Graduiertenschule AICES

  Peter Winandy

Der Fortsetzungsantrag der Graduiertenschule "Aachen Institute for Advanced Study in Computational Engineering Science" (AICES) im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder wurde für zweite Phase 2012 bis 2017 positiv begutachtet. AICES forscht interdisziplinär an der Schnittstelle zwischen Mathematik, Informatik und den Ingenieurwissenschaften und bündelt somit die Expertise von Instituten, die seit langem in der Forschung und Lehre intensiv zusammenarbeiten. In der zweiten Förderphase wird diese Zusammenarbeit um Wissenschaftler von drei weiteren Fakultäten und vier neuen Nachwuchsforschergruppen ergänzt.

 

AICES - Zum Hintergrund

Moderne Simulationswerkzeuge sind in der Industrie unverzichtbar geworden. Mit Hilfe solcher Werkzeuge werden heute in vielen verschiedenen Industriezweigen - etwa im Automobil- und Flugzeugbau, in der chemischen Industrie oder in der Medizintechnik - Planungen und Optimierungen von wachsender Komplexität durchgeführt.

Dabei wird allerdings die bloße Verfügbarkeit immer leistungsfähigerer Computer nicht ausreichen, um die technologischen und naturwissenschaftlichen Herausforderungen der Zukunft zu lösen. Die eigentlichen Schwierigkeiten liegen in der mathematischen Darstellung - der Modellierung - der technischen Fragestellung und in ihrer Umsetzung auf dem Computer mit Methoden der Informatik. Die klassische Ausbildung in den Ingenieurwissenschaften deckt diese Anforderungen oft nur unzureichend ab. AICES bildet daher eine neue Generation von Doktoranden aus, die diese Methoden beherrschen und lernen, sie auf technologisch und wissenschaftlich herausfordernde Fragen anzuwenden.

Der fächerübergreifende Ansatz wird auch an den beteiligten Einrichtungen deutlich: die Graduiertenschule besteht aus einer Kooperation von mehr als 25 Hochschulinstituten. Neben den Fachgruppen Mathematik, Informatik, Maschinenbau, Materialwissenschaften und Georessourcen, sind nun auch Wissenschaftler der Fachbereiche Bauingenieurwesen, Elektro- und Informationstechnik, sowie Medizin beteiligt. Zudem wird die Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich und dem Max Planck Institut für Eisenforschung in Düsseldorf weiter ausgebaut.

Exzellente Promovendenausbildung

AICES verfolgt das Ziel, über einen höchst innovativen und interdisziplinären Ansatz die Promotionsdauer durch eine intensive Betreuung zu verkürzen, die interdisziplinäre und internationale Kompetenz der Promovenden zu fördern und den Erwerb von Schlüsselqualifikationen zu unterstützen. Dies bildet die Grundlage für eine Promotionsforschung auf höchstem wissenschaftlichem Niveau mit engster Forschungsverzahnung.

Ein Kernelement von AICES ist die Einrichtung eines Betreuerteams für jeden Doktoranden mit einem Betreuer (Nachwuchsgruppenleiter), einem Co-Betreuer (etablierter Professor), einem Mentor (erfahrener Promotionsstudent), sowie einem Mitglied des AICES Service Teams. Die etablierten Professoren stehen sowohl den Doktoranden als auch den Nachwuchsgruppenleitern beratend zur Seite.

Internationalität und ausgezeichnete Betreuung

Optimal ergänzt wird die exzellente Promotionsausbildung durch die Kooperationen mit nationalen und internationalen Universitäten. Die hoch qualifizierten Nachwuchsgruppenleiter beziehungsweise Juniorprofessoren der Graduiertenschule, die fast alle an führenden internationalen Universitäten wie Stanford, MIT oder Berkeley promoviert haben, bieten eine stark gefächerte Erweiterung von aktueller Methodenkompetenz, die insbesondere langfristig wirksame Schnittstellen zu vielen Anwendungsbereichen innerhalb der Universität schaffen können.

In der zweiten Förderphase werden zusätzlich zu den bereits bestehenden Nachwuchsforschergruppen, vier weitere in den Bereichen Materialwissenschaften, Geophysik, Informatik und Mathematik hinzukommen. Ebenso wird auch die Anzahl der Doktorandenplätze steigen. Somit ist eine umfangreichere Nachwuchsförderung auf Basis herausragender Forschung im Bereich Computational Engineering Science möglich. Dies erfolgt sowohl auf der Ebene der Studierenden und Doktoranden als auch auf der Ebene der Juniorprofessoren und Nachwuchsgruppenleiter. Hierdurch wird eine nachhaltige Verzahnung von Grundlagen und Anwendungen generiert, die für eine dynamische Fortentwicklung einer innovationsträchtigen Forschungskultur sorgt.

Zur Stärkung der Internationalität wird zudem das Programm für langfristige Gastaufenthalte hochkarätiger international anerkannter Wissenschaftler weiter ausgebaut.

Der wissenschaftliche Schwerpunkt im Detail

Den wissenschaftlichen Schwerpunkt bildet weiterhin die Auseinandersetzung mit neuen Ansätzen zur Analyse und Synthese technischer Systeme aus den Anwendungsfeldern Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Werkstoff- und Geowissenschaften sowie in Ergänzung zu diesen Elektrotechnik, Biomedizin und Bauingenieurwesen. Dieses breite Spektrum bietet enormes Potenzial für zielgerichtete Forschung in der Synthese, mit besonderem Schwerpunkt auf inversen Problemen im weiteren Sinne. Die Lösung der zugrunde liegenden inversen Probleme erfordert den Einsatz innovativer rechnergestützter Methoden, die die Modellentwicklung und -identifikation, die Modellinteraktion auf verschiedenen Skalen sowie den optimalen Entwurf, Regelung und Betrieb komplexer technischer Systeme umfassen.

AICES wird unterstützt durch die bereits vorhandenen Aktivitäten an der RWTH Aachen im Bereich Computatinal Engineering Science (CES), wobei die Rolle der Graduiertenschule als Inkubator weiter ausgebaut werden soll.