9. Regionalforum Saar - 29.01.2019

Prof. Dr. Chris Eberl

©Fraunhofer IWM, Foto: Stock-Müller, Freiburg

Titel: Die Digitale Transformation in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik

Abstract: Die Digitale Transformation wirkt sich zunehmend auf die gesamte Gesellschaft aus, auch wenn die zukünftige Entwicklung noch schwer vorherzusehen ist. Offensichtlich ist jetzt schon, dass Information durch Open Data Initiativen, hoch entwickelte Analysenwerkzeuge bis hin zur künstlichen Intelligenz sowie einfach ‚Apps‘ zunehmend über Domänen oder Fachbereiche hinweg verfügbar werden. Dadurch lassen sich immer komplexere Zusammenhänge erschließen. 

In der Zukunft müssen wir daher das Wissen und Know-How um das Werkstoffverhalten vom Produktdesign über Produktionsprozesse bis hin zur Anwendung durchgehend verfügbar machen. Erst dadurch werden Entwicklungsprozesse beschleunigt, Produktionsprozesse flexibilisiert und neue Services wie physikalisch basierte ‚Predictive Maintenance‘ ermöglicht. Die aktuellen Entwicklungen gehen von der strukturierten und standardisierten Daten- und Informationsverarbeitung über eine gemeinsame Ontologie und Knowledge-Graphen basierte Datenbanken hin. Daran angeschlossen erlauben validierte physikalisch basierte Materialmodelle und statistische Repräsentationen (z.B. erzeugt durch Maschinelles Lernen, Artifizielle Intelligenz) das Verhalten vorherzusagen und in der Anwendung in Echtzeit eine Zustandsbewertung vorzunehmen. Darauf basierend wird es in Zukunft möglich sein Zusammenhänge zwischen Herstellungsprozessen, Eigenschaften und zukünftigem Verhalten unter komplexen Lastbedingungen zu erschließen und dies in Form von neuen Businessmodellen in der Industrie einzusetzen (z.B. online Lebensdauerbewertung gekoppelt mit prädiktiver Instandhaltung). 

Um das Potential, das in der Digitalen Transformation in der Werkstofftechnologie steckt, heben zu können, wird es notwendig werden in einer bisher ungewohnten Art und Weise miteinander an diesem Ziel zu arbeiten. Hier können Fachverbände und die aktiven Experten die Weichen stellen.

Die entsprechende Elemente, deren Machbarkeit und mögliche erste Implementierungsschritte werden vorgestellt und diskutiert.

Lebenslauf: Prof. Dr. Chris Eberl studierte und promovierte im Bereich Materialwissenschaft an der Universität Stuttgart bei Prof. Dr. Eduard Arzt.

Nach seiner PostDoc Zeit an der Johns Hopkins University in Baltimore (USA) wurde er 2007 Gruppenleiter Microreliability am Institut für Angewandte Materialien am Karlsruher Institut für Technologie. 2012 wechselte er als Gruppenleiter Meso- and Micromechanics ans Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik nach Freiburg. Im Jahre 2014 wurde er Professor für an der Albert-Ludwigs Universität Freiburg sowie stellvertretender Direkter am Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik.

Prof. Eberl ist wissenschaftlicher Berater des Fraunhofer Materials Data Space, einer neuen digitalen Datenbank für Werkstoffe und Materialien. Seine Forschungsinteressen liegen im Wesentlichen auf den Gebieten Materialzuverlässigkeit, Materialermüdung, physikalische Abbaumechanismen, Metamaterialien, programmierbare Materialien, experimentelle Mechanik, digitale Materialdarstellungen. 

Prof. Eberl hat zahlreiche Auszeichnungen erhalten und ist deutschlandweit anerkannter Experte im Bereich der Digitalisierung für den Bereich der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik.

Michael Hecht

©Michael Hecht

Titel: Digital zum Werkstoff Stahl

Abstract: Die Digitalisierung begleitet die Werkstofftechnik bereits seit den Anfängen des Computerzeitalters. Mit der Zunahme der Rechnerleistung und der Weiterentwicklung numerischer Methoden veränderte sich auch die Art und Weise, in der die Digitalisierung zu ihrer Unterstützung beitrug. Das betraf sowohl die Grundlagenforschung als auch die Werkstoff- bzw. Produktentwicklung. Auch für die Produktion von Werkstoffen, wie z. B. Stahl bei Dillinger, bedeutete diese Entwicklung einen massiven Wandel durch die digitale Unterstützung der Fertigungsprozesse. Auswirkungen gab es hier vor allem bei der modellgestützten Sicherung der Produktqualität bezüglich mechanisch-technologischer Eigenschaften und bei der optimierenden Steuerung des Herstellungsprozesses (Produkt- und Anlagenverhalten).

Heute führen die neuen Methoden und Technologien, welche sich in den letzten Jahren im Rahmen der Digitalen Transformation und durch Industrie 4.0 herausgebildet haben, zu einer neuen Qualität der Digitalisierung in der Werkstofftechnik. In modernen Produktionsumgebungen liegt der Fokus immer stärker auf digitaler Durchgängigkeit, Echtzeitfähigkeit von Modellen und der Vernetzung von Fertigungsabschnitten über die gesamte Supply Chain. Zusätzlich bietet die rasante Entwicklung von Maschinellem Lernen, Künstlicher Intelligenz und Big Data herausragende Chancen, etablierte werkstofftechnische Vorgehensweisen durch einen massiven „digitalen Schub“ in neue Leistungsregionen zu heben. Diese Entwicklung wird anhand von Anforderungen und Beispielen bei Dillinger, Europas führendem Grobblechhersteller, dargelegt.

Lebenslauf: Michael Hecht studierte Angewandte Mathematik (Techno-Mathematik) an der Technischen Universität Clausthal mit den Spezialisierungsrichtungen Numerische Mathematik, Softwareprojektmanagement und Regelungstechnik. 

Seit Anfang 1997 arbeitet Herr Hecht bei Dillinger. Im Rahmen interner sowie nationaler und internationaler Forschungsprojekte befasste er sich in der Stahlwerksforschung vor allem mit dem Prozess des Stranggießens in allen Facetten. Dazu zählten u. a. Stranggussmetallurgie, Anlagentechnik, Produktoptimierung, numerische Modelle, Maschinelles Lernen, Datenerfassung und -aggregation, Bildanalyse, usw.

Zwischen 2010 und 2016 arbeitete er in der Technologieabteilung des Stahlwerks bei Dillinger an Themenschwerpunkten wie Produktionslogistik, Prozessdigitalisierung und -automatisierung und Anlagenoptimierung. Ein weiteres wichtiges Aufgabenfeld war das Maschinelle Lernen und bildanalytische Methoden.

Seit Mitte 2016 treibt Herr Hecht als Digital Transformation Manager die digitale Transformation und Industrie 4.0 im Unternehmen am Standort Dillingen. Die neuen Aufgaben umfassen hier vor allem Technologie-, Prozess- und Veränderungsmanagement.

 

 

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