Die BMBF-Bekanntmachung MaterialDigital benennt das Problem direkt: Materialentwicklung basiert auf „Erfahrung oder Trial-and-Error-Ansätzen". Der Übergang zu datengetriebenen Methoden ist kein Luxus — er ist überfällig.

Wer in der Werkstoffforschung optimiert, navigiert durch einen kombinatorischen Raum von gewaltiger Größe: Zusammensetzung,
Dotierung, Pulveraufbereitung, Formgebung, Sintertemperatur, Atmosphäre, Haltezeit, Aufheizrate, Nachbehandlung. Schon bei sechs Parametern mit je fünf Stufen kommen 15.625 Einzelversuche zusammen. Ein einzelner Sintervorgang dauert 24 Stunden. Rechnerisch ergibt das 42 Jahre Laborzeit für eine einzige Materialoptimierung. So entsteht kein Fortschritt — so entstehen Förderlaufzeiten.

Die Antwort der Werkstoff-Community lautet: datengetriebene Entwicklung. Aber „datengetrieben" heißt nicht KI als Buzzword. Es heißt: jede Messung maschinenlesbar dokumentieren, jeden Prozessschritt mit Provenance versehen, jede Eigenschaft mit standardisierten Einheiten erfassen. Dann — und nur dann — entstehen Datenmengen, aus denen statistische Versuchsplanung,
Hauptkomponentenanalyse und Bayesian Optimization mehr machen können als Rauschen.

Das Problem ist nicht der Mangel an Verfahren — es ist der Mangel an Vergleichbarkeit. Hunderte Fachartikel veröffentlichen Piezokoeffizienten für bleifreie Keramiken wie BNT-BT. Aber kaum zwei davon sind direkt vergleichbar, weil Messbedingungen, Probengeometrie und Vorbehandlung unterschiedlich kodiert werden. Ohne gemeinsame Sprache bleibt jede Veröffentlichung ein Inseldatensatz.

„Wir können nicht 15.000 Experimente machen, um ein einziges Material zu optimieren. Wir müssen lernen, aus jedem Experiment maximal viel zu > ziehen — und das geht nur, wenn die Daten vergleichbar sind. Die Werkzeuge dafür sind da. Sie zu nutzen, ist eine kulturelle Entscheidung, keine technische."* — Dr. Wolfgang Grond, Gründer Numberland

Zahlen, Daten, Fakten

• Materialentwicklung typisch 10–20 Jahre vom Konzept bis zur Anwendung
• 70 % der publizierten Materialdaten nicht reproduzierbar (Baker, Nature 2016 — Befragung von 1 576 Forschern)
• Kombinatorischer Raum bei 6 Sinterparametern × 5 Stufen: 15.625 Versuche
• BMBF-Förderaufruf MaterialDigital_3 (2023): „Trial-and-Error" wird explizit als zentrales Problem benannt