BMFT-Förderprogramm

Full text

M. Grötschel
Das
BMFT-Förderprogramm
"Anwendungsorientierte
Verbundvorhaben
auf
dem
Gebiet
der
Mathematik"
von
Martin
Grötschel
Über viele
Jahre
hinweg
hatten
Mathematiker
versucht,
das
Bundesministerium für Forschung
und
Technologie
(BMFT)
davon zu überzeugen, ein Pro-
gramm
zur
Förderung
mathematischer Forschung
aufzulegen. Alle Anstrengungen waren
er
folglos. Die
Unterstützung
einiger weniger
BMFT-Mitarb
eiter
reichte nicht aus, die Förderziele zu ändern
und
die
eingefahrenen
Förderstrukturen
aufzuweichen.
Die
Haltung
änderte
sich e
rst
, als höhere
BMFT-
Beamt
e
und
sogar der Minister selbst populärwis-
senschaftliche Vorträge einiger Mathematiker hörten
und
DMV-Vertreter ihre
Anstr
engungen intensivier-
ten, den politisch Handelnden die Bedeutung der Ma-
thematik
für die Wissensc
haft
und
den Wirtschafts-
sta
ndort
De
uts
chland zu verdeutlichen. Das
Erg
ebnis
dieser
Bemühung
en war schließlich die Ankündigung
eines
Math
ematikförderprogramms
durch
den Bun-
desminister für Forsc
hung
und
Technologie anläßtich
der
100-Jahrf
eier der DMV
im
September 1990 in
Br
emen.
Ein
Gr
emium, bestehend aus
Math
emati
-
kern, Kollegen
aus
benachbarten
Disziplinen, Vertre-
tern des
BMFT
und
der
DFG
, einigte sich relativ
rasch
auf
einen groben
Rahm
en der Förderziele. Der
BMFT
wollte Vorhaben
mit
dir
ektem Anwendungs-
bezug
und
wirtschaftlicher Relevanz fördern, die Ma-
thematiker Grundlagenforschung be
tr
eiben. Gleich-
zeitig sollte
natürli
ch - wegen bestehender Abspra-
chen der
staatlichen
Förderorganisationen-gewähr-
leistet werden, daß
BMFT-Förderung
gewisser ma-
them
at
ischer Spezialgebiete, Förderung anderer Vor-
haben
auf
diesen Gebi
ete
n durch z.B. die
DFG
nic
ht
ausschloß.
Um diesen
konträr
erscheinenden Wünschen ge-
rec
ht
werden zu können, wurde die Idee geboren,
anwe
ndun
gsbezogene Grundlagenforschung im Ver-
bu
nd
mit
der
Industri
e zu fördern. Förderungswürdig
sollten solche
Projekte
sein, die praktischen Frage-
ste
llungen e
ntstamm
en, zu deren Lösung die vorhan-
dene
mathematische
Theorie
und
Algorithmik nicht
ausreic
ht
,
Projekte
also, bei denen ein substantieller
Beitrag zur
mathematischen
Forschung geleistet wer-
den muß,
um
konkret vorliegende Aufgaben
adäquat
lösen zu können. Die Antragsteller sollt
en
ferner be-
reit sein, ihre Res
ult
ate
in mathematische
Ve
rfahren
umzusetzen, diese zu implementieren
und
z
ur
Lösung
realer
Probleme
einzusetzen. Zu diesem Zweck soll-
te
n
Indu
st
riefi
rm
en gef
und
en werden, die i
hr
e Bereit-
schaft
erk
l
ären
mußten,
mit
dem
Antragstell
er
zu ko-
8
operieren, die Verfahren zu testen
und
-bei Erfolg
-in der
Praxis
zu verwenden.
Ich halte diese Vereinbarung für einen
Kompr
o-
miß, der den Wünschen aller Seiten gerecht wird
und
bin überzeugt,
daß
die Ergebnisse der Forschungsvor-
haben
in diesem
Förd
erprogramm zeigen werden,
daß
diese
Art,
mathematische Forschung
zu
betr
eiben,
sowohl für die
Mathematik
sel
bst
als
auch
für den
Benutzer von
Math
emati
k auße
rord
entlich gewinn-
bringend ist. Ich sollte erwähnen,
daß
bei der Festle-
gung der oben genannten
Zi
ele von einigen Beteilig-
ten
Zweifel geäußert wurden, ob
überhaupt
genügend
Mathematiker in De
uts
chland diesen vielfältigen An-
forderungen ge
nüg
en könnten. Der nachfolgende Be-
ric
ht
über
die bisherigen Ergebnisse des
Programms
wird deutlich machen, daß für diese
Art
mathemati-
scher Forschung tatsächlich ein großes
Potential
vor-
handen
ist
.
