Unilever züchtete Düsen, nachdem Berechnungen scheiterten

Der Waschmittelherstellungsprozess von Unilever zwang eine kochende, chemische Hochdruck-Aufschlämmung durch eine Sprühdüse, um Waschmittelgranulat zu erzeugen, doch die Düsen verstopften immer wieder und erzeugten uneinheitliche Granulatgrößen – ein hartnäckiges Produktionsproblem. Der erste Ansatz des Unternehmens war der naheliegende: Man holte Mathematiker der Strömungsdynamik hinzu, um die theoretisch optimale Düsengeometrie aus physikalischen Grundprinzipien zu berechnen.

Dieser Ansatz der Expertenberechnung scheiterte – der mathematisch abgeleitete optimale Entwurf verstopfte in der Praxis weiterhin, weil die tatsächliche Strömungsdynamik im Inneren der Düse zu komplex war, um sie in einer handhabbaren Berechnung vollständig zu erfassen. Statt das theoretische Modell weiter zu verfeinern, übergab Unilever dasselbe Problem einer anderen Art von Experten: Biologen, die sich ihm ganz ohne Gleichungen näherten.

Die Biologen behandelten das Düsendesign als evolutionären Prozess statt als Berechnung: Ausgehend von einer bestehenden Düse erzeugten sie zehn zufällige Varianten, testeten alle zehn gegen das reale Verstopfungs- und Granulatkonsistenzproblem, behielten diejenige Variante, die am besten abschnitt, erzeugten zehn neue zufällige Varianten dieses Gewinners und wiederholten den Zyklus über 45 Generationen.

Stattdessen wurden Düsen gezüchtet: zehn zufällige Varianten erzeugen, gegen reales Verstopfen testen, die beste behalten, 45 Generationen wiederholen und so eine Lösung erreichen, die niemand erklären konnte.

Mathematische Modelle konnten die reale Strömungsdynamik nicht erfassen, daher verstopften berechnete Entwürfe weiterhin.

Das Testen zufälliger Varianten gegen das tatsächliche Problem lieferte direktes empirisches Feedback.

Iterative Selektion und Mutation konvergierten auf einen Entwurf, den keine Berechnung ableiten konnte.

Der Prozess erforderte nicht zu verstehen, warum der Gewinnerentwurf funktionierte, sondern nur seine Leistung zu messen.

Wenn die Berechnung aus ersten Prinzipien bei einem komplexen Problem scheitert, wechseln Sie zur evolutionären Suche: Varianten erzeugen, gegen die Realität testen, die beste auswählen, wiederholen.

Nach 45 Generationen und 449 gescheiterten Varianten konvergierte der Prozess auf einen Düsenentwurf, der über 100-mal effizienter war als das Original – er vermied zuverlässig Verstopfungen und erzeugte einheitliches Granulat –, obwohl die resultierende Form so seltsam war, dass niemand im Team in physikalischen Begriffen vollständig erklären konnte, warum sie besser funktionierte als der mathematisch „optimale“ Entwurf, den die Strömungsdynamiker berechnet hatten.