Motivation, Chancen und Zielsetzung

Motivation

Im deutschen verarbeitenden Gewerbe spielt der Materialkostenanteil eine zentrale Rolle auf dem Weg zu einer ressourceneffizienten Produktion.
Er liegt mit einem Anteil von 35-55% des Bruttoproduktionswertes deutlich höher als der Anteil der Energiekosten, der zwischen 2-8% liegt.
Oftmals erschweren oder behindern die hohen Materialkosten die schnelle und unkomplizierte Einführung innovativer Technologien in die Produktion,
bspw. für den Einsatz von CFK in der automobilen Großserie.

Um derartige Wettbewerbsnachteile in Zukunft zu minimieren, gibt es vielfältige Ansatzpunkte/Lösungsansätze:

Senkung des Materialkostenanteils in der Produktion
Rückwärtsintegration in der Fertigung
wirtschaftliche Herstellung auch kleiner Losgrößen
optimierte Nutzung von Werkstoffeigenschaften zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Bauteilen
strategisches Recycling/Entsorgung
Und weitere

Für alle diese Punkte ist die Durchgängigkeit von Material- und Werkstoffdaten essentiell.

Chancen

Aus dieser Durchgängigkeit von Material- und Werkstoffdatenflüssen über die Wertschöpfungsketten in Form des Materials Data Space® ergeben sich zahlreiche Chancen:

Neue Werkstoffe lassen sich durch die verbesserte Übersetzung der Zieleigenschaften in die dazu erforderliche Mikrostruktur deutlich schneller und wirtschaftlicher entwickeln.
Lernende Fertigungsverfahren werden mittels virtueller Prozesskettensimulation und Echtzeitmesstechnik auf ihre Auswirkungen auf den Werkstoff im Bauteil rückgekoppelt. Dadurch lassen sich Bauteilfunktionalitäten und –qualitäten zielgerichtet und dynamisch im Prozess einstellen, die Ausbeute in der Fertigung erhöhen und die wirtschaftliche Fertigung von kleinen Losgrößen sicherstellen.
Die Digitalisierung von Materialien und Werkstoffen über ihre gesamte Wertschöpfungskette erzeugt einen zusätzlichen Mehrwert, indem nicht nur der Werkstoff selbst, sondern auch seine digitale Repräsentation Gegenstand von Geschäftsmodellen werden können.

Zielsetzung

Der Fraunhofer-Verbund MATERIALS hat das Konzept des MDS als Grundlage für die Werkstoffentwicklung, -herstellung und –verarbeitung innerhalb von Industrie 4.0 entwickelt. Unser Ziel ist es, digitalisiert alle relevanten Informationen zu Materialien und Werkstoffen in einer leistungsfähigen, unternehmensübergreifenden digitalen Infrastruktur zusammen zu stellen und einer breiten Gemeinschaft von Forschern und Industriepartnern verfügbar machen.