Es
war klar, daß aufgrund
der
voraussichtlich
verfügbaren Mittel die
Mathematik
nicht
in
ihrer ge-
sa
mten
Br
eite gefördert werden konnte. Bei mehreren
Treffen wurden
dann
durch die Beteiligten die Ein-
zelheiten des Förderprogramms
ausgearbeitet
und
diejenigen Teilgebiete der
Mathematik
ausgewählt,
die durch dieses
Programm
gefördert werden sollten.
Man
einigte sich
auf
die Themenbereiche:
1.
Entwicklung von Algorithmen
und
Lösungsme-
thoden für komplexe Systeme nichtlin
ea
r
er
Dif-
ferentialgleichungen,
2.
Mathematische M
et
hod
en in
der
geometrischen
Datenv
e
rarb
e
itung
,
3. Mathematische Optimierung
und
Steuerung
technischer Systeme.
Zum Jahresbeginn 1991 waren die Ausschrei-
bungstexte f
ert
ig
und
kurz vor der Aussendung. In-
terne Probleme des
BMFT
, über die hier nicht berich-
tet
werden kann, führten jedoch zu weiteren Verzöge-
r
un
gen.
Pl
ötz
lich,
im
Februar
1993, ging alles jedoch
blitzschnell.
Unter
großem Einsatz einiger
BMF
T-
Mitarbeiter
waren
durch
Haushaltsumschichtungen
r
und
20
Millionen DM für ein dreijähriges Förder-
pro
gramm
im Zeitraum 1993
-199
6 gefunden worden.
Um
die 1993er Mittel noch für das
Programm
nutzen
DMV
Mitteilungen 1/
94
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Das BMFT-Förderprogramm "Anwendungsorientierte Verbundvorhaben
auf
dem Gebiet der Mathematik"
zu können,
wurden
extrem
knappe
Antragsfristen ge-
setzt. Die Ausschreibungstexte gingen
Mitte
Januar
1993
an
alle Universitäten, mathematischen Fachbe-
reiche
und
Institute
heraus. Ich
habe
sie ferner
an
über 100 Kolleginnen
und
Kollegen
mit
der
Bitte
um
Weitergabe
an
Interessierte verschickt.
Das Antragsverfahren war zweistufig. Zunächst
mußten zweiseitige Antragsskizzen bis
Mitte
April
1993 eingereicht werden.
Es
gingen -von nieman-
dem auch
nur
annähernd
erwartet
-250 Antrags-
skizzen ein. Aufgrund
der
vorhandenen Mittel war
jedoch klar,
daß
höchstens 50 Anträge genehmigt
werden könnten.
Da
die Einreichung
der
vollen An-
träge
an
den
BMFT
mit
erheblichem Aufwand ver-
bunden
ist, entschied
das
zuständige Gutachtergre-
mium, die eingegangenen Antragsskizzen zu bewer-
ten
und
den
Kolleginnen
und
Kollegen mitzuteilen,
ob
die
Gutachter
eine positive Erfolgswahrscheinlich-
keit für ihren
Antrag
sähen.
Rund
85 Antragsteller
wurden
ermutigt,
während den übrigen -in jeweils
individuell unterschiedlicher Form -mitgeteilt wur-
de, daß die
Gutachter
aufgrund
gewisser sichtbarer
Defizite in
der
Antragsskizze eher von einer Antrag-
stellung
abraten
würden. Negativeinschätzungen ka-
men in
der
Regel
dann
zustande, wenn kein konkre-
ter
Anwendungsbezug bzw.
Industriepartner
vorhan-
den waren (selbst
dann,
wenn die mathematische Fra-
gestellung
sehr
interessant, Anwendungen potentiell
möglich
und
die Kompetenz des Antragstellers außer
Zweifel waren)
und
wenn nicht ausreichend deutlich
gemacht wurde,
mit
welchen mathematischen Metho-
den die vorliegende Fragestellung konkret behandelt
werden sollte (selbst
dann,
wenn es sich
um
eine
äußerst wichtige Anwendung handelte)
und
welche
fachliche
Kompetenz
der
Antragsteller in diesem Be-
reich
hat
.
