Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft | 2020

Physikalisch-Technische Bundesanstalt  Braunschweig und Berlin Nationales Metrologieinstitut Physikalisch-Technische Bundesanstalt  Braunschweig und Berlin PTB 2020 Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft | 2020 Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft | 2020 Titelbild: Quelle: fotolia / PTB 2 Inhalt Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft | 2020 ■ Digitale Transformation: Kernziele der PTB ................................................................................................................... 3 ■Kernziel 1 – Die PTB will auch in einer digitalisierten Welt die Einheitlichkeit im Messwesen sicherstellen .....................................................4 ■Kernziel 2 – Die PTB beteiligt sich an der nachhaltigen Nutzbarkeit von Forschungsergebnissen und Daten .................................................................. 4 ■Kernziel 3 – Die PTB entwickelt ganzheitliche Konzepte für die Behandlung von Messgeräten und Messdaten .......................................................... 5 ■Kernziel 4 – Die PTB unterstützt den effizienten und sicheren Einsatz digitaler Technologien ........................................................................................5 ■Kernziel 5 – Die PTB fördert die aktive Teilhabe aller Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an der Digitalisierung ...................................................6 ■ Digitale Transformation metrologischer Dienstleistungen ...........................................................................................7 ■ Forschungsschwerpunkte in der Digitalisierung ..........................................................................................................10 ■ Zusammenfassung und Ausblick ....................................................................................................................................12 3 Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft | 2020 METROLOGIE FÜR DIE DIGITALISIERUNG ? Wir befinden uns inmitten einer digitalen Revolution. Und sie ist disruptiv: Vieles was gestern noch üblich und sinnvoll war, ist heute überholt, muss schneller, flexibler, transparenter werden. In Haushalten, Handel und Industrie – überall entstehen neue Möglichkeiten durch digitalen Datenverkehr. Das Internet of Things (IoT) treibt diese Entwicklung rasend schnell voran: Maschinen sind durch digitale Schnittstellen miteinander verbunden und tauschen Informationen direkt miteinander aus; ganze Produktionsabläufe sind bereits vollständig vernetzt oder haben digitale Zwillinge in der Cloud – Stichwort Industrie 4.0; auch neue Messgeräte sind teilweise untrennbar mit digitaler Technik und automatisierter Datenverarbeitung verzahnt. Dadurch entstehen gewaltige Datenmengen, deren Auswertung neue Möglichkeiten der Kommunikation und neue Geschäftsfelder ermöglicht. Die immer schneller voranschreitende Entwicklung von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) wirken dabei wie ein Katalysator und beschleunigen die digitale Transformation zusätzlich. Dieser Umbruch fordert das ausgeklügelte System der Qualitätsinfrastruktur (QI), bestehend aus Metrologie, Akkreditierung, Konformitätsbewertung, Normen & Standards und Marktüberwachung, in hohem Maße heraus. Die PhysikalischTechnische Bundesanstalt (PTB) als das Nationale Metrologie-Institut Deutschlands spielt eine Schlüsselrolle in der Ertüchtigung QI für eine digitalisierte Welt. Dafür hat die PTB unter dem Dach einer umfassenden Digitalisierungsstrategie alle dazu notwendigen Instrumente gebündelt – von Digitalen Kalibrierzertifikaten und virtuellen Messgeräten über Forschungsdatenmanagement bis zu digital unterstützten Prüfund