Digitaler Kalibrierschein

Zum ersten Mal wurde das grundsätzliche Konzept des digitalen Kalibrierscheins von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt 2017 in den PTB-Mitteilungen unter dem Titel „The Digital Calibration Certificate“ beschrieben.^[1]

Erste Vorarbeiten zu einer technischen Umsetzung des digitalen Kalibrierschein entstanden ab 2018 im Rahmen des EU-geförderten Projekts „SmartCom“ an der PTB. Das DCC-XML-Schema wurde im Wesentlichen im Rahmen der Projekte GEMIMEG und GEMIMEG II entwickelt und steht seit dem Jahr 2021 als open source Datei in einer öffentlichen und langzeitverfügbaren Version auf der Entwicklungsplattform Gitlab.com zur Verfügung.

• 2017: gemimeg 1^[2]
• 2018: SmartCom^[3]
• 2019: gemimeg 2^[4]
• 2020–2025: QI-Digital

Ein digitaler Kalibrierschein überführt alle wesentlichen Inhalte eines papierbasierten Kalibrierscheins in ein strukturiertes Datenformat, das sowohl von Menschen als auch von Maschinen interpretiert werden kann. Er dokumentiert die metrologische Rückführbarkeit, Messunsicherheit und weitere metrologische Kenngrößen.

Der DCC unterstützt insbesondere automatisierte Qualitäts- und Prüfprozesse, da relevante Informationen ohne Medienbruch in Labor-, Fertigungs- und Qualitätssicherungssysteme übernommen werden können. Damit leistet er einen Beitrag zu durchgängigen digitalen Wertschöpfungsketten im Kontext von Industrie 4.0.

Der digitale Kalibrierschein basiert auf dem Austauschformat XML (Extensible Markup Language), wodurch Struktur und Inhalte eindeutig definiert und standardisiert beschrieben werden können. Die XML Struktur des DCC wird in einer XML Schema Definition (XSD) beschrieben, in der Felder, Datentypen und zulässige Einträge festgelegt sind.

Zur Sicherstellung von Integrität und Authentizität kommen kryptografische Signaturen zum Einsatz, die Manipulationen erkennbar machen und die rechtliche Verbindlichkeit unterstützen. Neben der maschinenlesbaren XML Datei kann aus den Daten eine menschenlesbare Darstellung generiert werden, deren Inhalt mit den strukturierten Daten übereinstimmt.

Ein DCC besteht aus drei zentralen Bereichen:

• administrative Informationen,
• Mess- und Ergebnisdaten sowie
• ergänzenden Inhalten

Die administrativen Daten enthalten unter anderem Angaben zu Kalibrierlabor, Kunde, Gerät, Kalibrierumfang und eindeutigen Identifikatoren.

Die Messdaten werden mit Größenkennzeichnung, Messwerten, Messunsicherheiten, Erweiterungsfaktoren, Einheiten (in der Regel in SI-Einheiten) und ggf. Zeitangaben abgebildet.

Ergänzend können Rohdaten, Konformitätsaussagen, Informationen zu Messaufbauten, verwendete Normale, Datenblätter oder Bilder eingebunden werden, um eine umfassende digitale Dokumentation zu ermöglichen.

Der digitale Kalibrierschein ist so konzipiert, dass er die Anforderungen der Norm DIN EN ISO/IEC 17025 an Kalibrierscheine erfüllt. Parallel fließen metrologische und informationstechnische Standards wie ISO 80000 (Größen und Einheiten) und IEC 62720 (Common Data Dictionary) in die Ausgestaltung der zugrunde liegenden Datenmodelle ein.

Die Spezifikation des DCC-Schemas wird am nationalen Metrologieinstitut Deutschlands, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), entwickelt und international koordiniert, in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Kalibrierdienst (DKD) sowie weiteren Organisationen und Experten.

Digitale Kalibrierscheine werden in Kalibrierlaboratorien, Prüfstellen und industriellen Unternehmen eingesetzt, um Kalibrierdaten in Labor- und Fertigungs-IT-Systeme zu integrieren. Sie unterstützen automatisierte Plausibilitätsprüfungen, den Vergleich von Messergebnissen sowie die schnellere Bewertung der Messfähigkeit von Prüfmitteln.

In Kombination mit digitalen Akkreditierungssymbolen der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) können sogenannte eAttestations realisiert werden, die vollständig automatisierte Prüf- und Nachweisprozesse ermöglichen.

Weitere Entwicklungsaktivitäten finden im Rahmen des DatiPilot-geförderten Projekts DCC2Ind (Digital Calibration Certificate to Industry) an der PTB statt. Gemeinsam mit ELMTEC arbeitet die PTB an der Kalibrierung eines Feuchtesensors, zu der Schulungs- und Informationsmaterialien entwickelt werden.

Der digitale Kalibrierschein (DCC) kann mit verschiedenen XML-Software-Editoren bearbeitet werden. Es gibt assistierte DCC-Webapplikationen, die das Bearbeiten barrierefrei ermöglichen. Außerdem existieren kommerzielle Tools die das DCC als Grundlage verwenden.

Seit 2020 findet die von der PTB ausgerichtete jährliche Internationale DCC-Konferenz als reines Online-Event statt. Sie findet in der letzten Februarwoche statt,^[5] mit mehreren hundert Teilnehmenden aus über 90 Nationen.

• Digital Calibration Certificates (DCC),