Kern der Arbeiten des Fraunhofer IWM sind Werkstoffinformationen und Werkstoffdaten. Mit der Digitalisierung von Materialien leisten wir einen wichtigen Beitrag dazu, dass die zu verarbeitenden Materialien Bestandteil der digital durchgängigen und vernetzten Wertschöpfungskette werden.
Zentraler Aspekt ist, geeignete Materialdatenräume zu schaffen, womit alle materialspezifischen Daten digital verwaltet, automatisierbar abgefragt und Materialeigenschaften und Zustandsinformationen rekonstruiert werden können. Der Materialdatenraum ist Voraussetzung für eine Einbindung der Materialien in digital vernetzte Systeme. Digitale Materialzwillinge, die aus dem Materialdatenraum heraus mit Datenanalysewerkzeugen und Materialmodellen rekonstruiert werden, ermöglichen die Durchlässigkeit von örtlich und zeitlich variierenden Materialeigenschaften entlang des Produktlebenszyklus und über Unternehmensgrenzen hinaus.
Entwicklungs-, Fertigungs- und Betriebsprozesse lassen sich durch digitale Workflows wesentlich effizienter gestalten. Erst durch eine durchgängige Beschreibung der Materialeigenschaften und ihrer Veränderungen, bekommt das Management des Produktlebenszyklus eine neue Qualität und es ergeben sich neue Geschäftsmodelle.
Unsere Zielsetzung ist digitale Workflows über mehrere Schritte hinweg so zu gestalten, dass eine möglichst umfassende digitale Repräsentation des betrachteten Prozesses entsteht und sich so »mit der Digitalisierung bessere Produkte erzeugen lassen«.
In der Forschung hat sich Fraunhofer IWM zum Ziel gesetzt, den Umgang mit Werkstoffinformationen zu vereinheitlichen und zu erleichtern. Die Vision eines geteilten Werkstoffdatenraums nach FAIR-Prinzipien (Wilkinson et al., 2016, DOI:10.1038/sdata.2016.18) verspricht Synergien und Effizienzgewinne durch die Verfügbarkeit wissenschaftlicher Ergebnisse und wäre ein großer Schritt zur Informationsintegration in der Werkstofftechnik.
Das Fraunhofer IWM und seine strategischen Projektpartner erarbeiten in aktuellen Leuchtturmprojekten hierfür erste Frameworks. Damit sollen dezentrale Materialdaten einheitlich strukturiert und zugänglich werden – natürlich unter Gewährleistung der Datensicherheit und der Datensouveränität. Aufgrund mangelnder Interoperabilität ist es heute kaum möglich aufwendig erzeugte Daten effizient zu verwalten und die Nutzung nachhaltig und flexibel zu gewährleisten – und das obwohl die umfangreichen Datenschätze eine Vielzahl wertvoller Erkenntnisse bergen.
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
