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BASF und die Forschung Chemie aus dem Supercomputer

Der BASF-Konzern treibt mit dem Einsatz eines neuen Großrechners die Digitalisierung der Forschung voran. Ein von Hewlett Packard Enterprise gebauter Supercomputer soll die Rechenleistung für die Forscher verzehnfachen.
29.06.2017 - 17:44 Uhr Kommentieren
Der Chemiekonzern rüstet digital auf. Quelle: dpa
BASF

Der Chemiekonzern rüstet digital auf.

(Foto: dpa)

Ludwigshafen Glaskolben, Reagenzgläser, Bunsenbrenner – das sind klassischen Requisiten, die man mit den Wirkungsstätten der Chemieforscher verbindet. Doch inzwischen muss man sich mit einem anderen Bild von Chemieforschung vertraut machen: lange Reihen von Computerschränken im sterilen, klimatisierten Rechenzentrum. Der Grund: Auch in der Chemieforschung gewinnt die Digitalisierung immer größeres Gewicht.

Und der Chemieriese BASF will diese Entwicklung nun auf eine neue Ebene hieven – mit einem vom amerikanischen IT-Konzern Hewlett Packard Enterprise (HPE) nach Vorgaben der BASF entwickelten Supercomputer. „Quriosity“, wie der neue Rechner auf Vorschlag von BASF-Mitarbeitern genannt wird, soll noch im Laufe des Sommers im Ludwigshafener Hauptwerk des Chemieriesen in Betrieb gehen. Mit einer Rechenleistung von 1,75 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde (Petaflops) – das entspricht der Leistung von etwa 50.000 PCs – wird er laut BASF der mit Abstand größte Rechner in der Chemiebranche sein und zu den zehn leistungsfähigsten Großcomputern im Industrie-Einsatz gehören. Insgesamt rangiert er auf Position 65 unter den leistungsfähigsten Rechnern der Welt.

Wozu brauchen die BASF-Chemiker so viel Rechenleistung? Es geht für den Ludwigshafener Konzern letztendlich darum, den Vorsprung in der Produktentwicklung zu wahren. „Wir wollen das innovativste Unternehmen in der Chemie bleiben und  haben den Anspruch, Taktgeber zu sein“, sagt der Forschungschef und stellvertretende Vorstandsvorsitzende Martin Brudermüller. „Digitalisierung ist der größte singuläre Hebel, um das zu machen.“

Der neue Superrechner soll zum einen helfen, die großen Datenmengen, die in den Labors des Chemieriesen anfallen, effizienter auszuwerten. „Wir sitzen auf einer Goldmine von Daten und wissen nicht, wie viel darin steckt“, so Brudermüller.

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    Zum anderen geht es darum, Modelle und Simulationen für Chemiereaktionen oder Produktformulierungen zu rechnen. Es geht dabei um Kalkulationen, bei denen enorme Datenmengen verarbeitet werden müssen.

    Brudermüller verweist auf die Entwicklung eines neuen Möbel-Lackes, der gegen Verfärbungen resistent ist. Mit Hilfe der Computersimulation konnten BASF-Forscher eine Formulierung für einen solchen Lack finden, die allen herkömmlich entwickelten Varianten überlegen war. Auch zum Beispiel in der  Entwicklung von Katalysatoren, Batteriematerialien oder Pflanzenschutzmitteln spielen rechnerbasierte Entwicklungs-Strategien eine immer größere Rolle.

    Öl aus Libyen, Styropor und die Kompaktkassette
    Firmengründer Friedrich Engelhorn
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    Der Leuchtgasfabrikant Friedrich Engelhorn gründet im April 1865 in Mannheim mit Partnern die Aktiengesellschaft „Badische Anilin- & Soda-Fabrik“ (BASF). Sie soll aus Steinkohlenteer synthetische Farbstoffe gewinnen. Doch Mannheim bleibt Engelhein nur sehr kurz treu.

    (Foto: PR)
    Konzession
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    Denn Subventionen locken ihn schon unmittelbar nach Gründung nach Ludwigshafen. Datiert auf den 8. Mai 1865 ist eine Konzession für die Badische Anilin- und Soda-Fabrik.

    BASF-Stammwerk 1866
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    In den Anfangstagen reichte das Werk in Ludwigshafen noch nicht bis ans Rhein-Ufer. Doch die Schlote qualmten auch damals schon.

    (Foto: PR)
    Auslandsexpansion
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    Auch die Auslandsexpansion gehört schon früh zur Geschäftsstrategie von BASF. Das Bild zeigt eine Fabrik in Moskau im Jahr 1877.

    (Foto: PR)
    Stammwerk Ludwigshafen, 1881
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    Schon wenige Jahre nach der Gründung folgen die ersten Zukäufe. Sehr schnell übernehmen neben den Kaufleuten die Chemiker und Ingenieure eine tonangebende Rolle im Unternehmen – und treiben die Expansion mit bahnbrechenden Neuerungen voran, mit Herstellverfahren etwa für Farbstoffe, Schwefelsäure oder später dem Haber-Bosch-Verfahren, das die Düngemittelproduktion revolutionierte.

    (Foto: PR)
    Werk in Ludwigshafen, 1901
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    Das rasante Wachstum der Firma lässt sich am Wachstum des Werksgeländes in Ludwigshafen ablesen.

    (Foto: PR)
    Forschung wird zum Erfolgsfaktor
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    Aufbau einer Produktionsanlage im Jahr 1913 in Oppau, nahe Ludwigshafen. Ab 1908 beginnt die BASF nach grundlegenden Arbeiten des Karlsruher Professors Fritz Haber unter Leitung von Carl Bosch mit der Realisierung der Ammoniaksynthese im industriellen Maßstab.

    (Foto: PR)

    Mit seinen hohen Investitionen in die Digitalisierung der Forschung zielt der Konzern zugleich darauf, seine Forschung zu beschleunigen. Das Experiment im Labor werde damit nicht obsolet, könne aber gezielter ausgewählt werden. „Beides geht Hand in Hand“, sagt  Horst Weiss, der den Bereich Digitalisierung und Data Sciences der BASF leitet. „Wir setzen datengetriebenen Simulationen ein, um Hinweise für die Experimente zu erhalten.“

    Mit dem Supercomputer die Effizienz steigern
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