerecht, emissionsarm und energieeffizient verfügbar zu machen.

Der rasante Fortschritt der Künstlichen Intelligenz (KI) bietet neue Möglichkeiten für produzierende Unternehmen. Mit dem Programm »KI4KMU-RLP« unterstützt die rheinland-pfälzische Landesregierung speziell Klein- und Mittelständische Unternehmen dabei, ihre Betriebsabläufe mit KI-Methoden effizienter zu gestalten. Ab sofort können sich Betriebe für die Pilotphase bewerben. Unterstützung finden sie dabei auch beim Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.

Die Quantenwissenschaften haben in den vergangenen Jahren große Fortschritte erreicht. Insbesondere Technologien wie Quantensensorik und Quantencomputing werden die Zukunft radikal verändern. Um ein starkes europäisches Zentrum der Quantenwissenschaften zu etablieren, beteiligt sich auch das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM am Projekt »UpQuantVal«. Es wird kofinanziert von der Europäischen Union über Interreg, das Programm für Europäische Territoriale Zusammenarbeit.

Unser Podcast-Team befasst sich mit der Frage, ob Machine Learning wirklich den Weingeschmack vorhersagen kann – oder ob hinter der vielversprechenden Studie doch nur schöne Statistik statt echter Forschung steckt.

Mit dem feierlichen Spatenstich fiel heute der offizielle Startschuss für den Erweiterungsbau des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern. Bund und Land investieren rund 31 Millionen Euro in dieses Bauvorhaben, das sich auf zwei weitere Gebäudeflügel erstreckt.

Unsere Mitarbeiterin Dr. Petra Gospodnetić arbeitet schon seit einem Praktikum während ihres Studiums am Fraunhofer ITWM in der Abteilung »Bildverarbeitung«. Nun wird sie durch AHEAD – dem Technologietransferprogramm der Fraunhofer-Gesellschaft – bei der Gründung eines Start-ups unterstützt. Die erste Phase des Programms hat sie erfolgreich absolviert und wurde mit ihrem Team sogar prämiert.

Unser Streuspanne-Team befasst sich in dieser Folge mit der Numerologie, die Zahlen als geheimnisvolle Symbole mit energetischen Bedeutungen sieht, die unser Leben und Schicksal beeinflussen können.

Heute geht es im »Streuspanne-Lexikon« weiter mit dem Eintrag »W wie Wurstkatastrophe«. Unser Lexikon ist keine reguläre Folge, sondern eine Rubrik, um auf kleine Erklärungen zu verweisen, ohne in einer eigenen Folge immer wieder neu ausholen zu müssen. Kurz und knackig erklärt das Podcast-Team einen Begriff in wenigen Minuten.

In der finalen Folge unserer Mini-Serie zu »Künstlicher Intelligenz (KI) und Statistik« wird es tiefgründig – im wahrsten Sinne des Wortes. Unser Podcast-Team – bestehend aus Esther Packullat, Sascha Feth und Jochen Fiedler – beschäftigt sich mit den großen Sprachmodellen wie GPT-4, Llama oder Gemini.

Mit innovativen Technologien nehmen Forschende des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM das Batterieverhalten beim Laden- und Entladen, die Optimierung der Batterieproduktion sowie das Altern von Batterien in den Fokus. Sie nutzen moderne Simulationstools und neuartige Messtechniken, um die Weiterentwicklung der Batteriezellen von Elektroautos voranzutreiben. Auf der Battery Show Europe 2025 vom 3. bis 5. Juni 2025 präsentieren sie ihre Forschungsergebnisse.

Maschinelles Lernen hat in den vergangenen drei Jahrzehnten die Optimierung von Produktionsprozessen, Material- und Maschinendesign durchdrungen und ist inzwischen überall in der industriellen Praxis zu finden. Daher ist es für Fachkräfte der Industrie wichtig, ein grundlegendes Verständnis davon aufzubauen. Prof. Dr. Anita Schöbel, Institutsleiterin des Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, hat gemeinsam mit Prof. Dr. Jürgen Franke von der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) das Buch »Statistical Machine Learning for Engineering with Applications« veröffentlicht, das eine zugängliche Einführung in die Konzepte und Methoden des Maschinellen Lernens bietet.

In der aktuellen Folge unseres Podcasts »Streuspanne« betrachten wir kritisch die Harm-to-Benefit-Ratio, eine neue Kennzahl zur Bewertung des Schaden-Nutzen-Verhältnisses von Corona-Impfstoffen. Basierend auf einer Publikation von Falk Mörl und Kollegen diskutieren wir die Zuverlässigkeit dieser Kennzahl, die besonders ungünstige Ergebnisse für den BioNTech-Impfstoff lieferte.

Neues aus Schoonschip: Die schwimmende Energiegemeinschaft in den Niederlanden ist seit Januar mit 30 Häusern an Energie- und Flexibilitätsmärkte angebunden. Eine innovative Lösung des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ermöglicht präzise Echtzeit-Prognosen für Verbrauch, lokale Erzeugung und Preisoptimierung. So kann die Gemeinschaft Strom zu optimalen Konditionen am Day-Ahead-Markt handeln. Gleichzeitig vermarktet ein Händler die 30 Batteriespeicher am Imbalance-Markt. Das steigert die Flexibilität und senkt die Energiekosten für die Mitglieder.

In der aktuellen Folge des Streuspanne-Podcasts geht es um Wahlumfragen, Prognosen und ihre Unsicherheiten. Anhand der überraschenden Wiederwahl von Donald Trump beleuchten wir, wie solche Prognosen entstehen, welche Fehlerquellen es gibt und wie wir ihre Genauigkeit einschätzen können. Zudem diskutieren wir, warum Umfragen keine Prognosen sind, wie man Unsicherheiten mathematisch bewertet und was Trumps Wahlsieg über systematische Fehler verrät.

Alle Unternehmen wollen so effizient wie möglich produzieren, ihre Maschinen optimal auslasten und keine Ressourcen verschwenden. Ein neues Projekt am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern erforscht, wie Inline-Prozess- und Produktüberwachung den Firmen dabei helfen können. Das rheinland-pfälzische Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit fördert das Projekt.

In der dritte Episode unserer Mini-Serie zu »Künstlicher Intelligenz (KI) und Statistik« beschäftigen wir uns mit »Shallow Learning« (Seichtem Lernen). Im Gegensatz zu den tiefen und komplexen Modellen des Deep Learning benötigen diese Modelle weniger Daten und Rechenleistung.

Energie sparen und sinnvoll nutzen – dieses Ziel zieht sich durch viele Projekte am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. In seinen Projekten setzt sich das Institut dafür ein, die Entstehung, Beschaffung und Verteilung von Energie berechenbar zu machen. Auf der E-world Energy and Water 2025 vom 11. bis 13. Februar in Essen ist das Institut deshalb mit drei Abteilungen vertreten, die ihre neuesten Entwicklungen im Kontext »Energie« vorstellen.