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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Konzept zur Digitalisierung der Datenverarbeitung aus werkstoffwissenschaftlicher Forschung.

Thursday (19.09.2019)
11:00 - 11:30 Uhr Tammann
Bestandteil von:


Die Digitalisierung hält zunehmend Einzug in das klassische Ingenieurwesen. Gerade im Bereich der Werkstoffwissenschaften zeichnen sich bahnbrechende Innovationen durch moderne Methoden der Datenverarbeitung ab. Zudem versprechen semantische Technologien den forschenden Unternehmen einen erfolgsentscheidenden Produktivitätsgewinn, indem das Wissen nutzbar gemacht wird, welches bestehenden Daten zu Grunde liegt.

Dieser Beitrag beschreibt ein Konzept zur umfassenden Digitalisierung der Verarbeitung von Forschungsdaten, welche in werkstoffwissenschaftlichen Laboren anfallen können. Dies betrifft neben der experimentellen Datenerfassung sowohl die Ablage, als auch den Abruf der Daten.

Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, EMI hat sich auf die Untersuchung von physikalisch-technischen Vorgängen in Werkstoffen, Strukturen und Komponenten spezialisiert. Über eine in Europa einzigartige Ausstattung an Beschleunigungsanlagen werden neben Metallen und Kunststoffen, auch Verbund- und 3D gefertigte Strukturwerkstoffe geprüft. Dabei wird das gesamte Dehnraten-Spektrum von quasistatisch, über dynamisch bis hin zum Hochgeschwindigkeitsimpakt abgedeckt. Die Vielzahl an eingesetzten Geräten und Methoden resultiert in einer enormen Heterogenität der Daten, was hohe Anforderungen an die digitale Datenverarbeitung und schließlich den Aufbau einer geeigneten Datenbank stellt.

Da der Erfolg einer Innovation neben seiner Funktionalität maßgeblich auch von der Akzeptanz der Nutzer abhängt, muss der erste Schritt eine Anforderungsanalyse sein, die spezifiziert, welche Daten und Zusammenhänge verwaltet werden sollen. Aufbauend darauf werden durch den Einsatz von Ontologien Datenschemata formuliert, die das prävalente Anwendungsgebiet formal erfassen. Dabei wird ein exemplarischer Prozess, welcher den gesamten Lebenszyklus einer Werkstoffprobe von Anlieferung bis Datenauswertung abdeckt, mit seinen Kontrollgrößen dargestellt. Da in realistischen Szenarien eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse innerhalb eines Anwendungsbereiches vorliegen, werden außerdem Möglichkeiten zur effizienten Anpassung gegebener Ontologien beschrieben. Weiterhin wird im konzeptionellen Entwurf der Datenbank die entsprechende Speicherung der Daten berücksichtigt, ebenso wie deren Abfrage durch Suchkriterien oder Schnittstellen zu externen Datenanalysetools. Als Beitrag zur nachhaltigen Nutzung eines neuen Systems werden abschließend Aspekte zur Umsetzung einer »FAIR«-Datenkultur evaluiert.

 

Sprecher/Referent:
Martin Huschka
Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut - EMI