Zulassungsprozessen mit einem Datenhandling ohne Medienbrüche. Diese stellen die Basis dar für die bereits begonnen Arbeiten zu komplexen vernetzten Systemen und zu Methoden der Künstlichen Intelligenz. Die Digitalisierungsprojekte umfassen inzwischen alle Bereiche der PTB – von der Verwaltung, über die Forschung bis zum täglichen Miteinander. Darunter fallen aktuelle Entwicklungen zu einem digitalen Kundenportal und der E-Akte ebenso wie Metrologie für KI, Forschungsdatenmanagement und digitale Zertifikate und Prozesse in der Qualitätsinfrastruktur. Das macht die Vernetzung und Verzahnung dieser Entwicklungen umso wichtiger. Der Lenkungskreis Digitalisierung (LK-D) zusammen mit der Arbeitsgruppe „Koordination Digitalisierung“ im Präsidialen Stab der PTB stellen genau dies sicher. In der hier vorliegenden Studie werden ausschnittsweise die aktuellen Fortschritte umrissen und ein Ausblick auf kommende Entwicklungen gegeben. Nicht zuletzt durch die aktuelle Pandemiesituation ist dabei die digitale Transformation von Arbeitsund Kommunikationsprozessen stärker in den Fokus gerückt. Gleichzeitig sind beispielsweise auch in der Forschung zahlreiche neue Vorhaben gestartet worden. Insbesondere die Ertüchtigung der Qualitätsinfrastruktur für digitale Innovationen und die innovative Nutzung digitaler Technologien in der Qualitätsinfrastruktur stehen für die PTB dabei im Mittelpunkt – also die Entwicklung einer interoperablen „QI-Digital“, die gerüstet ist für eine digitalisierte Welt. Digitale Transformation: Kernziele der PTB Die digitale Transformation ist ein fortlaufender Prozess, mit sich ständig ändernden Schwerpunkten. Die PTB orientiert sich daher für ihre Aktivitäten in der Digitalisierung an 5 Kernzielen. Diese dienen als Orientierung und Leitplanken bei der Entwicklung neuer Vorhaben und Ideen. Gleichzeitig dienen sie als Ankerpunkte für die Kommunikation der langfristigen Ziele und Vorstellungen einer Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft. 4 Kernziel 1 – Die PTB will auch in einer digitalisierten Welt die Einheitlichkeit im Messwesen sicherstellen Die Qualitätsinfrastruktur (QI) in Deutschland ist ein wesentlicher Garant des wirtschaftlichen Erfolgs und basiert auf dem Zusammenspiel von Metrologie, Standardisierung, Akkreditierung, Konformitätsbewertung und Marktüberwachung. Dabei spielt die PTB als das Nationale Metrologieinstitut Deutschlands eine ganz wesentliche Rolle. Zu ihren gesetzlichen Kernaufgaben gehört die Sicherstellung der Einheitlichkeit des Messwesens nach dem Einheitenund Zeitgesetz – insbesondere die Weitergabe der Maßeinheiten im Sinne der messtechnischen Rückführung. Die PTB ist Garant für die Sicherstellung von Messrichtigkeit, Messbeständigkeit und Prüfbarkeit und unterstützt die internationale Harmonisierung in diesen Bereichen stark. Im Zuge der Digitalisierung ergeben sich hierbei eine Vielzahl neuer Herausforderungen, denen sich die PTB aktiv stellt. Ein Beispiel, welches einen großen Einfluss auf die Wirtschaft und Gesellschaft hat, ist die Digitalisierung der Energiewende. Ohne Smart Grids, die das Zusammenspiel dezentraler Energieversorgung digital unterstützen, wird eine erfolgreiche Energiewende schwer möglich sein. Ein wichtiger Baustein in diesem Prozess sind verlässliche Messungen von Verbräuchen und Netzparametern sowie deren Kommunikation über digitale Infrastrukturen. Der Anfang 2020 formal gestartete Roll-out von Smart Meter Gateways (SMGW) ist hierfür ein wichtiger erster Schritt. Das SMGW vereint metrologische, eichrechtliche und sicherheitsbezogene Anforderungen. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit für eine starke interdisziplinäre Zusammenarbeit und effektive Koordination. Um auch in einer digitalisierten Welt die Einheitlichkeit im Messwesen zu gewährleisten, entwickelt die PTB beispielsweise Digitale Kalibrierzertifikate (Digital Calibration Certificate – DCC), erforscht im Kompetenzzentrum Metrologie für virtuelle Messgeräte (VirtMet) die Vergleichbarkeit von realen und virtuellen Messungen und entwickelt objektive Bewertungsmethoden für maschinelles Lernen und Methoden der künstlichen Intelligenz (KI). In allen Bereichen hat die PTB in den letzten beiden Jahren enorme Fortschritte gemacht. Für den DCC liegt inzwischen eine stabile Version vor, auf dessen Grundlage nun die Abstimmungen mit internationalen Partnern aus Metrologie, Forschung und Industrie begonnen wurden. In VirtMet wurden mehrere abteilungsübergreifende Projekte gestartet und erste Erfolge erzielt. Für die Bewertung von KI-Methoden wurden vor allem für Anwendungen in der Medizin zahlreiche Vorhaben gestartet und erste Verfahren publiziert. Kernziel 2 – Die PTB beteiligt sich an der nachhaltigen Nutzbarkeit von Forschungsergebnissen und Daten Eine datengetriebene Forschung und Wirtschaft sind nur umsetzbar, wenn verlässliche Daten zugänglich und nachhaltig verwendbar sind. Entsprechend verlangen Forschungsförderer in zunehmendem Maße, dass die Forschungsergebnisse sachgerecht dokumentiert, langfristig archiviert und öffentlich zugänglich gemacht werden. Diese Anforderungen an das Datenmanagement werden mit dem Akronym FAIR Data zusammengefasst: Daten sollten auffindbar (Findable), zugänglich (Accessible), interoperabel (Interoperable) und nachnutzbar (Reusable) sein. Auf diese Weise können bereits ausgewertete und publizierte Daten dann die Grundlage für neue Fragestellungen und Forschungsarbeiten bilden. Diese Grundsätze finden zunehmend auch Eingang in die Wirtschaft, wo mit GAIA-X eine entsprechende Daten-Infrastruktur aufgebaut werden soll. Die PTB ist hier von Beginn an aktiv beteiligt und arbeitet an der Weiterentwicklung der Metrology Cloud für eine Integration von GAIA-X und einer „QI-Digital“. So soll die Basis gelegt werden für eine auf der Metrology Cloud basierende „QI-Cloud“. Diese verbindet die Akteure in der QI, digitalisiert regulierte Prozesse und ermöglicht so neue Wertschöpfungen und die Ausnutzung von Synergieeffekten. Im Wissenschaftsbereich sind die Pendants die Nationale Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) und die European Open Science Cloud (EOSC). Bei der NFDI beteiligt sich die PTB im Bereich der Standardisierung von Metadaten, Datenqualität und persistenten Identifikatoren für Daten. Als Mitglied im NFDI Verein werden diese Aktivitäten deutlich ausgebaut werden. Bei der EOSC beteiligt sich die PTB im Rahmen ihrer Aktivitäten in EURAMET – der europäischen Metrologieorganisation. Hier koordiniert die PTB das Projekt TC-IM 1449 mit dem Ziel, Forschungsdaten der europäischen Kooperationsprojekte gemäß der FAIR-Prinzipien bereitzustellen und eine Kooperation von EURAMET und der EOSC voranzutreiben. Insgesamt verfolgt die PTB das Ziel einer datenbasierten Forschung und Entwicklung mit gesicherter Qualität und Reproduzierbarkeit. Aus diesem Grund beschäftigt sich die PTB unter anderem mit einem umfassenden Konzept für das Forschungsdatenmanagement, der Entwicklung und Umsetzung eines Software Quality Framework, der Einführung eines elektronischen Laborbuchs und der konsistenten Nutzung von Metadaten und Vokabular im digitalen Umfeld. So erhalten Forschende in der PTB im Rahmen individueller Beratungen auf Wunsch Informationen zu allen mit dem Forschungsdaten- 5 management verbundenen Aufgaben: Erstellung von Datenmanagementplänen, Dokumentation der Arbeitsschritte, Datenaufbewahrung, Datenveröffentlichung sowie Auswahl von Dateiund Metadatenformaten. Das Rückgrat für alle Daten in der industriellen und gesetzlichen Metrologie weit über die Grenzen Deutschlands und Europas hinaus bildet das Internationale Einheitensystem (SI), an dessen Entwicklung die PTB seit über 100 Jahren aktiv beteiligt ist. Es ist beispiellos die Mutter aller international akzeptierten, interoperablen und wiederverwendbaren Daten. 