Nachlese zur Digital Kitchen im SaxFDM

„Forschungsdatenmanagement als Service für ein typisches Verbundprojekt in den Ingenieurwissenschaften auf Basis einer ontologiebasierten Verschlagwortung“

Am 18. November 2021 gab es wieder ein Treffen in der Digitalen Küche von SaxFDM. Die sächsische FDM-Landesinitiative SaxFDM hatten die beiden Wissenschaftler Hajo Wiemer und Kim Feldhoff von der Professur für Werkzeugmaschinenentwicklung und adaptive Steuerungen (LWM) eingeladen, die ontotologiebasierte Verschlagwortung innerhalb des Verbundforschungsprojektes AMTwin vorzustellen. Das Verbundvorhaben AMTwin entwickelt Modelle für die Abbildung von Wechselwirkungen zwischen Material- und Fertigungsprozessparametern und finalen Bauteileigenschaften. Der Modellbildung liegen zahlreiche Datensätze zugrunde, die aus der Prozesskette zur Herstellung und Prüfung der Bauteile erfasst wurden.

Der Vortrag setzte den Praxisbericht fort, den die beiden Referenten zur 2. sächsische FDM-Tagung am 22.09.2021 gehalten haben.

Sehr anschaulich wurde vorgetragen, dass es erst einmal als zusätzlichen Aufwand erscheint, sich mit der Organisation der eigenen Forschungsdaten zu beschäftigen. In einem Verbundprojekt ist es wichtig, immer verfügbare und vollständige Daten zu haben. Die Projektpartner müssen auch mit den Daten arbeiten und sie verstehen können, die entlang der Prozesskette entstehen. Und es geht immer um Effizienz beim Arbeiten.

Für die gemeinsame Arbeitskultur wurde eine FDM-Ordnung entwickelt, d.h. eine Art Hausordnung, die im Projekt gelebt wird. Der soziokulturelle Kontext zwischen Akzeptanz, Effizienz und Arbeitskultur wurde im Vortrag nachvollziehbar dargestellt. Diese Softskills gewinnen einen immer größeren Einfluss auf die formalen Faktoren Datenqualität, Interoperabilität, Vollständigkeit, Verfügbarkeit und Erklärbarkeit von Daten und wurden in dieser ausführlichen Form bisher selten kommuniziert. 

Neue Features von Sharepoint, dem Arbeitstool für die Projektdokumentation, kamen ebenfalls zur Sprache. Neu ist, dass mittlerweile die Metadaten zu den Versuchen mittels eines Formulars erfasst werden und die Verschlagwortung der Daten auf Basis einer Ontologie und Taxonomie erfolgt (EMMO: Europeean Materials Modelling Ontology Version 1.0.0-alpha2, https://emmo-repo.github.io/versions/1.0.0-alpha/emmo.pdf). Die Erweiterung der EMMO-Ontology auf die Gegebenheiten im Projekt AMTwin, dargestellt für die Anwendung auf die Additive Fertigung, war ein wichtiger Teil der Grundlagenarbeit für die Standardisierung. Die durch die EMMO-Adaption entstandene OFAM Ontology for Additive Manufacturing muss noch in der Community begutachtet werden (Review).

Immer wieder verknüpfte Dr. Hajo Wiemer den Praxisbericht mit kurzen theoretischen Erläuterungen, so dass der Entwicklungsprozess der Versuchsdokumentation nachvollziehbar wurde.

Dazu gehört auch die Visualisierung der Beziehung der einzelnen Bausteine Folksonomy, Glossary, Informal hierarchy, Thesaurus, Taxonomy und Ontology untereinander sowie mit den jeweiligen Bedeutungen (Folie 18, Präsentation in ZENODO verfügbar). Die Komplexität der Verknüpfungen der Klassen innerhalb einer Ontologie wird gerade durch Visualisierung sichtbar.  

Weiter ging es mitder Darstellung, wie auf Basis der Ontologie das Metadatendatenschema entwickelt wurde und händisch in die Formularstruktur in Sharepoint übertragen wurde.

Die Mehrwerte des Arbeitens in und mit SharePoint wiegen den vermeintlichen Mehraufwand auf. Dazu gehören das Rechtemanagement, eine komfortable Suchfunktion und die Web-basierte Oberfläche, die vergleichsweise einfach zu bedienen ist. Die IT-Sicherheit des wirkmächtigen komplexen FDM-Instrument SharePoint ist durch die Anbindung an das ZIH der TU Dresden jederzeit gegeben.

Was sind die nächsten Schritten im Projekt? Zu einen wird der theoretische Überbau zum FDM konsequent und kontinuierlich im Projekt kommuniziert, um alle mitzunehmen und die erstrebte Effizienz zu erreichen. Eine noch stärkere Orientierung an methodischen Abläufen soll den Standardisierungsprozess unterstützen. Des Weiteren ist geplant, die Forschungsdaten in OpARA, dem Forschungsdatenrepositorium der TU Dresden zu veröffentlichen, um damit die Zitierfähigkeit (DOI-Publikation) und eine Langzeitarchivierung zu erreichen. Die Anreicherung fehlender Metadaten ist in Arbeit.

Die Übertragbarkeit des entwickelten Forschungsdatenmanagements auf andere, auch fachfremde Projekte wäre wünschenswert.  Dabei müssten die komplexen Faktoren Motivation, Anforderungen und Architektur entlang einer Prozesskette bzw. eines Workflows generalisiert werden und mit einer verständlichen Wissenschaftskommunikation begleitet werden.

Eine Fragerunde beschloss den lebendigen Vortrag. Es bleibt zu hoffen, dass das Verbundprojekt AMTwin weiterhin erfolgreich ist und die interessierte FDM-Community vom Projektfortschritt Kenntnis erlangt.

Die nächste Digital Kitchen gibt es am 16.12.2021 zum Thema: „Full Integrated Research Data Lifecycle – The Project HELIPORT“


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