Liebe Kolleginnen und Kollegen der MaterialDigital Community,
herzlich willkommen zu unserem dritten Newsletter in diesem Jahr!
Wir haben uns sehr gefreut, dass wir viele aus unserer Community im Rahmen der Vollversammlung persönlich wiedergesehen haben und uns direkt austauschen konnten. In diesem Newsletter geben wir Ihnen einen Einblick in die Highlights der Vollversammlung und berichten über die neuesten Entwicklungen und Aktivitäten innerhalb der Initiative MaterialDigital.
Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen!
Die diesjährige Vollversammlung der Initiative MaterialDigital war ein großer Erfolg. Über 140 Teilnehmende aus Industrie, Forschung, den Projekten der Initiative sowie Vertreter*innen des BMBF und des VDI-TZ kamen an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung zu einem intensiven Austausch zusammen. Besonders erfreulich war die starke Präsenz der Projekte: Die 11 aktuell geförderten Projekte der zweiten MaterialDigital-Förderphase nutzten die Gelegenheit, sich mit 10 der 13 Projekte aus der ersten Förderphase (MaterialDigital1) zu vernetzen, bestehende Kontakte zu vertiefen und neue Kooperationen anzubahnen (Abb.1).
Ein Höhepunkt des ersten Tages war die Industriesession, in der Vertreter*innen aus der Industrie ihre Digitalisierungsstrategien in kurzen Pitches vorstellten. Diese Einblicke zeigten, wie Unternehmen die Digitalisierung in der Materialwissenschaft umsetzen und welche Herausforderungen sowie Chancen damit verbunden sind.
Am Nachmittag fand die Postersession statt, bei der die Projekte von MaterialDigital1 und MaterialDigital2 ihre Arbeiten präsentierten. Die Poster sind für eingeloggte Nutzer*innen auf den jeweiligen Projektseiten sowie im Download-Bereich unsere Webseite verlinkt. Zudem hielten die Projekte der zweiten Förderphase am zweiten Tag Kurzvorträge, die ebenfalls zugänglich sind.
Der erste Abend endete mit einem gemeinsamen Dinner, das die Möglichkeit bot, die Gespräche und Diskussionen des Tages in entspannter Atmosphäre fortzusetzen.
Der zweite Tag begann mit Präsentationen zu den technischen PMD-Demonstratoren (ebenfalls im Downloadbereich verfügbar). Ein sehr wichtiger Bestandteil der Vollversammlung waren die Workshops der Hauptarbeitsbereiche Semantische Interoperabilität, Workflows sowie Architektur & IT-Infrastruktur. Detaillierte Informationen zu diesen Workshops finden Sie in den folgenden Abschnitten des Newsletters, in denen wir auf die einzelnen technischen Arbeitsgruppen eingehen.
Eine Woche nach der MaterialDigital Vollversammlung bot der MSE Congress 2024 in Darmstadt die Gelegenheit, viele Kolleg*innen der Initiative wiederzusehen. Die Initiative war mit einem Stand vertreten, an dem sich die Konferenzteilnehmer*innen über die Aktivitäten von MaterialDigital informieren und ins Gespräch mit den Mitgliedern der Initiative kommen konnten. Der Stand diente auch als Treffpunkt für die MaterialDigital-Community, um nach den Talks fachliche Diskussionen zu vertiefen. Ein intensiver Austausch fand zudem mit der NFDI-MatWerk-Initiative statt, der die enge Zusammenarbeit zwischen beiden Projekten weiter förderte.
Im Topic Digital Transformation gab es zahlreiche interessante Vorträge aus der MaterialDigital-Initiative selbst sowie von anderen Projekten und Institutionen. Wir haben uns sehr gefreut, dass das von der Plattform MaterialDigital mitorganisierte Topic auf so großes Interesse gestoßen ist. Wir haben die Diskussionen während der Postersession und zwischen den Vorträgen sehr genossen. Im Topic Digital Transformation erhielt Bernd Bayerlein den Posterpreis. Das Poster finden Sie in userem Downloadbereich zur MSE.
Erste Planungen für die EUROMAT im nächsten Jahr sind bei uns bereits angelaufen, bleiben Sie gespannt und merken Sie sich den Termin (14.-18. September 2025 in Granada, Spanien) schon einmal vor.
Weitere Termine und Veranstaltungen finden Sie wie immer auf unserer Webseite.