2019 ist es der PTB mit ihren Partnern aus Industrie und Forschung gelungen, ein universelles Metadatenmodell (D-SI) für smarte metrologische Daten auf der Basis des SI abzustimmen. Dieses ist der Schlüssel für Messdatenformate, die in neuen digitalen Umgebungen wie dem Internet of Things (IoT) und Cyber-Physikalischen Systemen bestand haben sollen und insbesondere fehlerfrei von Maschinen sowohl als auch von Menschen verstanden werden müssen. Digitalanwendungen, wie im Gesundheitsbereich oder bei Verbrauchszählern, wären schlicht undenkbar, wenn ihre Zuverlässigkeit nicht gesichert wäre. Das D-SI findet bereits umfangreiche Verwendung in den europäischen Leuchtturmprojekten SmartCom und GEMIMEG-II zu maschinenlesbaren Digitalen Kalibrierscheinen. Weltweit einzigartig ist zudem die PTB OnlineZertifizierung für die Anwendung des D-SI, welche die maschinennutzbare TraCIM-Plattform einsetzt, die in der Koordinatenmesstechnik bereits seit vielen Jahren etabliert ist. Für die Zukunft blickt die internationale Metrologiewelt auf die weitere Abstimmung smarter metrologischer Datenformate durch die Meterkonvention – dem als CIPM bekannten Verbund aus 62 Mitgliedsstaaten und 40 assoziierten Staaten, die weltweite Standards wie das SI definieren. In leitender Position in zwei in 2019 neu gegründeten Komitees des CIPM zum „Digital-SI“ bringt die PTB die Entwicklungen aktiv voran. Im Oktober 2020 wurde vom CIPM ein von den Komitees vorgelegtes gemeinsames Konzepts für digitale Daten, Dienstleistungen und Werkzeuge auf der Basis des SI befürwortet und die Nationalen Metrolgoieinstitute wie die PTB dazu ermutigt, diese Entwicklung weiter voran zu bringen (Entscheidung CIPM/109-17). Mit diesem internationalen Auftrag wird die PTB auch in Zukunft Teile Ihrer Forschung und Entwicklung auf die internationale Harmonisierung unter dem CIPM ausrichten und damit verknüpfen. Kernziel 3 – Die PTB entwickelt ganzheitliche Konzepte für die Behandlung von Messgeräten und Messdaten Neue Messgeräte enthalten häufig verteilte, teilweise virtualisierte Komponenten und nutzen Cloud-Services. Doch in regulierten Bereichen sind die Hürden in Bezug auf Zulassung und Konformitätsbewertung hoch, wenn Messgeräte solche modernen Kommunikationsund Informationstechniken beinhalten. Hersteller sehen dadurch zunehmend ein Innovationshemmnis und befürchten langfristige Wettbewerbsnachteile. Daher sind in einer digital vernetzten Wirtschaft und Industrie ganzheitliche Konzepte für den Umgang mit Messdaten und die Vernetzung von Messgeräten notwendig. Das schließt auch ein, dass diese Konzepte den Anforderungen des gesetzlichen und industriellen Messwesens genügen müssen. Bisher sind diese beiden Bereiche weitestgehend getrennt in ihrer metrologischen Behandlung, da sie verschiedenen rechtlichen und organisatorischen Rahmenbedingungen unterliegen. Im Zuge der digitalen Transformation verschwimmen diese Grenzen jedoch zusehends, da ähnliche Komponenten eingesetzt werden und Daten teilweise über die Grenzen der beiden Bereiche hinweg Verwendung finden sollen. Die Berücksichtigung eines geeigneten Datenmodells für die Kommunikation der Messdaten, die Anbindung zum Beispiel an die Metrology Cloud sowie die effiziente Verwendung digitaler Informationen über das Messgerät sollten idealerweise schon bei seiner Entwicklung berücksichtigt werden; also: „Metrology by design“. Mit ihren Aktivitäten zum D-SI, der Metrology Cloud und digitalen Zertifikaten für die Kalibrierung und Konformitätsbewertung unterstützt die PTB