In internationaler Kooperation mit exzellenten Universitäten entwickelt Siemens wegweisende Technologien, etwa für intelligentes und möglichst effizientes Energiemanagement. Die interkulturelle Zusammenarbeit ist dabei nicht zuletzt wegen der räumlichen Distanz nicht immer einfach, aber für die Forscher eine Bereicherung und Horizonterweiterung.
Intelligentes Gebäude: An der Universität Berkeley erprobt ein globales Forscherteam eine neue Steuerung des Energieverbrauchs.
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In einem Team aus unterschiedlichen Zeitzonen, muss man schon mal früher aufstehen oder seine Mittagspause opfern“, sagt Dr. Yan Lu. Seit Sommer 2010 leitet sie bei Siemens Corporate Technology (CT) in Princeton, USA, die Forschungskooperation mit der University of California in Berkeley (UCB). Die interkulturelle Arbeit macht ihr trotz der Zeitzonenrechnerei Spaß, schon während ihrer Promotion forschte sie mit Studenten aus der ganzen Welt.
Nur manchmal merkt die Chinesin noch die kleinen Unterschiede in der Mentalität. „Mein Projektmanager kommt aus Deutschland, er hat so eine intuitiv-direkte Art. Wir aus der orientalischen Kultur sind nicht so gerade heraus. Dabei ist das, was jemand denkt und fühlt, sehr entscheidend für die Zusammenarbeit in einem Team“, sagt Yan Lu. Mit ihrer neunköpfigen Mannschaft aus Chinesen, Indern, Deutschen und Amerikanern forscht Lu an einem Gebäudemanagementsystem, das sich durch automatische Laststeuerung der Stromnachfrage anpasst. Durch den effektiven Umgang mit Diskrepanzen bei Stromangebot und -nachfrage entlastet das die Energienetze (siehe Artikel „Das Haus denkt mit beim Stromsparen").
So genannte Smart Energy Boxes bilden die Brücke zwischen Gebäudetechnik und Energieversorgung. Der Clou: Die Smart Box teilt mit, zu welchem Preis der Strom erhältlich ist und passt den Verbrauch dynamisch an das Angebot und den täglichen Ablaufplan der Bewohner an. Getestet wird das System an einem Gebäude auf dem UCB-Campus. Die Universität bietet Expertise in der Erforschung und Entwicklung dezentraler Laststeuerung. Siemens ist verantwortlich für das zentrale Laststeuerungs-Management, wertet die Testergebnisse aus und stellt die Gebäudetechnik bereit.
Die Kooperation mit der UCB kommt nicht von ungefähr. Die Hochschule rangierte im „Academic Ranking of World Universities“ 2010 hinter Harvard auf Platz zwei. Seit 2009 gehört sie auch zum CKI-Programm (Center of Knowledge Interchange) von Siemens. Dieses fördert langfristige Partnerschaften mit renommierten Universitäten in führenden Forschungsfeldern wie zum Beispiel Nachhaltigkeit. „Das ist eine Win-Win-Situation. Die Universität kann lernen, was für die Industrie relevante Probleme sind und so eigene Ressourcen anwendungsbezogen einsetzen. Für Siemens wiederum ist der internationale Zugang zu Grundlagen- und angewandter Forschung sowie zu Studenten und Nachwuchsforschern enorm wichtig“, erklärt Jack Hurley, der bei CT für die Kooperationen mit nordamerikanischen Universitäten zuständig ist. Gerade bei der Entwicklung von Innovationen ist die kulturelle Vielfalt in Forschungsgruppen förderlich: Man kommt deutlich schneller zu Informationen über den Wissensstand in Deutschland, Anforderungen in China oder Bedürfnissen in Indien – schließlich sollen die Lösungen später international ein-gesetzt werden. „Grenzenlose Forschung ist extrem wichtig, weil Produkte und Information global verfügbar sind. Sich in der Forschung zu isolieren, macht keinen Sinn“, sagt Prof. Dave Auslander, der von UCB-Seite das Projekt betreut. Dass die kulturellen Unterschiede eine Herausforderung für die Arbeit sein können, weiß auch er: Die erste Hürde ist schon die Sprache. Nur mit Basisvokabular lassen sich fachliche Diskussionen schlecht führen.