Nach den erfolgreichen persönlichen Treffen im September freuen wir uns, unsere monatlichen Community-Meetings in digitalem Format fortzuführen. Wie bereits im letzten Newsletter berichtet, bieten die Treffen bis einschließlich Dezember spannende Kurzpräsentationen aus den MaterialDigital2-Projekten der Initiative MaterialDigital.
In den letzten Treffen haben sich bereits die Projektteams DaMaStE, AnAttAl, DiMoGraph, DigitalModelling, DiMad und InSuKa mit Steckbriefen vorgestellt. Diese und weitere Informationen zu den Projekten finden Sie auf den jeweiligen Projektseiten.
Die Community-Treffen bieten Raum für allgemeinen Austausch zu wichtigen Terminen, Aktivitäten und Plänen, sowohl der MaterialDigital-Plattform als auch der einzelnen Projekte. Wir laden alle Projektpartner*innen und Interessierten herzlich ein, an den Treffen teilzunehmen. Wir freuen uns auf Sie!
Im Rahmen der diesjährigen Vollversammlung war das Thema Workflows ein zentraler Programmpunkt. So war der Topical Talk der Veranstaltung von Christoph Kirchlechner vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) der Verarbeitung von Daten in experimentellen Workflows gewidmet. Im Workflow-Workshop am zweiten Tag haben Jan Janssen und Leopold Talirz die Nutzung von Large Language Modellen für die Ausführung von Workflows demonstriert. Dies wurde durch eine Hands-on-Session ergänzt, die den Teilnehmenden die Möglichkeit gab, das Potential von LLMs in diesem Kontext direkt zu erproben. Viele der anwesenden MaterialDigital-Projekte zeigten dabei ein grundsätzliches Interesse am Einsatz von LLMs, wenngleich nur wenige bereits konkrete Pläne für die aktuelle Förderphase verfolgen. Darüber hinaus wurde im Rahmen des Architektur-Workshops über die Workflow-Frameworks SimStack und pyiron gesprochen, bei dem verschiedene Anwendungsszenarien in SimStack und die Integration von Softwaretools in pyiron demonstriert wurden.
Am Tag nach der Vollversammlung wurde ein Workflow-Hackathon durchgeführt, in dem die Interaktionen zwischen den verschiedenen Anwendungsfeldern von Workflows, wie Simulation und Experiment, zur Wissensgenerierung diskutiert wurden. Dabei wurde erörtert, wie diese Interaktionen in der Organisation der Arbeitsgruppen besser berücksichtigt werden können, um die Integration zwischen Workflows und Ontologien sowie der Arbeit der Projekte und der Plattform weiter zu fördern. Darüber hinaus wurden Pläne zur Verbesserung der Austauschbarkeit von Workflows zwischen den Plattformen SimStack und pyiron entwickelt.
Neben der Vollversammlung fand der Austausch zu Workflow-Lösungen auch auf der MSE in Darmstadt statt, wo mehrere Beiträge der Initiative MaterialDigital Einblicke in die neuesten Entwicklungen gaben. Unter anderem präsentierte Markus Apel (DiMad) einen Simulationsworkflow für drahtbasierte additive Fertigung, der thermische und mikrostrukturelle Simulationen kombiniert und zukünftig automatisierte Parameterstudien ermöglichen soll. Simon Bekemeier stellte die Pipeline von DiProMag zur Automatisierung der Datenakquise und Simulation für magnetokalorische Materialien vor. Tilmann Hickel präsentierte die aktuellen Entwicklungen von pyiron am Beispiel eines Workflows zur Simulation von Kaltwalzprozessen aus dem Projekt StahlDigital. Miriam Eisenbart erläuterte, wie das Projekt KupferDigital einen High throughput-Ansatz zur Legierungsentwicklung digitalisiert und CALPHAD-Berechnungen zur Optimierung von Kupferlegierungen einsetzt. Jörg Schaarschmidt betonte die Bedeutung des Workflow Stores der Plattform MaterialDigital, der als Plattform für die Verbreitung und Verknüpfung wissenschaftlicher Workflows dient.
Wir sind erfreut, dass unsere Kolleg*innen aus der Initiative derart vielfältig und innovativ mit den Herausforderungen in der Workflow-Entwicklung umgehen und diese kontinuierlich vorantreiben. Ein besonderer Dank gilt den Sprecher*innen und Organisator*innen der verschiedenen Vorträge, Symposien und Workshops, die uns wertvolle Einblicke und Inspiration geliefert haben.
