Lanxess geht bei der Entwicklung kundenspezifischer Hochleistungs-Kunststoffe zukünftig neue Wege: Durch den Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) will der Spezialchemie-Konzern die Entwicklungszeit neuer Materialien deutlich verkürzen. Dafür kooperiert man mit Citrine Informatics, einem KI-Unternehmen aus den USA, das sich auf die softwaregestützte Entwicklung chemischer Produkte spezialisiert hat.

Beide Unternehmen haben jetzt ein Pilotprojekt gestartet, um das Potenzial von KI bei der Kunststoffherstellung auszuloten. Ziel ist es, die Glasfasern, mit denen Lanxess viele seiner Hochleistungs-Kunststoffe verstärkt, weiter zu optimieren und somit letztlich die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe weiter zu erhöhen.

Dabei spielt die Glasfaserschlichte eine entscheidende Rolle. Glasfasern, die den Kunststoffen beigemischt werden, um sie mechanisch belastbarer zu machen, werden mit einer Schlichte ummantelt. Dies sorgt für eine bessere Anbindung der Glasfasern an die Kunststoffmatrix und letztlich für die gewünschten Eigenschaften der Hochleistungs-Kunststoffe. Die Optimierung der Glasfaserschlichte ist komplex, sehr aufwändig und zeitintensiv. „Wir gehen davon aus, dass wir durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz die Entwicklungszeit für optimierte Rezepturen auf weniger als die Hälfte reduzieren können“, sagt Axel Tuchlenski, Leiter der globalen Produkt- und Anwendungsentwicklung im Geschäftsbereich High Performance Materials. „Das erlaubt uns, den Kunden noch bessere, maßgeschneiderte Produkte anzubieten. Gleichzeitig sind wir damit schneller am Markt.“

KI unterstützt mit Rezepturvorschlägen
Die komplexe Zusammensetzung der Glasfaserschlichten und zahlreiche Einflussfaktoren während der Herstellung der Hochleistungs-Kunststoffe erfordern bei einem traditionellen Vorgehen in der Produktentwicklung sehr viele Tests, deren Ergebnisse schwer zu prognostizieren sind. KI leistet hier einen entscheidenden Beitrag, um aus vorhandenen Daten das Maximale herauszuholen. Gespeist aus tausenden Messergebnissen bisheriger Rezepturen, Rohstoffinformationen und zahlreicher weiterer Daten berechnen KI-Algorithmen Prognosemodelle für noch bessere Versuchskonstellationen und -parameter, entwickeln diese Modelle mit den Messergebnissen eines jeden Versuchs weiter und schlagen letztlich eine optimale Rezeptur vor. Dieses Verfahren macht die Produktentwicklung deutlich schneller als traditionelle Methoden.

Für Jörg Hellwig, Leiter der Digitalisierungsinitiative bei Lanxess, bildet das Pilotprojekt zur Produktentwicklung bei Hochleistungs-Kunststoffen nur den Anfang für den Einsatz von KI im Unternehmen. „Künstliche Intelligenz ist eine entscheidende Technologie, um aus der Vielzahl von Daten innerhalb des Konzerns Neues zu schaffen.“

2017 hat der Konzern seine Digitalisierungsinitiative gestartet. Dafür wurde ein eigener Bereich gegründet. Er wird geleitet von Chief Digital Officer Jörg Hellwig, der direkt an den Vorstandsvorsitzenden Matthias Zachert berichtet. Zentrale Handlungsfelder der Initiative sind die Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle, die Einführung neuer Technologien entlang der Wertschöpfungskette, der Aufbau und die Nutzung von Big Data sowie die Verankerung digitaler Kompetenzen bei den Mitarbeitern.

Citrine Informatics ist der Marktführer beim Einsatz von datengestützten Methoden zur Produktentwicklung in der Werkstoffwissenschaft, der so genannten Materialinformatik. Die Citrine-Plattform beschleunigt die Entwicklung von Materialien und Chemikalien mit Hilfe von Materialdaten und KI. Das Unternehmen wurde vom Weltwirtschaftsforum als Tech Pioneer 2017 für technologische Innovationen ausgezeichnet und erhielt 2018 den Best-in-Biz Start-up of the Year Award. Das Unternehmen arbeitet mit einigen der besten Universitäten der Welt zusammen, darunter die Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, und die University of California, Berkeley.