aktiv die Entwicklung dieses Prinzips. Mit dem Aufbau eines Demonstrators zur Integration von digitalen Zertifikaten in digitalen Prozessen auf Basis der Metrology Cloud hat die PTB bereits mit der tatsächlichen Umsetzung begonnen. Außerdem beteiligt sich die PTB mit dem VDMA an der Umsetzung des Datenmodells D-SI in dem Kommunikationsstandard OPC-UA für Anwendungen in Industrie 4.0 und mit der NAMUR an Standards in der Chemie. Die große Bandbreite der Themenfelder der PTB spiegelt sich auch in diesen vielfältigen Kooperation in der digitalen Transformation wider. 6 Kernziel 4 – Die PTB unterstützt den effizienten und sicheren Einsatz digitaler Technologien Die PTB entwickelt und verwendet digitale Technologien sowohl für ihre eigenen Arbeitsabläufe als auch für die Prozesse in der Qualitätsinfrastruktur. Dabei betrachtet sie die Konzepte „security and privacy by design“ als unverzichtbar für die Sicherung von Vertrauen. Das bedeutet, dass bei der Entwicklung von Hardwie Software bereits von Anfang an einerseits der Datenschutz berücksichtigt wird, und andererseits darauf geachtet wird, die Systeme so frei von Schwachstellen und so unempfindlich gegen Angriffe wie möglich zu konzipieren. Die einzelnen Bausteine dieser digitalen Umgestaltung sollen sich mittelfristig zu einem einheitlichen Gesamtbild zusammenfügen. Diesem Kernziel ist die PTB auch in der aktuellen Pandemiesituation treu geblieben. So hat die PTB ganz bewusst auf freie Open Source Software zur Erweiterung der digitalen Werkzeuge zur Kommunikation und Kollaboration gesetzt, die sich später nahtlos mit anderen Werkzeugen kombinieren lassen. Der Einsatz neuer Werkzeuge wird dabei in einem gemeinsamen Prozess von Anwendern und Datenschutz-, Informationssicherheitsund Digitalisierungsexperten evaluiert. Hierfür wurde auch eine eigene Steuerungsgruppe eingerichtet, ein kontinuierlicher strukturierter Evaluationsprozess initiiert und die Einrichtung einer zentralen Einheit für die Softwareentwicklung eingeleitet. Einer der wesentlichsten Bausteine im digitalen Werkzeugkasten der PTB ist die elektronische Akte, kurz E-Akte, ein zentrales elektronisches Dokumentenmanagementsystem, in dem alle Schriftstücke der PTB komfortabel abgelegt und gefunden werden und welches das räumlich flexible, gemeinsame Arbeiten unterstützt. Insbesondere die digitale Transformation von Prozessen, die auf diesen Schriftstücken basiert, ist dabei ein wichtiges Element. Ausgehend von den Erkenntnissen der Pilotprozesse ist 2020 der Roll-out mit Hochdruck gestartet worden. Sukzessive werden nun nacheinander die verschiedenen Bereiche der PTB in das System der E-Akte aufgenommen. Für eine effiziente und effektive Nutzung setzt die PTB dabei auf ein umfassendes Schulungsund Informationskonzept. Um diesen Prozess auch in der Pandemiesituation fortsetzen zu können, wurden diese Konzepte verstärkt virtualisiert und gezielt um Video-Anleitungen erweitert. Ein weiterer digitaler Baustein auf dem Weg zu effizienter und sicherer Kundenorientierung in der PTB ist das Kundenportal „E-Services“. Mit diesem Service soll eine webbasierte Auftragsdatenverarbeitung eingerichtet werden, die eng mit dem E-Akte-System der PTB verknüpft ist. Das Kundenportal wird die zentrale digitale Anlaufstelle für Kunden aus dem Bereich der Konformitätsbewertung und Kalibrierungen sein und den einfachen Upload von Informationen sowie die Auftragsverwaltung gewährleisten. Die Integration dieser Bausteine mit den anderen digitalen Entwicklungen und Werkzeugen ist Ziel des unten beschriebenen Projekts „Digitaler Workflow für metrologische Dienstleistungen“. Kernziel 5 – Die PTB fördert die aktive Teilhabe aller Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an der Digitalisierung Schon vor der aktuellen Pandemiesituation