Im Rahmen der Vollversammlung war der Workshop des Hauptarbeitsbereichs Semantische Interoperabilität stark besucht und erfreute sich intensiver Diskussionen. Besonders inspirierend war der Vortrag von Lars Vogt (TIB, Insuka) zu den Themen „Semantische Interoperabilität, FAIR 2.0, FAIR Services“, der den Teilnehmenden wertvolle Einblicke in grundsätzliche Überlegungen und resultierende Arbeiten vermittelte.
Auch bei der MSE in Darmstadt war das PMD Core Team „Semantische Interoperabilität“ mit vier Vorträgen stark vertreten. Bernd Bayerlein sprach über die digitale Transformation in der Materialwissenschaft mit Erkenntnissen aus dem PMD-Projekt. Henk Birkholz beleuchtete die Weiterentwicklung der PMD Core Ontologie (PMDco) hin zur ISO/IEC 21838-2:2021 Basic Formal Ontology (BFO). Markus Schilling zeigte auf, wie semantische Datenintegration, elektronische Laborbücher und Wissensgraphen den täglichen Laboralltag in der digitalisierten Materialwissenschaft vereinfachen können. Kostiantyn Hubaiev präsentierte eine semantisch angereicherte Ontologie für thermodynamische Legierungen. Auch die MaterialDigital Projekte waren mit vielen Beiträgen vertreten.
Zusätzlich wurden Poster vorgestellt: Das Poster „Semantic integration of diverse data in materials science: Assessing Orowan strengthening“ von Bernd Bayerlein, Markus Schilling, Philipp von Hartrott und Jörg Waitelonis wurde als bestes Poster des Symposiums D: Digital Transformation ausgezeichnet.
Ein wichtiger Termin im November ist der Hackathon zur gemeinschaftlichen Weiterentwicklung der PMDco. Hier können Teilnehmende ihre projektspezifischen Modellierungsbeispiele mitbringen, um diese zu prüfen, zu verbessern oder zu erweitern. Zudem werden Workflows zur Integration von Daten in den Wissensgraphen behandelt und generische Modellierungsmuster für die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik identifiziert, um eine systematische Wiederverwendung zu ermöglichen. Fortgeschrittene Themen wie SHACL Shapes, Constraints, OWL-Axiome und der Kurationsprozess in der Community werden ebenfalls adressiert.
Die PMD-Architektur- und Infrastrukturgruppe bot auf der diesjährigen Vollversammlung auch einen Workshop an. Interessierte Teilnehmende aus den Projekten hatten die Gelegenheit, im Rahmen einer Live-Demonstration einen detaillierten Einblick in den PMD-Demonstrator und damit in das Zusammenspiel der verschiedenen PMD-Architekturkomponenten zu bekommen. Darüber hinaus wurde ein neuer Service in Form einer praktischen Einführung in das PMD-Datenportal vorgestellt. In der anschließenden Diskussionsrunde standen vor allem die Themen Datentransformation - also der Prozess des Übergangs von einer "nativen" Datenbeschreibung zu einer semantisch standardisierten Annotation - und die Rolle verteilter Ressourcen wie beispielsweise Hochleistungsrechnern - im Zentrum. Hierbei wurde deutlich, dass es in beiden Bereichen Herausforderungen zu bewältigen gibt. Der Prozess der Datentransformation ist in der Regel sehr spezifisch für den jeweiligen Datensatz. Generalisierungen sind daher nur möglich, wenn es einen intensiven Austausch zwischen den Projekten und den PMD-Kerngruppen gibt. Der Zugang zu IT-Ressourcen ist in den meisten Fällen durch strenge Vorgaben des jeweiligen Rechenzentrums beschränkt. Eine geteilte Nutzung solcher verteilter Ressourcen ist nur möglich, wenn sichere Authentifizierungsmechanismen etabliert werden und wird auch dann nur auf Projektbasis gewährt werden.
In unserer Initiative gibt es stetig spannende neue wissenschaftliche Beiträge. Aktuell freuen wir uns über Publikationen aus dem Projekt KupferDigital:
Wenn auch Sie Veröffentlichungen aus Ihrem Projekt haben, senden Sie uns diese gerne an community@material-digital.de zu. Wir teilen sie mit der Community und sorgen dafür, dass Ihre Forschung sichtbar wird.
Im Rahmen des von der Initiative MaterialDigital vorbereiteten Sonderheftes in der Zeitschrift Advanced Engineering Materials sind ebenfalls weitere Veröffentlichungen erschienen.
Automated Workflow for Phase-Field Simulations: Unveiling the Impact of Heat-Treatment Parameters on Bainitic Microstructure in Steel aus dem MaterialDigital1 Projekt iBain
Digital Methods for the Fatigue Assessment of Engineering Steels aus dem Fraunhofer IWM Projekt UrWerk
Performance Evaluation of Upper-Level Ontologies in Developing Materials Science Ontologies and Knowledge Graphs aus dem MaterialDigital1 Projekt KupferDigital
Das Sonderheft wird im Frühjahr in Druck gehen und wir werden Sie im ersten Newsletter des neuen Jahres darüber informieren. Wir freuen uns bereits sehr auf die Veröffentlichung des Sonderhefts und danken nochmal allen Autor*innen. Die Liste aller bereits veröffentlichten Beiträge können Sie hier einsehen.
Wir möchten Sie über den Start der zweiten Ausschreibung im Rahmen der Maßnahme MaterialNeutral informieren. Die Ausschreibung „MaterialNeutral“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist Teil der Material-Hub-Initiative und zielt auf die Förderung von Werkstoffinnovationen zur Bewältigung gesellschaftlicher und industrieller Herausforderungen. Hauptziele sind die Steigerung der Ressourcen- und Materialeffizienz, die Reduktion von Treibhausgasemissionen, die Verringerung der Rohstoffabhängigkeit und die Stärkung der technologischen Souveränität Deutschlands.
Schwerpunkte der Ausschreibung sind die Reduzierung des Rohstoffverbrauchs, die Nutzung von Sekundärrohstoffen, die Substitution konventioneller Rohstoffe durch nachhaltige Alternativen und ein risikobasierter Ansatz in der Werkstoffentwicklung.
Die Plattform MaterialDigital bietet im Rahmen der MaterialNeutral2-Förderung technische Unterstützung und Einblicke in Konzepte und Methoden der digitalisierten Materialforschung an, die für die eigenen Anforderungen adaptiert werden können.
Die Ausschreibung läuft bis zum 17. Januar 2025, bis dahin können interessierte Projekte ihre Skizzen einreichen.
Wir gratulieren NFDI-MatWerk zur neu gestalteten Webseite. Sie ist seit dem 5. September online. Die neue Solutions Area bietet ein verbessertes Nutzererlebnis und stellt Lösungen für das Forschungsdatenmanagement in materialwissenschaftlichen Projekten für jede Projektphase und für unterschiedliche Vorkenntnisse vor. Die Webseite präsentiert zudem die Vision und Ziele von NFDI-MatWerk klar und strukturiert, sodass alle interessierten Materialwissenschaftler*innen schnell verstehen können, wie sie von den NFDI-MatWerk-Lösungen profitieren können.
Ein wichtiges Ziel der NFDI-MatWerk-Initiative ist es, die entwickelten Lösungen für das Forschungsdatenmanagement einer breiteren Community zugänglich zu machen. Eine neu gegründete Rollout-Arbeitsgruppe führt als ersten Schritt Interviews mit Nutzer*innen der Projektpartner durch, um sicherzustellen, dass die Lösungen nützlich und benutzerfreundlich sind. Darüber hinaus werden der Support ausgebaut und Lehrmaterialien entwickelt, um die gesamte MSE-Community im digitalen Forschungsdatenmanagement zu unterstützen. Besuchen Sie die NFDI-Matwerk Webseite regelmäßig für weitere Updates!
Gemeinsam mit der Initiative NFDI-MatWerk arbeitet die Plattform MaterialDigital an aufeinander abgestimmten Community-Umfragen. NFDI-MatWerk hat im September 2024 einen ausführlichen Zwischenbericht seiner Tätigkeiten bei der DFG eingereicht. Dieser wird nach einer Evaluierungsphase zeitnah veröffentlicht und dann auch in diesem Newsletter verlinkt werden.
Herzlichen Dank für Ihr Interesse an unserem Newsletter!
Wir wünschen Ihnen einen schönen Herbst und freuen uns darauf, Ihnen unseren nächsten Newsletter als Jahresabschluss kurz vor Weihnachten zu senden.
Bleiben Sie bis dahin weiter mit uns in Verbindung: Folgen Sie uns auf LinkedIn und nutzen Sie unsere Webseite, um immer auf dem neuesten Stand zu bleiben.
Bei Fragen stehen wir Ihnen jederzeit unter info@material-digital.de oder über unsere direkten Ansprechpersonen zur Verfügung.
Ihr PMD Team
