P: Prädiktorfunktion und Versuchsplanung (Leitung: Prof. Tracht)

Voraussetzung für eine erfolgreiche Entdeckung neuer Konstruktionswerkstoffe ist eine systematische Auswertung der in den Experimenten und Testszenarien erhobenen Daten, ihre Strukturierung und schließlich Einbettung in einen Suchalgorithmus. Hier steht die Formalisierung und Bewertung von Deskriptoren und die darauf aufbauende Ermittlung der Prädiktorfunktion im Vordergrund. Zur Ermittlung der Prädiktorfunktion werden Techniken der Mehrzielbewertung sowie ein Hypothesensystem auf Basis formaler Methoden eingesetzt. Techniken der Mehrzielbewertung helfen Vergleichsoperatoren für die Deskriptoren zu finden, die essentiell für die Bewertungsfunktion des Suchalgorithmus ist. Das Hypothesensystem hilft Wenn-Dann-Beziehungen auf den Messdaten zu validieren. Dazu wird eine domänenspezifische Sprache entwickelt, die es Expert_innen erlaubt, komplexe Anfragen an alle erhobenen Daten zu stellen. Bewahrheitet sich die Hypothese, kann sie als Generalisierung die Prädiktorfunktion stärken. Ist die Hypothese falsch, wird ein Gegenbeispiel geliefert, das weitere Aufschlüsse geben kann. Gleichzeitig werden die Daten und Funktionen mittels eines analytischen Ansatzes beschrieben und auf dessen Grundlage invertiert.

Die aus der Prädiktorfunktion abgeleitete Bewertungsfunktion findet Eingang in eine zu entwickelnde Methode zur Planung und Steuerung des Hochdurchsatzes im Gesamtsystem. Dabei besteht die besondere Herausforderung, das wahlweise aus der Prozesslogik abgeleitete definierte Zeitfenster im Sinne einer festen Taktung einzuhalten oder aus den Einzeldeskriptorwerten ereignisgesteuert ad-hoc-Planungsprozesse zu initiieren, die die Reihenfolge der Prozesse und damit die Belegungssituation im Gesamtsystem verändern. Als Sonderfälle sind hier Ringschlüsse durch Mehrfachdurchläufe identischer Proben in Einzelsituationen zu nennen, oder die ad-hoc-Bildung von Teillosen aufgrund von Erkenntnissen der Prüfroutinen und Analysen.

Die Vernetzung der Urform- und Einfärbeprozesse (Projektbereich U) mit den Untersuchungen zur Deskriptorermittlung (Projektbereich D) erfordert in Bezug auf die physische Verkettung der jeweiligen Stationen ein durchgängiges Konzept zur Handhabung der in der Urformung erzeugten Proben, die es ermöglicht, sowohl kugelförmige Proben als auch schichtartige Proben in identischen Stationen zu handhaben, zu bearbeiten und zu analysieren. Insbesondere für die kugelförmigen Proben mit einem Durchmesser von weniger als 1000 µm (aus U01) stellt sich die Herausforderung der reproduzierbaren, positionstreuen und verfahrensadäquaten Aufnahme. Diese Aufnahmen sollen für beide Probenkörper soweit standardisiert werden, dass ein durchgängiges Handhabungs-, Positionierungs- und Transportsystem und damit die Steuerung des Hochdurchsatzansatzes auch physisch ermöglicht ist.