NFDI-MatWerk wird sich auf das Forschungsgebiet Materialwissenschaft & Werkstofftechnik konzentrieren. Die digitale Abbildung von Werkstoffen und ihren Prozess- und Belastungsparametern ist dabei die zentrale Herausforderung. Dieser Prozess berührt Kernaspekte wissenschaftlicher Arbeitsweisen beginnend mit dem wissenschaftlichen Austausch, dem Umgang mit Daten und den daraus resultierenden technologischen Möglichkeiten. Die digitale Transformation von Materialwissenschaft & Werkstofftechnik ist dabei eine Chance, diesen Austausch zu fördern, zu strukturieren und zu optimieren - vorausgesetzt, es werden transparente Kommunikationsstandards geschaffen. Daher wird dieser grundlegende Wandel in gemeinsamer Anstrengung durch das Konsortium und die Fachcommunity angegangen.

Seit der Steinzeit hängt unser gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Fortschritt von der Beherrschung von Werkstoffen ab. Heute ist die Materialwissenschaft & Werkstofftechnik (MatWerk) eine eigenständige Disziplin, deren Ziel es ist, Materialien zu charakterisieren und Herstellungsprozesse zu untersuchen, um Werkstoffe mit optimierten Eigenschaften zu entwickeln, sowie ihre Lebensdauer und Wiederverwertbarkeit zu maximieren. Für die digitale Transformation von Materialwissenschaft & Werkstofftechnik wird nun ein Datenraum geschaffen, der die komplexen Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Materialdaten abbilden kann: das Digital Materials Environment (DME). Zusätzlich werden Dienste zur einfachen Speicherung, gemeinsamen Nutzung, Suche und Analyse von Daten und Metadaten zur Verfügung gestellt. Der neue Datenraum soll zudem möglichst niedrige technologische Barrieren für die Nutzenden aufweisen. Zu diesem Zweck strebt NFDI-MatWerk eine Materialontologie an, die über eine Graphdatenbank-Infrastruktur ein einfaches Teilen von Daten sowie komplexe Suchanfragen und Auswertungen über verteilte, dezentrale Datenquellen ermöglicht. Die nahtlose Integration dezentraler Daten und Metadaten, experimenteller und numerischer Workflows und der Materialontologie erlaubt ein Maximum an Interoperabilität und Reproduzierbarkeit der Verarbeitung von Forschungsdaten. Neben Aufgaben in weiteren Task Areas soll die Aus- und Weiterbildung von Forschenden, technischen Fachkräften und Studierenden durch Partner des Konsortiums eine wichtige Rolle spielen.

Das Konsortium

Das Konsortium besteht aus namhaften Forschungseinrichtungen, einschließlich 11 antragstellenden und weiteren 15 assoziierten Institutionen. Koordiniert wird es durch das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM.

FIZ Karlsruhe@ NFDI-MatWerk

Im Rahmen der Task Area „Ontologien für Materialwissenschaften“ (TA-OMS) wirkt FIZ Karlsruhe federführend am Aufbau einer vereinheitlichten Materialontologie mit. Auf deren Basis wird ein Wissensgraph implementiert, durch den Forschungsdaten aus den Material- und Werkstoffwissenschaften, die durch ihre Metadaten charakterisiert sind, auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar werden.