Zum -wiederum
sehr
knappen
-Schlußtermin
für die endgültige Antragstellung (Mitte
Juni
1993)
lagen
dann
95 vollständige Anträge vor. Zur Begut-
achtung
der
Anträge
wurden
drei Unterausschüsse
(für die drei verschiedenen Förderbereiche) berufen,
die
Ende
Juli
1993 eine Bewertung aller
Anträg
e in
ihrem
Ber
eich vornahmen. Die Unterausschüsse teil-
ten die
Anträge
in
drei Kategorien ein: endgültig ge-
nehmigt, endgültig abgelehnt
und
Vergleich
mit
den
Anträgen
in
den anderen Bereichen erforderlich.
Am
20. August entschied der Ausschuß der
Hauptgutachter
über
die noch offenen Fälle
und
leg-
te
die endgültige Höhe
der
Förderung
der einzelnen
Projekte
fest.
Gleichzeitig erfreulich
und
bedauerlich war, daß
weitaus
mehr
Anträge
ausgezeichneter
Qualität
vor-
lagen, als gefördert werden konnten.
Es
wurden da-
her -wie in solchen Fällen üblich -verschiede-
ne
Sekundärkriterien herangezogen,
um
zwischen den
als wissenschaftlich gleichwertig eingeschätzten An-
DMV
Mitteilungen
1/94
trägen
eine Entscheidung zu fällen. Dies ist für die
Unterlegenen unerfreulich (und manche
haben
dies
in Telefonanrufen
und
Briefen
an
mich
und
andere
Gutachter
beklagt),
aber
leider unvermeidlich. Nicht
bei diesem
Programm
zum Zuge gekommen
zu
sein,
heißt keineswegs, einen schlechten
Antrag
abgeliefert
zu haben.
Die
Hauptgutachter
entschieden
im
August fer-
ner, die Mittel -bis
auf
wenige Ausnahmen, die
insbesondere
Anträge
aus
den neuen Bundesländern
betrafen -
nur
für Personal zu verwenden
und
fer-
ner
alle
Projekte
mit
einer
nur
sehr
dünnen
BMFT-
geförderten Personaldecke (in
der
Regel ein wissen-
schaftlicher
Mitarbeiter
und
eine studentische Hilfs-
kraft) zu versehen, so daß möglichst viele
Projekte
gefördert werden konnten. Auf diese Weise sind
dann
die folgenden 55
Förderprojekte
genehmigt worden,
deren
Titel
in
der
nachfolgenden Liste
zu
finden sind.
Gruppe
1 -
Entwicklung
von
Algorith-
men
und
Lösungsmethoden
für
kom-
plexe
Systeme
nichtlinearer
Differenti-
algleichungen
-Hysteresis
und
Materialermüdung
-Entwicklung von
adaptiven
Multilevel-
Methoden
zur
Berechnung von Eigenlösungen
der
Helmholtzgleichung für Halbl
eite
rstruktu
-
ren
der integrierten
Optik
-Entwicklung effizienter Algorithmen
zur
Simula-
tion des Wachstum von III-V Halbleiterstruk
tu
-
ren
-Skalierungsverhalten
und
Stabilität
chemischer
Prozesse
Lösung von Differentialgleichungen
und
sin-
guläre Mannigfaltigkeiten in der dynamischen
Simulation von Rad-Schiene-Systemen
-Reaktions-Diffusionsgleichungen in Mehrpha-
sensystemen
mit
Anwendungen in
der
Halble
i-
tertechnologie
-Modellierung
und
2D-Simulation von
Quantum-
Weil-Halbleiterlasern
unter
Einbindung des
Schrödinger-Poisson-Systems
-Kopplung von
Finit
e-Element-
und
Randele-
mentmethoden für die numerische Simulation
von piezokeramischen
Strukturen
-Adaptive Materialien
und
Strukturen
9
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M. Grätsche]
10
-
Optimierung
von Anlagen
zur
Absaugung der
Bodenluft bei
der
Sanierung
von Schadensfällen
mit
lei
cht
flüchtigen halogenierten Kohlenwasser-
stoffen
Entwicklung effizi
enter
Algorithmen
zur
nume-
rischen Lösung
der
3D Neutronentransportgei-
chungen in
Kernreaktoren
-Deformation einer elastischen Flexlippe
-Finite-Elemente-Lösung inkompressibler und
nichtisothermer Innenströmungen in dreidimen-
sionalen Gebieten komplexer Geometrie
-Entwicklung eines Partikelverfahrens
zur
B
e-
rechnung von reaktiven Strömungen in verdünn-
ten
Gasen
Stereologie für Partikelsysteme
-Reaktive
Strömungen
in chromatographischen
Säulen
-Trägerbeeinflußter
und
lösungsvermittelter
Transport
von Umweltchemikalien in porösen
