MEMAS: Metadata Enriched Manufacturing data for Automated Simulation

Die Herstellung von Verbundteilen umfasst mehrere Prozessschritte, von der Produktion von Halbzeugen bis hin zur Verarbeitung und Montage. Auf jeder Ebene der Produktion können große Datensätze erzeugt werden, die es ermöglichen, jeden Zustand des Verbundmaterials nachzuvollziehen und mit der endgültigen Qualität der hergestellten Struktur in Verbindung zu bringen. Mit Hilfe des kürzlich entwickelten Datenmanagementsystems Shepard zielt das Projekt MEMAS darauf ab, diese Fertigungsdaten auf beständige Weise zu speichern und miteinander zu verknüpfen. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf der Standardisierung, Sammlung und Annotation von Metadaten sowie deren automatischem Transfer in eine Simulationsumgebung, um die tatsächliche strukturelle Leistung abzuschätzen. Die Berücksichtigung potenzieller Defekte, die durch die Fertigungstechniken oder durch die Umgebungseinflüsse verursacht werden, wird die Verbesserung von Finite-Elemente-Methoden und deren Genauigkeit ermöglichen.

Darüber hinaus werden die entwickelten Werkzeuge den Fertigungsbereich unterstützen und die Auswirkungen von Fertigungsparametern auf das strukturelle Verhalten aufzeigen, was Anpassungen der Prozessparameter nach jeder hergestellten Komponente ermöglicht. Schließlich wird die beständige und strukturierte Speicherung von Forschungsdaten und deren Metadaten in Form von FAIR Digital Objects oder mithilfe von DataCrates die langfristige Datenanalyse und das tiefere Verständnis von Fertigungstechniken unterstützen.

Zu diesem Ziel werden Softwarelösungen für die beiden beispielhaften Fertigungsprozesse Tape Laying und Additive Manufacturing entwickelt und in einer allgemeinen Werkzeugkette kombiniert. Das Potenzial der entwickelten Methodik wird durch mechanische Tests an repräsentativen Teilen geprüft, und die Ergebnisse werden mit den numerisch vorhergesagten Verhaltensweisen verglichen. Die insgesamt gewonnenen experimentellen, Fertigungs- und Simulationsdaten sowie Metadatenformate und wissenschaftliche Ergebnisse werden über Open-Source-Lösungen wie die Zenodo-Plattform in der HMC-Community transferiert.