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  • AutorenbildMichael Handschuh

MaterialDigital 3

Digitalisierung in der Materialforschung

Projekte zum Thema Digitalisierung in der Materialforschung können in Deutschland gefördert werden. Der erste Förderaufruf war auf akademische Verbundprojekte gerichtet. Im Focus des zweiten Förderaufrufes stand eine aktive Industriebeteiligung. Der nun vorgelegte dritte Förderaufruf forciert ebenfalls Verbundprojekte mit aktiver Industriebeteiligung. Gegenstand der Förderung sind Forschungs- und Entwicklungs-Aufwendungen im Rahmen risikoreicher, anwendungsorientierter, industriegeführter Verbundprojekte, die das Themenfeld "Digitalisierung der Materialforschung in Deutschland" zum Inhalt haben. Zudem muss gewährleistet sein, dass der Verbund den gesamten Lebenszyklus des gewählten Materials bis zum Recycling im Anwendungsfeld betrachtet. Es sollen die Vorteile einheitlicher und durchgängiger Methoden in Bezug auf Material und Materialdaten demonstriert werden. Der Transfer der digitalen Materialforschung in die konkrete Anwendung soll beschleunigt werden.

Die Ausschreibung definiert Digitale Materialforschung als neue oder signifikante Verbesserung bestehender Materialien und deren Be-/Verarbeitungsprozesse unter Zuhilfenahme innovativer digitaler Methoden. Die Projekte der digitalen Materialforschung sollen einen Erkenntnisgewinn durch

  • die Simulation von Materialstruktur und -eigenschaften auf mehreren Skalenbereichen und Lebensabschnitten des Materials,

  • eine gemeinsame Betrachtung simulierter und experimenteller Daten und deren intelligente Verknüpfung sowie

  • die Auswertung generierter und/oder vorhandener Daten erreichen.

Dabei müssen stets, alle über das Material hinaus, relevante Be- und Verarbeitungsprozesse inklusive der Nutzung und des anschließenden Recyclings berücksichtigt werden. Ebenso die prozessbeteiligten Maschinen und Gerätschaften. Ziel soll dabei die gezielte Optimierung von Produktionsprozessen, sicherer Bauteilbetrieb sein. Das Recycling soll einfacher und ertragreicher werden. Am Ende des Projekts soll dies im industriellen Umfeld demonstriert werden. Betrachtet werden können Materialklassen, wie z.B. Metalle, Kunststoffe, Keramiken, aber auch Komposte und Multimaterialsysteme. Das Anwendungsgebiet des Materials ist nicht eingeschränkt.


Zudem sollen grundlegende Fragestellungen der digitalen Materialforschung betrachtet und beantwortet werden, zu denen bislang keine allgemeintauglichen Lösungen vorliegen. Erkenntnisse und Synergien der bisherigen Förderaufrufe sollen in den Projekten berücksichtigt werden. Die Schwerpunkte lauten

  • Entwicklung einer konkreten Ontologie (gemeinsame Sprache) für eine Materialklasse. Über den Spezialfall hinaus sollen in der Ontologie alle relevanten Eigenschaften und Prozesse in Bezug auf eine Materialklasse (z.B. definierte Polymerklassen, Metalllegierungen, Gläser etc.) erfasst und abgebildet werden. Zudem sollen in Abstimmung mit der Innovationsplattform MaterialDigital und den anderen geförderten Vorhaben aus allen Förderaufrufen Software-Tools erstellt werden, um mit der Ontologie arbeiten zu können. So soll schließlich ein Kuratierungskonzept erarbeitet und demonstriert werden. Die Ontologie soll langfristig angepasst und in einen größeren Kontext eingebettet werden. Auf diesem Weg sollen standardisierte Beschreibungen von Materialklassen entstehen, die in der Praxis Anwendung finden.

  • Etablierung von digitalen Workflows im Sinne eines dezentralen Daten- oder Simulationskonzepts durch aktive Agenten innerhalb der Software-Umgebung der Innovationsplattform MaterialDigital. Fragestellungen der Materialforschung sollen durch simulations- oder datenbasierte Modelle exemplarisch auf Basis der Architektur für verteilten Ressourcenzugriff, die die Innovationsplattform MaterialDigital zur Verfügung stellt abgebildet und an konkreten Beispielen validiert werden. Dafür sollte ein dezentraler Datenserver in Betrieb gehen. Für die ersten Schritte kann auf einen seitens des Trägers der Innovationsplattform zur Verfügung gestellter Server zurückgegriffen werden. Es sollen im App-Store der Innovationsplattform Modelle entstehen, die in der Lage sind, komplexe Workflows über die zugrunde liegende Architektur auf industrierelevante "echte Daten" anzuwenden. Auf diesem Weg entstehen dezentrale Datensammlungen sowie "Apps" zum verteilten Arbeiten mit und auf Daten (Dritter).

Für die Projekte ist es wesentlich, dass der Mehrwert der digitalen Materialbetrachtung entlang der Wertschöpfungskette ersichtlich wird.


Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft sowie Hochschulen und außeruniversitäre Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen. Erforderlich ist das Vorhandensein einer Betriebsstätte oder Niederlassung in Deutschland.


Art, Höhe und Umfang der Förderung. Die Zuwendungen werden im Wege einer Projektförderung als nicht rückzahlbarer Zuschuss gewährt. Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft und für Vorhaben von Forschungseinrichtungen, die in den Bereich der wirtschaftlichen Tätigkeit fallen, sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten. Diese werden unter Berücksichtigung der beihilferechtlichen Vorgaben anteilig finanziert.


Die durchschnittliche Eigenbeteiligung der Verbundpartner muss mindestens 40 % der Gesamtkosten/-ausgaben eines Verbundprojekts betragen. Gegebenenfalls ist eine Kompensation zwischen den Partnern erforderlich, sodass eine Verbundförderung von maximal 60 % erreicht wird.


Durch das Erfordernis, dass die vollständige Wertschöpfungskette des betrachteten Materials in dem gewählten Anwendungsfall abzudecken, ist - abhängig von der Länge der Wertschöpfungskette können die Projekte von der üblichen Förderungsdauer von drei Jahren abweichen. Eine Projektlaufzeit von bis zu fünf Jahren ist jedoch plausibel anhand eines Arbeitsplanes zu begründen.


Verfahren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat mit der Abwicklung der Fördermaßnahmen das VDI Technologiezentrum GmbH aus Düsseldorf beauftragt. Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt. In der ersten Verfahrensstufe ist dem Beauftragten Projektträger zunächst je Verbund eine Projektskizze in elektronischer Form vorzulegen. Stichtag ist der 31. August 2023. Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist. Verspätet eingehende Projektskizzen können aber möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden. Die Richtlinie weist ausdrücklich darauf hin, dass aus der Vorlage einer Projektskizze keine Förderung abgeleitet werden kann. Weitere Informationen finden Sie unter www.materialdigital.de


 

Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Richtlinie zur Förderung von Projekten zum Thema Digitalisierung der Materialforschung in Deutschland (MaterialDigital 3) v. 11. Mai 2023.

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