Digitale Transformation der Materialwissenschaften

In den Materialwissenschaften existieren komplexe Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der Materialien und ihrer Zusammensetzung und Prozessierung. Aus diesem Grund stellt die Digitale Transformation in dieser Domäne eine besonders große Herausforderung dar.
 

Am Fraunhofer ISC begegnen wir dieser Herausforderung mit einer breit angelegten Strategie, welche die Arbeiten auf allen relevanten Ebenen eng miteinander verknüpft. Dabei haben wir die Entwicklung hin zum Labor 4.0, die maschinenlesbare Dokumentation wissenschaftlicher Abläufe in einem zentralen Informationssystem und die Vereinheitlichung von Datenstrukturen nach internationalen Standards als Ziel gesetzt.

 

 

 

Schneller bessere Materialien entwickeln:
Materials Acceleration Platforms (MAPs)

Am ISC gibt es bereits mehrere MAPs-Projekte zu verschiedenen Werkstoffen und betreffenden Prozessen. Wir entwickeln dabei nicht nur die passende IT-Infrastruktur sondern entwickeln auch die robotergestützte Hardware. Gerne beraten wir Firmen bei den ersten Schritten auf diesem neuen innovativen Gebiet.
 

Mehr Informationen zu MAPs

 

 

LAB 4.0

APRONA Case Study
© Fraunhofer ISC

Das Labor ist die wichtigste Quelle für neue Daten aus Experimenten und Messungen. Viele Verfahren sind mit hohem Arbeitsaufwand verbunden und erfordern exakte Wiederholungen. Wir arbeiten daher an vernetzten Laborgeräten und Anlagen, um Arbeitsschritte soweit möglich automatisieren zu können. Arbeiten, die auf Grund ihrer Komplexität nur von Mitarbeitenden durchgeführt werden können, werden durch eine teilautomatisierte Dokumentation unterstützt. Dabei steht nach wie vor der Mensch beim Orchestrieren des komplexen Gesamtablaufes im Mittelpunkt.

PDF-Broschüre LAB 4.0 for Digital Life Science

Hybride Informationssysteme und Datenräume

Schnittstelle Labor 4.0
© AdobeStock

Egal aus welcher Quelle Informationen stammen oder wo sie weiterverarbeitet werden: Für einen effizienten und reibungslosen Ablauf müssen alle Akteure mit dem gleichen zentralen Informationssystem vernetzt sein. Wir entwickeln daher eine hybride Datenplattform, die sich gleichermaßen für Mensch und Maschine eignet und alle Datenströme miteinander verknüpft. Ganz nebenbei können Forschende damit semantische Datenräume aus vernetzten Wissenselementen aufbauen und diese nahtlos mit anderen teilen.

Ontologien

Digitalisierung Ontologien
© AdobeStock

Ontologien sind formale Beschreibungen von Begriffen ähnlich wie Vokabulare. Sie können komplexe maschinenlesbare Beziehungen definieren und stellen somit die Basis für eine enge und einheitliche Verknüpfung von Informationen im Datenraum dar. Ontologien werden auf internationaler Ebene abgestimmt und beständig weiterentwickelt.

Wir sind insbesondere bei der Ontologie-Entwicklung im Bereich Batterien (BattINFO – Battery Interface Ontology, BVCO – Battery Value Chain Ontology) aktiv, treiben jedoch auch die Entwicklung allgemeiner, auf die Prozesse der Materialentwicklung abgestimmter Ontologien voran (GPO – General Process Ontology).

Aktivitäten und Projekte

 

Projekt DiMaWert

Digitaler Baustein für die Energiewende

 

Projekt KIProBatt

Intelligente Batteriezellenfertigung mit KI-gestützter Prozessüberwachung auf Basis einer generischen Systemarchitektur

 

Projekt BIG-MAP

Invent how to invent:
BIG-MAP for accelerated battery development