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Digitale Qualitätsinfrastruktur für IoT

Grundidee

Die Sicherung von Qualität und Vertrauen in Messungen, Messwerte und Messgeräte im Internet der Dinge (IoT) zieht sich durch eine Vielzahl von Projekten und Forschungsaktivitäten der PTB. Dabei richten sich insbesondere die Anforderungen an die IT-Sicherheit sowie die notwendigen Standardisierungsansätze nach dem Anwendungsgebiet.

Die PTB entwickelt ein in sich geschlossenes und abgestimmtes Gesamtkonzept, welches abgestufte Anforderungen und spezialisierte Entwicklungen mit einer übergreifenden Strategie verbindet.

Projekt: European Metrology Cloud

Um die digitale Entwicklung in der gesetzlichen Metrologie voranzubringen, hat die PTB die Entwicklung einer koordinierten, europäischen, digitalen Qualitätsinfrastruktur für innovative Produkte und Dienstleistungen angeregt; die „European Metrology Cloud“.  Ihr Fundament bildet eine vertrauenswürdige Hauptmetrologieplatform in jedem Mitgliedsstaat, die dafür gedacht ist gesetzliche Verfahren durch das Anknüpfen an bestehende Infrastrukturen und Datenbanken zu unterstützen und zu vereinfachen und um eine zentrale Anlaufstelle für alle Interessenten bereitzustellen. Innerhalb dieser Qualitätsinfrastruktur, werden Referenzarchitekturen, wie z.B. innovative Messinstrument sowie auch technologisch und datengetriebene digitale Dienstleistungen des gesetzlichen Messwesens entwickelt. Die ersten Ergebnisse dieser Initiative werden Prototypen sein. 

Mehr Informationen unter Opens internal link in current windowdigital.ptb.de/MetrologyCloud

Projekt: SmartCom

Die Übertragung und Verarbeitung von Daten im IoT geschieht in der Regel autonom und verlangt daher vertrauenswürdige und verlässliche Informationen über die Daten selbst. Insbesondere maschinenlesbare Informationen über Einheiten und andere metrologische Metadaten müssen vorhanden sein.

Im EMPIR-Projekt 17IND02 SmartCom ("Communication and validation of smart data in IoT-networks") entwickelt die PTB daher mit zahlreichen internationalen Partner zusammen die Grundlagen für eine verlässliche Kommunikation metrologischer Informationen im IoT: Digitale Kalibrierzertifikate, standardisierte Kommunikationswege und automatisierte Validierungsverfahren.

Schnittstelle Metrology Cloud & SmartCom

Auch wenn das Projekt Metrology Cloud (MC) primär den gesetzlich geregelten Bereich und SmartCom vor allem mit dem Digitalen Kalibrierzertifikat (DCC) primär das industrielle Messwesen adressieren, so gibt es doch eine Reihe von ähnlichen Fragestellungen. Daher arbeiten beide Projekte in folgenden konkreten gemeinsamen Teilfragen zusammen.

Verbindung des DCC und der MC

  • Festlegung zu administrierender Rollen im DCC für die MC
  • Festlegung der zu administrierenden Prozesse
  • Integration in die metrologische Administration der MC

Kommunikationsstandards im gesetzlichen Messwesen

  • Analyse bzgl. der Abdeckung internationaler Standards und ggf. Anpassungen
  • Evaluation der Integration in eine Referenzarchitektur

Instrumentspezifische Referenzarchitekturen für die Anbindung an die MC

  • Erfüllung der wesentlichen Anforderungen der MC
  • Formale Risikoanalyse entlang Common Criteria
  • Integration von Verifikationsmethoden

Projekt: Met4FoF

Die Anwendung metrologischer Grundlagen auf Prozesse im industriellen IoT erfordert neue Methoden wie die Kalibrierung digitaler Sensoren, Berücksichtigung von Kommunikationsproblemen und Netzwerkeffekten sowie Messunsicherheitsmethoden bei der Aggregation der anfallenden Daten.

Zusammen mit einer Reihe europäischer Partner führt die PTB daher das EMPIR Projekt 17IND12 Met4FoF ("Metrology for the factory of the future") durch, bei dem genau diese Fragen adressiert werden sollen. So werden Kalibriermethoden für Sensoren mit rein digitalem Ausgang und MEMS Temperatursensoren entwickelt sowie mathematische Methoden für die Bestimmung von Messunsicherheiten im industriellen IoT.

Schnittstelle SmartCom & Met4FoF

Die Kalibrierung von Sensoren für das industrielle IoT (bzw. Industrie 4.0) sowie die Bestimmung von Messunsicherheiten bei der zugehörigen Datenanalyse sind untrennbar verbunden mit einer verlässlichen und standardisierten Weitergabe dieser Informationen. Insofern ist eine enge Zusammenarbeit der Projekte SmartCom und Met4FoF sehr natürlich. Die im Projektverlauf erarbeiteten Methoden und Werkzeuge werden daher wechselseitig zum Einsatz kommen in Form von Fallstudien und Empfehlungen.

Beide Projekte betreiben ein gemeinsames Beratungsgremium aus Stakeholdern und Anwendern, um eine koordiniertes Vorgehen zu vereinfachen.