setzte die PTB auf moderne Werkzeuge und Prozesse zur Einbeziehung aller interessierten Kreise. So wurde im Verlauf des letzten Jahres zum Beispiel ein Wiki als digitaler Wissensspeicher in den Fundus zentral bereitgestellter Dienste aufgenommen. Dadurch ist ein weiterer zentraler Anlaufpunkt geschaffen worden, wo erstmals potenziell gleichberechtigt Informationen mit allen Beschäftigten geteilt werden können. Insbesondere die aktuelle Pandemiesituation fordert ein Höchstmaß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit ab. Auch an der PTB wechseln viele Beschäftigte jetzt häufig ins Homeoffice, wo immer es die täglichen Aufgaben erlauben. Um in diesen Zeiten zusätzliche Belastungen zu reduzieren, wurden die Möglichkeiten zur Kontaktaufnahme und Interaktion deutlich ausgebaut. Diese Maßnahmen erfolgen stets im Austausch mit den Beschäftigten und Interessenvertretern, um konkrete Bedürfnisse und Sorgen zu berücksichtigen. Ein wichtiger Teil dieses Austauschs erfolgte in diesem Jahr während der Themenwoche „Digitaler Arbeitsplatz – Herausforderungen gemeinsam meistern“. Die Themenwoche war eine online Veranstaltung mit neuen und in dieser Form erstmalig an der PTB genutzten Features. Verschiedene Themeninseln stellten ihre Bereiche über eine zentral bereitgestellte Homepage im Intranet vor. Bereits vor der eigentlichen Veranstaltung konnten sich alle Interessierten dort und auf mehreren anderen Kommunikationskanälen informieren. Während der Veranstaltung konnten die Anwesenden über ein Browser-basiertes Kollaborationswerkzeug Fragen stellen, welche live beantwortet wurden. Eine abschließende Diskussionsrunde und ein zusätzlich angebotenes Themenwochen-Quiz rundeten das Paket ab. In vielen Bereichen der PTB wird Software entwickelt, um Messaufgaben oder Forschungsfragen zu bearbeiten. Ein wichtiger Baustein in 7 der Digitalisierung stellt für die PTB daher die Vernetzung und Beteiligung der Entwickler*innen dar. Dafür treibt die PTB ein Community-Building voran, indem regelmäßige Treffen durchgeführt werden. Außerdem werden verschiedene Kommunikationskanäle aufund ausgebaut und Kollaborationswerkzeuge geschaffen, um beim Einsatz innovativer Technologien und erprobter Standards des Software Engineering zu unterstützen. Digitale Transformation metrologischer Dienstleistungen Aufbauend auf ihren Forschungsund Entwicklungsarbeiten bietet die PTB umfangreiche metrologische Dienstleistungen an. Die digitale Transformation der internen Prozesse für diese Dienstleistungen erstreckt sich somit über alle Abteilungen und Themengebiete hinweg. Gleichzeitig sind ein abgestimmtes Vorgehen und eine sinnvolle Harmonisierung digitaler Prozesse notwendig, um tatsächlichen Nutzen aus der digitalen Transformation ziehen zu können. Daher verfolgt die PTB das Ziel eines ineinandergreifenden digitalen Workflows für die metrologischen Dienstleistungen. Die verschiedenen Vorhaben, Projekte und Ideen in der PTB werden dafür digital verzahnt und somit neue Synergien erzeugt, die gleichzeitig neue Impulse setzen. Durchgehend digitale Arbeitsläufe schaffen in Zukunft eine höhere Effizienz und Transparenz; nicht nur für alle Beschäftigten der PTB, sondern vor allem auch für unsere Kunden. Die Arbeitsprozesse der von der PTB ausgeführten Dienstleistungen weisen eine recht ähnliche Grundstruktur auf und lassen sich grob in die folgenden Bausteine unterteilen: Auftrag erteilen, Auftrag bearbeiten, Prüfungen durchführen, Zertifikat erstellen, Rechnung erstellen, Zertifikat zur Verfügung stellen. Die Digitalisierung der einzelnen Bausteine ist in der PTB, dank zahlreicher Expertengruppen, bereits sehr weit fortgeschritten. Diese Bausteine fügen sich künftig durch die konsistente Nutzung von Metadaten zu einem interoperablen, digitalen Gesamtprozess