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Prof. Dr. Martina Zimmermann

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Digitaler Wandel in der Werkstoffprüfung: Voraussetzungen für die Bewältigung des Paradigmenwechsels durch Unternehmen

 

Ausgangssituation

Digitalisierung hält Einzug in alle Anwendungsgebiete der Ingenieurwissenschaften, so auch in das weite Feld der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Eine zuverlässige Bestimmung bzw. Vorhersage der Eigenschaften von Materialien und Komponenten ist einer der Eckpfeiler moderner technologischer Innovationen. Nahezu drei Viertel aller neuen Erzeugnisse beruhen auf neuen Werkstoffen.
Die berufliche Praxis der Werkstoffcharakterisierung und -prüfung umfasst eine Vielzahl an eingesetzten Geräten und Methoden, deren effektive Nutzung eng mit dem impliziten Wissen des Werkstoffprüfers verbunden ist. Gleiches gilt für die Interpretation experimenteller Befunde. Digitalisierung ermöglicht es zunehmend, auch die Ergebnisse geistiger Tätigkeiten anderen zugänglich zu machen.
Zentrale innovative Lösungselemente sind die Einführung eines auf die Bedürfnisse des adressierten Arbeitsumfelds zugeschnittenen Assistenzsystems sowie die Entwicklung eines Expertensystems für die gezielte Nutzbarmachung und Weiterverarbeitung des impliziten Wissens der Werkstoffprüfer auf Basis von Data Mining.

Ziel des Forschungsprojekts

Geplantes Projektergebnis ist ein hybrides Produkt ‚Werkstoffprüfung 4.0‘, das technische Arbeitsassistenz mit Lösungskonzepten zur arbeitsintegrierten Kompetenzentwicklung und zur lernförderlichen Unternehmenskultur umfasst. Als Arbeitsassistenz entsteht ein Laborbuch-Managementsystem, das ein konventionelles elektronisches Laborbuch um eine Infrastruktur zur kognitiven Suche sowie um modulare Applikationen und Mehrwertdienste erweitert. Vorgesehen sind auf Open-Source-Basis erstellte Apps mit bereits trainierten und vorparametrisierten Modellen des maschinellen Lernens, einer Schnittstelle zu externen Werkstoffdatenbanken und zur Integration extern erzeugter Daten. Im Gegensatz zu anderen Forschungsprojekten werden hier vor allem a) die Einbindung des eigentlichen Arbeitsprozesses des Werkstoffprüfers und dessen impliziten Wissens und b) die Notwendigkeit seiner kontinuierlichen Kompetenzentwicklung berücksichtigt.

Gesellschaftlicher Mehrwert

Die Ergebnisse des Projekts verstehen die Antragsteller als hybrides Produkt, bestehend aus der Softwarelösung (Assistenz- und Expertensystem), der Weitergabe an Erfahrungen mit dieser Lösung sowie Weiterbildungsangeboten zum Kompetenzerwerb und Beratungsleistungen zur Gestaltung lernförderlicher Unternehmenskultur. Einerseits haben die Pilotunternehmen nach dem Einstieg in die Digitalisierungsproblematik die Chance, ihre Erfahrungen auf das gesamte Unternehmen zu übertragen. Andererseits wird eine breite Nutzungsmöglichkeit in Unternehmen verschiedener Beschäftigtenzahlen erwartet. Ausgehend von den Pilotunternehmen ist erstens die Erweiterung auf zahlreiche andere Unternehmen mit Werkstoffprüfungsprozessen und auf weitere Materialprüfungs-prozesse vorgesehen. Über den Softwareanbieter labfolder können zweitens die Ergebnisse auf andere Testlabore, z.B. im Chemie- und Life-Science Bereich, medizinische Labore etc. übertragen werden.

Alle Informationen zum Projekt und den Projektpartner finden Sie hier!

 
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