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Mit Metrologie in die Zukunft - Herausforderung Digitalisierung

Digital Calibration Certificate - DCC

Herkömmliche Kalibrierscheine könnten bald der Vergangenheit angehören. Um nachzuweisen, dass und wie ein Messgerät kalibriert wurde, könnten die metrologischen Institute weltweit statt der analogen Versionen zukünftig „Digitale Kalibrierscheine“ (DCC) verwenden. Vor allem die Maschinenlesbarkeit würde Fertigungs- und Qualitätsüberwachungsprozesse, bei denen die Digitalisierung immer stärker Einzug hält, deutlich unterstützen. Das Ziel ist es, universelle Austauschformate im gesamten Bereich der Metrologie zu entwickeln.

Prinzipieller Aufbau des DCC

  1. Die administrativen Daten enthalten Informationen von zentralem Interesse. Sie sind für die eindeutige Identifizierung unabdingbar. Ihre Datenfelder sind daher fest vorgegeben.
  2. Der Bereich der Messergebnisse ist reglementiert, was die folgenden Angaben auf der Basis des SI angeht: Bezeichner, Messwert, erweiterte Messunsicherheit, Erweiterungsfaktor, Einheit und Zeit (optional). Einheiten können zusätzlich auch außerhalb des SI dargestellt werden (z. B. Seemeilen, Millimeter Quecksilbersäule, Grad Oechsle). Unabhängig davon gelten immer die Angaben in SI.
  3. Kommentare und Grafiken werden weitestgehend ohne Reglementierung gespeichert. Ebenso können hier Daten in bereits etablierten (oder noch zu schaffenden) Datenaustauschformaten abgelegt werden.
  4. Eine von Menschen lesbare Datei, die sich an dem analogen Kalibrierschein orientieren könnte, schließt den DCC ab.

Umsetzung des DCC

Der DCC basiert auf dem international anerkannten und bewährten Austauschformat XML (Extensible Markup Language). Damit ist er maschinenlesbar und alle Angaben können direkt und automatisiert in alle digital unterstützten Prozesse übernommen werden. Zugleich sorgen kryptografische Signaturen als Sicherungsverfahren dafür, dass der Anspruch an die Integrität und Authentizität eines Kalibrierscheines gewahrt bleibt. Die beim DCC eingesetzten kryptografischen Verfahren sind bereits seit langer Zeit in anderen Bereichen bewährt, beispielsweise bei der Anwendung des Personenstandsgesetzes (Standesamt), in der Abfallwirtschaft oder im Beschaffungswesen der Bundesverwaltung. Weiterhin erfüllt der DCC bereits die Anforderungen der für akkreditierte Laboratorien wichtigen DIN EN ISO/IEC 17025:2018-03.

Mitwirkung

Eine umfassende Dokumentation des DCC XML-Schemas befindet sich Opens external link in new windowhier. Die Entwicklung des DCC läuft unter aktiver Mitwirkung zahlreicher Organisationen und Personen auch außerhalb der PTB. Diese Kooperationen werden organisiert auf der Entwicklungsplattform GitLab Opens external link in new windowhier

Als Ergebnis der Opens external link in new windowDCC-Konferenz im Oktober 2020 wurden mehrere Arbeitskreise gebildet, um gemeinsam mit internationalen Partnern die Entwicklung und Nutzung von DCC voranzutreiben:

  • Digital calibration request (DCR) & Digital calibration answer (DCA)
  • Open Source Software
  • Calibration lab identification
  • Human-readable output
  • Middleware
  • Cryptography
  • International DCC infrastructure

Eine aktive Mitwirkung in diesen Arbeitskreisen ist sehr erwünscht. Bei Interesse können Sie sich einfach per E-Mail an Opens local program for sending emailSiegfried Hackel wenden.

Ein wichtiges Element des DCC ist die Repräsentation von Einheiten und Messdaten mit Messunsicherheiten. Dazu wurde im Opens external link in new windowEMPIR-Projekt SmartCom ein Vorschlag für ein Datenmodell erarbeitet: das D-SI. Eine ausführliche Erläuterung und Beispiele für die Verwendung des D-SI ist Opens external link in new windowhier veröffentlicht. Auch die Weiterentwicklung des D-SI findet auf der GitLab-Plattform statt. Dort können Sie sich selbst registrieren und mit einer E-Mail an Opens local program for sending emailDaniel Hutzschenreuter, für den Bereich zum D-SI freischalten lassen.

Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsprojekte

BMWi GEMIMEG-II „Sichere und robuste kalibrierte Messsysteme für die digitale Transformation“

Damit das hohe Qualitätsniveau „Made in Germany“ auch in einer digitalisierten Welt gilt, hat die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) gemeinsam mit weiteren Forschungspartnern und Unternehmen das Projekt GEMIMEG-II ins Leben gerufen, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 12 Millionen Euro gefördert wird. Die Laufzeit des Projektes beträgt drei Jahre und ist im August 2020 gestartet. Übergreifendes Ziel ist es, die digitale Transformation voranzutreiben und den Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.

Mehr Information hier: Opens external link in new windowProjekt-Website

Veranstaltungen

DCC Conference Oktober 2020

Bei der Veranstaltung drehte sich alles um das Digitale Kalibrierzertifikat (DCC): die Struktur, die Anwendung, die Nutzung des Digitalen SI (D-SI), die Funktionen, die internationalen Vorteile und nicht zuletzt um die Möglichkeit, sich bei der Gestaltung des DCC einzubringen. Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus aller Welt waren eingeladen, Ideen und Erfahrungen auszutauschen und viel über das DCC zu erfahren.

Die Präsentationen sind als Videoaufzeichnungen verfügbar und können Opens external link in new windowhier nach einer Registrierung beim Konferenzportal angeschaut werden. Ebenso finden Sie dort die Ergebnisse und weiteren Schritte, die in der DCC Konferenz diskutiert wurden.

Publikationen

  1. Siegfried Hackel, Frank Härtig, Julia Hornig, Thomas Wiedenhöfer: The Digital Calibration Certificate, PTB-Mitteilungen 127 (2017), Heft 4, Opens external link in new windowDOI: 10.7795/310.20170403
  2. Daniel Hutzschenreuter, Frank Härtig, Wiebke Heeren, Thomas Wiedenhöfer, Alistair Forbes, Clifford Brown et al. (2019). SmartCom Digital System of Units (D-SI) Guide for the use of the metadata-format used in metrology for the easy-to-use, safe, harmonised and unambiguous digital transfer of metrological data (Version D-SI 1.3). Opens external link in new windowDOI: 10.5281/zenodo.3522630