Digitaler Wandel in der Werkstoffprüfung: Voraussetzungen für die Bewältigung des Paradigmenwechsels durch Unternehmen (DIWAN)

Problemstellung
Wird bei der Herstellung eines Bauteils, z. B. für ein Flugzeugtriebwerk, ein neuer Produktionsprozess eingesetzt, so stellt der Werkstoffprüfer sicher, dass die Materialeigenschaften den Anforderungen an das Bauteil entsprechen. Vielfach lässt sich das Vorgehen bei der Werkstoffprüfung nicht wie ein „Kochrezept“ planen. Um das „Innere“ eines Werkstoffs sichtbar zu machen, sind zeitintensive Arbeitsschritte erforderlich, die für neue Werkstoffkombinationen erst einmal erprobt werden müssen. Dies steht im Widerspruch zu den extrem verkürzten Taktzeiten im produzierenden Gewerbe. Hier bietet der digitale Wandel Potenziale für die Werkstoffprüfung. Durch intelligente Assistenzsysteme rückt die wertschöpferische Kompetenz der Werkstoffprüfer – bei der sie vor allem als Berater den Prozessentwicklern zur Seite stehen – in den Vordergrund und trägt zur Attraktivitätssteigerung dieses Berufsfeldes bei.

Zielsetzung
Im Forschungsprojekt DIWAN wird ein digitales Assistenzsystem entwickelt. Es besteht aus einem elektronischen Laborbuch, einer digitalen Auftragsverwaltung und einer anhand von Schlüsselbegriffen durchsuchbaren Material- und Wissensdatenbank. Dadurch sind zukünftig die erforderlichen Arbeitsschritte zur Vorbereitung einer Materialanalyse anhand von abrufbarem Erfahrungswissen deutlich effizienter und nahezu fehlerfrei plan- und durchführbar.

Vorgehensweise
Hierzu werden vorhandene Daten- und Wissensbestände gesichtet sowie Befragungen zu derzeitigen Werkstoffprüfprozessen und Arbeitsbedingungen durchgeführt. Auf dieser Basis wird ein Pflichtenheft für das geplante Assistenzsystem erarbeitet. Die zu entwickelnde Software muss die so formulierten Anforderungen erfüllen und für branchenspezifische Laboranwendungen erweiterbar sein. Der gesamte Entwicklungsprozess erfolgt unter umfassender Einbeziehung der potenziellen Nutzer in den Pilotunternehmen, z. B. in moderierten Workshops. Darüber hinaus wird mit den Pilotunternehmen ein Prototyp erarbeitet und iterativ weiterentwickelt. Parallel sind Konzepte für den Erfahrungsaustausch und die Mitarbeitermotivation auszuarbeiten.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch DIWAN entsteht erstmalig die Möglichkeit, das vorhandene Erfahrungswissen in der Werkstoffprüfung in einem Assistenzsystem zur Verfügung zu stellen und kontinuierlich zu erweitern. Die Facharbeit der Werkstoffprüfer wird aufgewertet, ohne durch Arbeitsverdichtung, Informationsüberflutung oder unangepasste IT-Funktionen belastet zu werden. Die Projektergebnisse werden in Form von Handlungsempfehlungen, Weiterbildungsangeboten und Beratungsleistungen aufbereitet und mit Erfahrungsberichten aus den Pilotunternehmen untersetzt. Damit sollen die Projektergebnisse auch für weitere Berufsfelder in Laborumgebungen, wie beispielsweise Chemielabore, nutzbar gemacht werden.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Hegewald & Peschke Meß- und Prüftechnik GmbH
• IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH
• imq - Ingenieurbetrieb für Materialprüfung, Qualitätssicherung und Schweißtechnik GmbH
• labforward GmbH
• Technische Universität Dresden