für alle metrologischen Dienstleistungen. Der erste Baustein in diesem Workflow, das Kundenportal „E-Services“, welches sich aktuell im Aufbau befindet und Mitte 2021 in den Pilotbetrieb gehen soll, fungiert als kompetentes Kundenbetreuungssystem für alle PTB-Dienstleistungen. Die Kommunikation zwischen PTB und Kunden kann in Zukunft vollständig über diese Plattform erfolgen, um Dokumente und Informationen auszutauschen. Ein persönliches Kundenkonto dient dabei ebenfalls der Erfassung und Pflege der administrativen Daten. Über eine einheitliche WebOberfläche können so in Zukunft sämtliche Aufträge über die Dienstleistungsauswahl direkt und unkompliziert an die PTB gestellt und die dafür erforderlichen Unterlagen als maschinenlesbare Dokumente hochgeladen werden. Diese Inhalte werden zusammen mit allen zugehörigen Metadaten direkt in die E-Akte der PTB übertragen. Über die im System hinterlegte Auftragsliste können die Kunden außerdem jederzeit bequem den aktuellen Bearbeitungsstatus einsehen, oder auch einen Folgeantrag stellen, ohne die spezifischen Unterlagen erneut einreichen zu müssen. Diese Transparenz im Handeln der PTB wird durch die direkte Verknüpfung mit der E-Akte ermöglicht. Anhand der automatisch generierten Metadaten aus den E-Services wird in der E-Akte ein entsprechender Vorgang für den Auftrag angelegt. Implementierte Dokumentvorlagen helfen bei der Dokumentation und Bewertung der eingegangenen Unterlagen. Die erforderlichen Bearbeitungsprozesse und Laufwege sind in der E-Akte klar definiert und gewährleisten auf diese Weise ein transparentes und dadurch wesentlich effizienteres Arbeiten. Die jedem Auftrag beigeordneten Metadaten werden zukünftig in jedem neuen Arbeitsschritt genutzt und sukzessive erweitert, so dass diese am Ende beispielsweise direkt und medienbruchfrei in die Erstellung digitaler Zertifikate einfließen können. Abbildung 1 Workflow für die metrologischen Dienstleistungen der PTB 8 Vor der Zertifikaterstellung steht auch weiterhin die klassische Prüfung der Geräte, Software, o.ä. an. Um auch hier einen medienbruchfreien digitalen Ablauf zu gewährleiten, beschäftigt sich die PTB aktuell mit der Ausarbeitung geeigneter Schnittstellen zu den vielfältigen, sich bereits im Einsatz befindenden Werkzeugen. Der Datenfluss von den Metadaten der E-Akte zu dem beauftragten Prüflabor muss dabei ebenso sichergestellt werden, wie die anschließende Rücküberführung. Nach erfolgter Prüfung wird von der PTB künftig, unter Berücksichtigung der Anforderungen der ISO 17025, ein digitales Zertifikat ausgestellt. Die PTB nimmt jährlich etwa 5000 Kalibrierung von primären Messnormalen für die Industrie vor. Die Kalibrierung ist damit das führende Dienstleistungsgeschäft der PTB – in 2019 beispielsweise mit einem Anteil von 44 % an allen Dienstleistungen. Um dieses Geschäft nicht nur in der Prozessabwicklung digital zukunftsfähig zu machen, setzt die PTB hier im Besonderen auf die Entwicklung harmonisierter digitaler Formate für die Weitergabe von Kalibrierergebnissen, die über den Menschen hinaus auch von Maschinen einsetzbar sind. Vor diesem Hintergrund ergeben sich mittelfristig neue Ansätze für eine medienbruchfreie und automatisierbare Verknüpfung von Daten zwischen Prozessen, die mit analogen Kalibrierscheinen bisher unmöglich oder zu ineffizient waren. Bereits seit 2017 wird an einem Digitalen Kalibrierzertifikat (DCC) kontinuierlich entwickelt. Dazu wird ein Austauschprozess mit den Kalibrierlaboratorien der PTB ebenso geführt, wie mit Vertretern aus Industrie, Wissenschaft und Metrologie. Wichtige Begleitprojekte auf diesem Weg sind das europäisch geförderte Forschungsprojekt SmartCom (2018-2021), welches – von der PTB koordiniert – die Harmonisierung des DCC in Europa vorantreibt sowie die