„You know“. „Man versucht das Wissen da zu gewinnen, wo es vorhanden ist“, sagt auch Dr. Dragan Obradovic, der mit dem berühmten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston zusammenarbeitet, wo unter anderem weltweite Spitzenforscher für Regelungstheorie sitzen. Auch das MIT hat eine CKI-Allianz mit Siemens. Seit Oktober 2008 leitet Obradovic ein Fünf-Mann-Transatlantik-Team vom Münchener CT-Forschungszentrum aus. Man merkt ihm an, dass er ein globaler Forscher ist: Er kommt aus Serbien, hat am MIT promoviert, lebt in Deutschland, hat einen italienischen Pass und beginnt auch deutsche Sätze mit „You know“.
Gemeinsam mit den US-Kollegen entwickelt er intelligente Regelungslösungen. Also beispielsweise Systeme, die für die Gebäudeautomation von Yan Lu ebenso essenziell sind wie für die selbstregulierende Steuerung von Energienetzen. Sie basieren auf Sensoren und Aktuatoren, die wie die Sinnesorgane und Gliedmaßen der Maschinen oder Turbinen wirken und sich zu einem sinnvoll agierenden Nervensystem verbinden müssen. Dafür braucht es eine intelligente Schaltstelle, die aufgrund kluger Algorithmen die Flut gewonnener Messwerte sicher und sinnvoll verarbeitet. Eine Herausforderung, wenn es darum geht, die Auswirkungen unsteter Energiequellen wie Sonne oder Wind auf Stromnetze besser abzufedern.
Die Belastung der Stromnetze wird sich ausweiten, wenn in Zukunft viele Fahrzeuge Elektroantriebe besitzen und gleichzeitig an den Stromzapfsäulen hängen. Aber die Batterien der Fahrzeuge können die Netzstabilität auch unterstützen, wenn sie aufgrund einer intelligenten Regelung Elektrizität in die Netze abgeben (Pictures of the Future, Herbst 2010, Volle Ladung).
„Gerade Themen wie die Regelung der Stromnetze sind universell. Deshalb sollte auch die Forschung dazu global sein“, sagt Obradovic. Neben der Entwicklung von Regelungsalgorithmen sucht sein Forscherteam nach Ansätzen, um die dafür notwendigen Datenpakete möglichst in Echtzeit und verlustfrei auszutauschen. Dabei kommt es selbst in der präzisen Mathematik in internationalen Teams mitunter zu Meinungsverschiedenheiten. „Die verschiedenen kulturell bedingten Blickwinkel führen immer mal zu Reibereien. Aber das ist gut, ich kann mein Denken korrigieren und lerne neue Lösungsansätze kennen.“
Die rund 6.500 Kilometer zwischen München und Boston sind für Obradovic eine überwindbare Distanz. „Wir sind sehr gut für die Fernarbeit ausgerüstet. Chats, Video-Konferenzen oder Desktop-Sharing sind für mich ganz normal.“ Mindestens zweimal im Jahr fliegt er zu den Kollegen nach Boston und umgekehrt, denn selbst die besten Computer-Treffen ersetzen keine Vor-Ort-Termine. Der persönliche Kontakt macht es leichter, sich in die Kollegen und ihre Arbeitsumgebung hineinzuversetzen.
Der Trend zur globalen Forschung ist unübersehbar. Mit Hilfe des Internets können wir heute global und in Echtzeit kommunizieren. Dragan Obradovic träumt schon vom virtuellen 3D-Labor und Arbeitszimmer: In 20 Jahren, so glaubt er, gehören virtuelle Treffen globaler Teammitglieder und Kooperationen auf Online- Plattformen zum Alltag.
„You know“, fährt er fort, „ich weiß nicht, wo die technischen Grenzen sind. Vielleicht wird aber auch jemand einfach ein besseres Mittel gegen Jetlag oder schnellere Flugzeuge erfinden“, sagt er lächelnd.