Projekt LeBeDigital

10.02.2022

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Beton nimmt unter den Konstruktionswerkstoffen eine führende Rolle ein. Er zeichnet sich durch eine enorme Anpassungsfähigkeit an sich verändernde Anforderungen aus. Lange betraf die Weiterentwicklung vornehmlich den technischen Fortschritt in der Baukonstruktion. In den letzten Jahrzehnten sind zunehmend auf den ganzen Lebenszyklus sowie materialbezogene Aspekte des Umwelt- und Klimaschutzes, mit besonderem Augenmerk auf Ressourceneffizienz und Vermeidung von klimaschädlichen Emissionen, hinzugekommen. Mit der aktuellen Entwicklung geht eine zunehmende Komplexität hinsichtlich der Ausgangsstoffe, Rezepturen und des Herstellprozesses einher.

Ziel des Projektes ist die Etablierung eines durchgängig digitalen Prozesses zur Beschreibung des Materialverhaltens von Beton über den kompletten Herstellungsprozess. Durch die Bereitstellung dieser Konzepte soll ein einfacher Austausch von Daten, Modellen und Workflows nach den FAIR Data Prinzipien ermöglicht werden, auf deren Basis das enorme Potenzial dieses Materials zur Verbesserung der Produktionsprozesse und zu einem ressourcenschonenden Materialeinsatz für einen breiten Anwenderkreis erschlossen werden kann.

In Kooperation mit der Plattform MaterialDigital werden eine Ontologie und auf deren Grundlage Simulations-Workflows entwickelt. Basierend auf einer Graph-Datenbank und einer in die Workflows integrierten probabilistischen Verknüpfung von Simulation und Experiment wird abschließend das Innovationspotenzial der Methodik exemplarisch für die Optimierung eines Spezialfertigteils aus Hochleistungsbeton dargestellt.

Partner

BAM mit den Fachbereichen Baustoffe
Modellierung und Simulation
und dem Referat eScience
TUM mit der Fakultät für Maschinenwesen, Professur für Kontinuumsmechanik
KIT Karlsruher Institut für Technologie mit dem
IMB Institut für Massivbau und Baustofftechnologie

Förderung

Initiative MaterialDigital und BMBF

LeBeDigital - Lebenszyklus von Beton - Ontologie‐Entwicklung für die Prozesskette der Betonherstellung

Das Verbundprojekt LeBeDigital stellt sich der Aufgabe, ein allgemein verfügbares und auf den Prozess der Betonherstellung maßgeschneidertes Daten- und Wissensmanagement auf Basis allgemeingültiger Ontologien und Workflows zu entwickeln. Mit der Entwicklung dieser wissensbasierten Datenbank sollen Erfahrungs- und Forschungsdaten auf hohem Niveau und mit tiefem Informationsgehalt für die Allgemeinheit dauerhaft nutzbar und öffentlich zugänglich gemacht werden. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung bearbeitet im Projekt die Themen Ontologien und Workflows für Prozesse, Modelle und Abbildung in Datenbanken.

Themen der BAM

Konzeptionierung, Implementation und Validierung der prozessbezogenen Ontologien und Workflows
Fachbereich Baustoffe

Entwicklung der Modellierungsworkflows im Multiskalenkontext, Umsetzung dieser Workflows innerhalb der Plattform MaterialDigital sowie Entwicklung und Implementation der spezifischen Ontologien für die Simulationsmodelle
Fachbereich Modellierung und Simulation

Design und Entwicklung des Wissensgraphen zur Speicherung sowie semantischen Datenanalyse in Verbindung mit den spezifisch entwickelten Ontologien
Referat eScience

Projektkoordination

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Gesamvorhaben sowie Teilvorhaben der BAM)
Fachbereich Baustoffe

Projektpartner

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Fachbereich Baustoffe
Fachbereich Modellierung und Simulation
Referat eScience
TUM - Technical University Munich, School of Engineering and Design, Associate Professorship of Data-driven Materials Modeling
KIT - Karlsruhe Institute of Technology with the
IMB - Institut für Massivbau und Baustofftechnologie, materials testing and research institute

Förderung

Das Projekt wird im Rahmen der Initiative zur Digialisierung der Materialforschung MaterialDigital vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert.