MaterialDigital 3

Innovation durch Vernetzung: Die Plattform MaterialDigital

Die Digitalisierung von Werkstoffen ist eine strategische Schlüsselaufgabe für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Um die Komplexität von Materialien und deren Lebenszyklen abzubilden, bündelt die Plattform MaterialDigital seit 2019 die Anstrengungen von Wissenschaft und Industrie. Unser Ziel ist es, verstreute Aktivitäten zu vereinen und eine gemeinsame Basis für die digitale Materialwelt zu schaffen.

Unsere Vision: Ein dezentraler Datenraum

Wir entwickeln einen digitalen Raum, in dem Materialdaten und deren Verarbeitung eine Einheit bilden. Das Besondere: Die Daten verbleiben souverän am Ort ihrer Entstehung. Durch standardisierte, maschinenlesbare Beschreibungen (Ontologien) und verknüpfte Softwareumgebungen ermöglichen wir eine effiziente Auswertung, ohne dass die Urheber die Kontrolle über ihre Informationen abgeben müssen.

Ein industriell relevanter Datenraum muss höchste Anforderungen erfüllen. MaterialDigital konzentriert sich dabei auf fünf zentrale Säulen:

• Souveränität:
  Die Eigentums- und Zugangsrechte der Datenerzeuger stehen an erster Stelle.
• Reproduzierbarkeit:
  Datenerzeugung wird transparent, nachvollziehbar und wiederholbar dokumentiert.
• Zugänglichkeit:
  Einheitliche Beschreibungen machen Daten auffindbar und verhindern teure Forschungsredundanzen.
• Anpassungsfähigkeit:
  Eine flexible Datenlogik erlaubt die stetige Integration neuer Forschungserkenntnisse.
• Kuration:
  Definierte Qualitätsstandards sichern die Hochwertigkeit der Datenbestände.

• Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
• Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik (IWM)
• Leibniz Institut für Werkstofforientierte Technologien (IWT)
• Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien (MPI-SusMat)
• Bundesanstalt für Materialforschung-und Prüfung (BAM)
• FIZ Karlsruhe – Leibniz Institut für Informationsinfrastruktur (FIZ)

• H. Beygi Nasrabadi, E. Norouzi, J. Waitelonis, H. Sack, Digital Research Data Management in Materials Science and Engineering, DiTraRe Symposium on Digitalisation of Research (DiTraRe Symposium) , ZKM Karlsruhe, 2-3 December 2025, https://zenodo.org/records/17912839 [bibtex]
• H. Beygi Nasrabadi, J. Waitelonis, H. Sack, Digital Transformation in Materials Science and Engineering: Advancing Ontologies through the German Initiatives Platform MaterialDigital (PMD) and NFDI-MatWerk, 5th EMMC International Workshop 2025 (EMMC 2025), TU Wien | Vienna (AT), APR 8-10, 2025 https://zenodo.org/records/15209816 [bibtex]
• Beygi Nasrabadi, H., Norouzi, E., Sack, H., Skrotzki, B., Performance Evaluation of Upper-Level Ontologies in Developing Materials Science Ontologies and Knowledge Graphs. Advanced Engineering Materials, 2401534, 2024, CC BY 4.0, DOI: 10.1002/adem.202401534, [local copy(PDF)|bibtex]
• Bayerlein, B., Schilling, M., Birkholz, H., Jung, M., Waitelonis, J., Mädler, L., Sack, H., PMD Core Ontology: Achieving semantic interoperability in materials science, Materials & Design, Volume 237, 2024, CC BY 4.0, DOI:10.1016/j.matdes.2023.112603 [local copy (PDF)|bibtex]
• Schilling, M., Bayerlein, B., von Hartrott, P., Waitelonis, J., Birkholz, H., Dolabella Portella, P. and Skrotzki, B. (2024), FAIR and Structured Data: A Domain Ontology Aligned with Standard-Compliant Tensile Testing. Advanced Engineering Materials. 2400138. DOI: 10.1002/adem.202400138 [local copy (PDF)|bibtex]
• B. Bayerlein, J. Waitelonis, H. Birkholz, M. Jung, M. Schilling, P. v. Hartrott, M. Bruns, J. Schaarschmidt, K. Beilke, M. Mutz, V. Nebel, V. Königer, L. Beran, T. Kraus, A. Vyas, L. Vogt, M. Blum, B. Ell, Y. Chen, T. Waurischk, A. Thomas, A. Riza Durmaz, S. Ben Hassine, C. Fresemann, G. Dziwis, H. Beygi Nasrabadi, T. Hanke, M. Telong, S. Pirskawetz, M. Kamal, T. Bjarsch, U. Pähler, P. Hofmann, M. Leemhuis, Ö. L. Özçep, L. Meyer, B. Skrotzki, J. Neugebauer, W. Wenzel, H. Sack, C. Eberl, P. Dolabella Portella, T. Hickel, L. Mädler, P. Gumbsch: Concepts for a Semantically Accessible Materials Data Space: Overview over Specific Implementations in Materials Science, in Advanced Engineering Materials, 2024, DOI: 10.1002/adem.202401092 [local copy (PDF)]
• E. Norouzi, J. Waitelonis, H. Sack, The landscape of ontologies in materials science and engineering: a survey and evaluation, in Proc. of the First Int. Workshop on Semantic Materials Science (SeMatS 2024): Harnessing the Power of Semantic Web Technologies in Materials Science, pp. 78-100, CEUR-WS.org, vol. 3760, online https://ceur-ws.org/Vol-3760/paper3.pdf [local copy(PDF)|bibtex]

• Projektleiterin: Prof. Dr. Harald Sack
• Mitarbeiter: Dr. Jörg Waitelonis, Dr. Hossein Beigy Nasrabadi, Dr. Alsayed Algergawy, Dr. Florian Idelberger, Ebrahim Norouzii
• Projektlaufzeit: 01. Oktober 2025 – 30. September 2028
• Förderung: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)

weitere Informationen: PMD Projektwebseite