Medien: Numerische Simulation
und
Parameter-
identifizierung
-Effiziente Löser für Diffusions-Reaktions-
Transportprozesse in porösen Medien
am
Bei-
spiel eines Simulationsmodells für diagnostische
Teststreifen
-Numerische Simulation von Diffusionsflammen
-Mathematische Beschreibung von Grenzflächen-
instabilitäten
zwischen
strömenden
Medien: An-
wendung
auf
die Metallpulverherstellung
-Entwicklung vorkonditionierter Iterationsver-
fahren für
Rand
ele
mentmethoden
der
Thermo-
elastizität
auf
Parallelrechne
rn
-Untersuchung
der
Dynamik
der nichtlinearen
parti
ellen Differentialgleichungssysteme
dur
ch
Analyse eines korrespondierenden dynamischen
Systems im Hinblick
auf
die thermische
Mat
er
i-
albearbeitung
-Hochauflösende genaue Modeliierung von
SO
FC-
Br
ennstoffzellen
Berec
hnung
schwachkompressibler Gasströmun-
gen
-Entwicklung
Mathematischer
Software für die
numerische Lösung von Anfangswertaufgaben
und
die Durchführung von Sensitivitätsana-
lys
en
bei komplexen Systemen nichtlinea-
rer Algebra-Differentialgleichungen
der
Gesamt-
fahrzeug-Simulation
Gruppe
2 -
Mathematische
Methoden
in
der
geometrischen
Datenverarbei-
tung
-
Glätten
von B-Splineflächen
-Erkennung, Beschreibung
und
Visualisierung
molekularer
Strukture
n
-3D Computer-Tomographie
-Artefaktbildung bei
Math
ematischer
Entfaltung
schallpyrometrisch ermittelter integral
er
Tempe-
raturwerte
-
Texturana
lyse
-Dynamische Systeme und
Fraktal
e in
der
medi-
zinischen Bildverarbeitung
-GeomPtrische Datenverarbeitung
un
d Simulati-
on bei
der
Planung
und Durchführung zahnme-
dizinischer Eingriffe
-Stochastische Verfahren z
ur
Analyse von
Gefügestru
kturen
Effiziente Wavelet-Algorithmen in
der
Bildverar-
beitung
-Modelle für Freiformflächen beliebiger topalogi-
scher
Strukt
ur
Gruppe
3 -
Mathematisch
e
Optimie-
rung
und
Steuerung
technischer
Syste-
me
-Mathematische Methoden
zur
optimalen
Lini-
enführung
und
Routenplanung in Verkehrssyste-
men
-
Stabilität
von Oszillatorschalt
ungen
-Identifikation, Bahnoptimie
rung
und
Echtzeit-
steuerung
von
Robotern
in der industriellen An-
wendung
-Ladungswechsel im Verbrennungsmotor
-Numerische Verfahren zur Lösung großer
st
rukturierter
Systeme von Algebra-
Differentialgleichungen
der
chemischen Verfah-
renstechnik
-Projektionsverfahren zur Simulation von Kopo-
lymerprozessen
DMV
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Das BMFT-Förderprogramm "Anwendungsorientierte Verbundvorhaben
auf
dem
Gebiet der Mathematik"
Optimierung
der
Fahrzeugumlaufplanung
1m
öffentlichen
Nahverkehr
-Numerische
Simulation
von
Halbleiterprozessen
-Verfahren
zur
Optimierung
des
Mitarbeiterein-
satzes
am
Arbeitsplatz
-
Entwurf
nichtlinearer
H
00
-optimaler
Regler
zur
verfahrenstechnischen
Prozeßführung
-
Optimale
Blockauswahl
bei
der
Kraftwerksein-
satzplanung
-
Prozeßoptimierung
bei
Industrieöfen (Nu-
merische Verfahren
zur
Steuerung
bei
Erwärmungsöfen)
-Modellierung,
Simulation
und
Steuerung
trans-
dermaler
Prozesse
-Dreidimensionale
Packungsprobleme
(Auftrags-
optimierung
auf
Europaletten)
Gesteuerte
Abkühlung
von
Profilstählen
in
Kühlstrecken
-
Optimale
Linienführung
und
Routenplanung
in
Verkehrssystemen
( Schienenverkehr)
-Modeliierung
und
Optimierung
diskreter
und
kontinuierlicher
Strukturen
-
Entwurf
von
dynamischen
Beobachtern
für Tor-
sionsschwingungen
von
Turbosätzen
-
Optimale
Steuerung
des Abwasserflusses
durch
Kanalnetze
mit
Rückhaltebecken
-
Entwurf,
Off-Line-Programmierung
und
Bahnoptimierung
von
Industrierobotern
Eine
erfreuliche
Erkenntnis
war,
daß
mathema-
tische
Forschung
der
hier
geförderten
Art
nicht
nur
an
wenigen
Institutionen
in
Deutschland
erfolgt.