Projekte GEMIMEG (2019) und GEMIMEG II (20202023), die eine Verwendung des DCC im Umfeld von Industrie 4.0 fokussieren. Mit der ersten internationalen „DCC Conference“ hat die PTB im Oktober 2020 auch den Grundstein gelegt für eine internationale Abstimmung und gemeinsame Weiterentwicklung. Inzwischen ist die DCC-Definition in Form einer stabilen Version als XML-Datenstruktur verfügbar und bildet die Grundlage für viele weitere Projekte. So werden aufbauend auf dem DCC digitale Zertifikate für die Konformitätsbewertung entwickelt (D-CoC) und erste Verknüpfungen zum E-Akte System der PTB und der Metrology Cloud definiert. Die Konformitätsbewertung von Instrumenten im gesetzlichen Messwesens stellt neben der Kalibrierung den zweitgrößten Teil des PTB Dienstleistungsgeschäfts dar. Hierfür wird bereits aktiv das Digitale Konformitätszertifikat (D-CoC) als Pendant zum DCC im gesetzlichen Messwesen entwickelt. Der erste Prototyp einer XMLStruktur für die digitalen Konformitätszertifikate steht seit 2020 bereit und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Vor dem Hintergrund der verstärkten Nutzung der E-Akte, einer zunehmenden Adaption von Digitalen Zertifikaten und den Anforderungen an Dienstleistungen nach dem Onlinezugangsgesetz (OZG), bringt die PTB zudem die Einführung elektronischer Signaturen und Siegel seit 2020 mit hoher Priorität voran. Anhand von Musterprozessen wird zunächst bis etwa Mitte 2021 ein erstes PTB-Grundkonzept für elektronische Signaturen und Siegel erstellt. Zu dessen Kernanforderungen zählen relevante rechtliche und technische Rahmenbedingungen, unter anderem die eIDAS-Verordnung, das Vertrauensdienstgesetz (VDG), Rechtsgutachten der Bundesnetzagentur zur digitalen Signatur, Anbindung an das Digitale Zwischenarchiv des Bundes (DZAB), ISO 17025 sowie ISO 17065 und eine langfristige Beweiswerterhaltung. Gemäß der eIDAS-Verordnung wird die PTB somit in Zukunft qualifizierte Signaturen und Siegel zum Einsatz bringen, welche europaweit anerkannt werden. Diese lösen perspektivisch die aktuell verwendeten fortgeschrittenen DFN-Zertifikate ab. Sobald das Grundkonzept bereitsteht, werden in der zweiten Jahreshälfte 2021 erste Pilot-Organisationseinheiten der PTB vollständig digitale Dokumente und Zertifikate mit der notwendigen Sicherheit durch die neuen elektronischen Signaturen und Siegel an Ihre Partner und Kunden in der Industrie ausgeben können. In diesem Zuge wird voraussichtlich auch eine PTB Siegelstelle eingerichtet werden. Die PTB-weite Umsetzung ist für 2022 vorgesehen. Nicht zuletzt gehört zu der umfassenden Digitalisierung der metrologischen Dienstleistungen der PTB auch die Erstellung elektronischer Kostenbescheide. Diese werden zwar weiterhin in SAP erstellt, für einen medienbruchfreien Arbeitsablauf ist jedoch eine Schnittstelle zur E-Akte für die Übertragung der administrativen und auftragsbezogenen Metadaten notwendig. An der technischen Umsetzung arbeitet die PTB aktuell mit Hochdruck. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind nicht nur der schnellere und einfachere Zugriff auf die Rechnungsdaten, und die revisionssichere, digitale Archivierung, sondern auch die kürzeren Durchlaufzeiten und die damit verbundene schnellere Rechnungsbegleichung. Zudem arbeitet die PTB zeitgleich an der technischen Umsetzung um elektronische Rechnungen (E-Rechnungen) entgegennehmen und verarbeiten zu können. Am Ende des Bearbeitungsprozesses steht das von der PTB erstellte digitale Zertifikat, welches elektronisch gesiegelt wurde. Über das Kunden- Bundesallee 100 38116 Braunschweig Telefon: 0531 592-3006 Fax: 0531 592-3008 www.ptb.de Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin Nationales Metrologieinstitut Physikalisch-Technische Bundesanstalt  Braunschweig und Berlin PTB 2020