Im Rahmen des erfolgreich im Oktober 2021 abgeschlossenen Forschungsprojekts AMMICAL wurde die strukturierte Integration von Materialdaten in Industry 4.0 Wertschöpfungsketten vorangetrieben. In AMMICAL wurde ein generisches Materialmodell für Simulationszwecke entwickelt, welches in eine integrative Industry 4.0-Wertschöpfungskette eingebettet ist, die vom Material über die Simulation bis hin zur Produktion reicht.

Das generische Materialmodell ist in der Lage, alle Arten von Zusammenhängen zwischen den mit dem Material in Verbindung stehenden Zuständen, Eigenschaften und Prozessen anzunehmen. Es wurde bei der Implementierung ein ereignisbasierter Ansatz gewählt, der sich flexibel an die verschiedenen Anforderungen anpassen lässt. Das Modell kann beispielweise das Verhalten des Materials über mehrere Verarbeitungsschritte hinweg abbilden.

Das erstellte Materialmodell wird zum Speichern, Übertragen und Verarbeiten von Materialdaten verwendet. Dazu wurden Serialisierungen sowohl für Datenformate wie JSON und XML als auch für domänenspezifische Standards wie STEP und CDF erarbeitet. In der Summe können hierdurch Materialzustände und -eigenschaften an verschiedenen Punkten der Wertschöpfungskette berücksichtigt werden, was zu besseren Steuerungsmöglichkeiten, einer besseren Materialausnutzung und einer höheren Qualität führt. Ein funktionierender Prototyp steht nun zur Verfügung, der mehrere Prozesse abbildet, von der Materialprüfung bis hin zur Modellverteilung und -einbettung.

Um die Wiederverwendung der Materialdaten zu gewährleisten, wurde ein konventionsbasiertes Material-ID-System eingeführt, das die eindeutige Identifizierung von Materialchargen, -proben und -prüfungen ermöglicht. Mit dem Vorhaben wurden die Grundlagen für einen verbesserten Materialverbrauch vom Rohstoff bis zum Abfall geschaffen, wobei die Prognosen über die Produktlebenszyklen und -performance auf Basis von Materialzuständen und -eigenschaften validiert werden.