Am
BMFT-Förderprogramm
nehmen
Mathematiker
aus
31 verschiedenen
Universitäten
und
außeruniver-
sitären
Forschungsinstituten
in
den
folgenden
Orten
teil:
Aachen
,
Bayreuth,
Berlin
(FU,
HU, IAAS, ZIB),
DMV
Mitteilungen
1/94
Brauns
chweig,
Br
emen,
Chemnitz-Zwickau,
Darm-
stadt,
Dr
esden,
Erlangen,
Freiberg,
Freiburg,
Heidel-
berg,
Jena,
Jülich,
Kaiserslautern,
Kiel, Köln, Mag-
deburg,
München
(TU,
Universität
der
Bundeswehr),
Münster,
Passau,
Potsdam,
Rostock,
Saarbrücken
,
Stuttgart,
Trier,
Würzburg.
Die
Projekte
haben
zum
1.
Oktober
1993
oder
zum
1.
Januar
1994
ihre
Ar-
beit
aufgenommen ..
Nun
kommt
es
darauf
an,
daß
wir
zeigen,
daß
Mathematiker
Forschung
unter
den
oben
sk
i
zzierten
Rahmenbedingungen
betreiben
können,
die
unmittelbar
zu
wirtschaftlich
relevanten
Ergeb-
nissen
führt.
Nur
wenn
überzeugende
Erfolge nach-
gewiesen werden
können,
können
wir
auf
eine
erneute
Förderung
von
mathematischer
Forschung
durch
den
BMFT
in Zukunft hoffen. Ich
bin
überzeugt,
daß
dies
gelingen wird.
Zum
Schluß
möchte
ich
betonen,
daß
die bishe-
rige
Zusammenarbeit
mit
dem
BMFT
ausgezeichnet
war. Dies
ist
nicht
zuletzt
ein Verdienst
der
Herren
Dr. Schunck
und
Dr.
Urban
vom
BMFT,
die sich
allen
Wünschen
der
beteiligten
Mathematiker
ge-
genüber
aufgeschlossen gezeigt
haben.
So
verlief
etwa
die
Begutachtung
analog
zu
dem
durch
die
DFG
ge-
prägten
Rahmen.
Die
Hauptgutachter
für
das
Förder-
programm
(dies
sind
derzeit
Frau
März
und
die Kolle-
gen Gajewski,
Grötschel
(stellvertr.
Sprecher),
Hack-
busch,
Jäger
(Sprecher), Kirchgäßner)
wurden
durch
den
BMFT
aus
einer von
der
DMV
vorgelegten Liste
ausgewählt.
Analog
wurden
die
drei
Unterausschüsse
bestimmt.
Die verwaltungstechnische
Administrati-
on
des
Programms
wird -wie
beim
BMFT
üblich
-
von
einem
Projektträger
abgewickelt.
In
unse-
rem
Falle
ist
dieser
das
Forschungszentrum
Jülich
.
Auch wenn es
anfangs
einige Beschwerden
über
die
in
Jülich
verwendete
Datentechnik
und
die von
den
Antragstellern
zu
benutzende
Software
gab,
so
hat
sich die
Kommunikation
inzwischen eingespielt. Dies
ist
insbesondere
auf
die Hilfsbereitschaft
und
den
ho-
hen
Arbeitseinsatz
der
Kollegen
in
Jülich
zurück-
zuführen, die
mit
dünner
Personaldecke einer An-
tragsflut
gegenüberstanden,
mit
der
keiner
gerechnet
hatte.
Ich hoffe,
daß
diesem
Bericht
über
einen
erfreuli-
chen Beginn
in
drei
Jahren
ein
Abschlußbericht
über
das
BMFT-Förderprogramm
folgen
kann,
der
eine
ähnlich positive
Grundstimmung
vermittelt.
11
Unauthenticated
Download Date | 11/12/15 6:51 PM