TU Darmstadt beteiligt an „NFDI4Ing“ – Ausbau von Forschungsdateninfrastruktur für Ingenieurwissenschaften

NFDI4Ing ist eines von neun Konsortien, die in diesem erstmals ausgeschriebenen Wettbewerb erfolgreich waren. Anfang 2019 hatten 22 Konsortien gegenüber der Deutschen Forschungsgemeinschaft ihre verbindliche Absicht erklärt, für die erste Förderrunde einen Antrag einzureichen. Insgesamt sind drei Förderrunden vorgesehen. Sprecher von „NFDI4Ing“ ist Professor Robert Schmitt (RWTH Aachen University), stellvertretender Sprecher ist Professor Peter Pelz (TU Darmstadt).

Forschung, Entwicklung und Produktion im Ingenieurwesen sind von Natur aus vielfältig. Im Computational Engineering werden beispielsweise numerische Daten erzeugt und ausgewertet, während andere Ingenieurdisziplinen sich auf (Daten-)Proben konzentrieren, die in Pilotanlagen, Labors oder in der Umwelt erzeugt werden. Sowohl Einzelpersonen als auch Teams als Teil von verteilten Netzwerken können Daten zusammenstellen. Die Arten der erzeugten Daten und ihre weitere Verwendung sind ebenso vielfältig wie die zahlreichen Arten von Ingenieurtätigkeiten. Zum Beispiel kann ein Ingenieur mit ständig neuen Versionen desselben Datensatzes oder Experiments arbeiten, um Messreihen oder neue Konfigurationen zu erstellen, während ein anderer Ingenieur einen Datensatz durch viele verschiedene Verarbeitungsschritte modifizieren kann – oder ein Datensatz wird von einer Forschungsgruppe zur nächsten weitergegeben, um dort verwendet und modifiziert zu werden. Die Menge der erzeugten Daten kann von einigen wenigen Bytes bis zu Petabytes reichen. Darüber hinaus können die Daten sehr spezifisch für einzelne Fälle (z.B. eine Kalibrierkurve für eine bestimmte Apparatur) und sehr kurzlebig (z.B. Echtzeit-EDR-Daten) sein. Auch im Falle der industriellen Zusammenarbeit unterliegen Forschungsdaten häufig der Vertraulichkeit, und der Zugang muss auf verschiedenen Vertraulichkeitsebenen kontrolliert werden.

NFDI4Ing hat sich für einen methodenorientierten Forschungsansatz entschieden, um den Anforderungen ihrer Interessengemeinschaft gerecht zu werden. So heterogen wie die Aktivitäten und Arten von Forschungsdaten von Ingenieuren sind, so heterogen sind auch die Anforderungen an das FDM. Die große Vielfalt der ingenieurwissenschaftlichen Probleme spricht spezifische Forschungs(teil)bereiche an und führt zu hochspezialisierten, individualisierten Lösungsansätzen. Gleichzeitig lassen sich starke interdisziplinäre Gemeinsamkeiten auf der Ebene der verwendeten Forschungsmethoden und -prozesse feststellen. Die NFDI4Ing-Archetypen, von “ALEX” (maßgeschneiderte Experimente) bis “GOLO” (Felddaten), harmonisieren diese Gemeinsamkeiten und repräsentieren die Vielfalt der RDM-Bedürfnisse in der technischen Forschung. Sie sind das Ergebnis eines Bottom-up-Prozesses bei der Konsortialbildung, dienen als strukturgebende Elemente und repräsentieren breite Klassen von FDM-Anforderungen.

An der TU Darmstadt haben etliche Teams, insbesondere aus dem Institut für Fluidsystemtechnik , der Universitäts- und Landesbibliothek und dem Hochschulrechenzentrum, an den bisherigen Projekten und dem erfolgreichen Antrag mitgearbeitet. Auch in den kommenden Jahren werden wichtige Aufgaben in „NFDI4Ing“ von Mitgliedern der TU bearbeitet.

Zu ihnen zählen unter anderem Professor Peter Pelz als Co-Spokesperson der Task Area “ALEX” (maßgeschneiderte Experimente) sowie als Sprecher der Co-Spokespersons der Task Area „Community Cluster“, die sich um Kommunikation und Themen-Bündelung sowie um Nutzerperspektiven kümmern. Unterstützt wird Professor Peter Pelz in diesen Rollen von seinem Stellvertreter Nils Preuß. Sprecher der Co-Spokepersons der Task Area „Base Services“, ist Professor Thomas Stäcker, sein Vertreter ist Gerald Jagusch. Das Hochschulrechenzentrum ist eingebunden durch seinen Leiter Professor Christian Bischof, der maßgeblich an der Initiierung des Konsortiums beteiligt war und die Thematik “Software als Forschungsdaten” sowie die Base Services mit vorantreibt, sowie durch Verena Anthofer, die die Geschäftsstelle als eine der beiden Co-Spokespersons vertritt.

Die Task Area “ALEX” (maßgeschneiderte Experimente) fokussiert sich auf die Herausforderungen, denen Ingenieur*innen die ein maßgeschneidertes, einzigartiges Experiment entwickeln und durchführen um ein technisches System zu untersuchen. Das Experiment kann real oder virtuell sein, wobei ein maßgeschneidertes Hardware- oder Softwaresystem verwendet wird. Beispiele für solche technischen Systeme sind Prozessanlagen, Gebäude, Prototypen, Komponenten, Regelkreise, mechatronische Systeme, Algorithmen, Massentransport, Interaktionsschnittstellen usw.

Die Task Area “Base-Services” wird zentrale Dienste für die ingenieurwissenschatliche Community anhand der Archetypen bereitstellen um u.a. die folgenden Herausforderungen zu adressieren: Datenqualitätssicherung und Metriken für FAIRe Daten, Entwicklung von Forschungssoftware, Datenspeicherung, Archive und Repositorien, Text- und Data-Mining sowie Datensicherheit und -souveränität. Außerdem die Bereitstellung von Diensten für die Entwicklung, Auswertung und Pflege von Metadaten und interoperablen Fachvokabularen und Ontologien in den Ingenieurwissenschaften, sowie gemeinschaftsbasierte Schulung zur Ermöglichung von datengetriebener Wissenschaft und FAIRer Daten.

NFDI4Ing bringt Pioniere der Daten-FAIRness und der Entwicklung von Governance und Diensten für das Forschungsdatenmanagement (FDM), insbesondere für die Ingenieurgemeinschaft, zusammen. Das Konsortium setzt sich aus 11 (Mit-)Antragstellern und 55 Teilnehmern zusammen, darunter die gesamte TU9, Fachhochschulen, Forschungsverbände, Exzellenzcluster, Sonderforschungsbereiche und Transregio-Projekte. Auf internationaler Ebene arbeitet NFDI4Ing mit RDA RDM4Eng IG, IDSA, CESAER, AARC2, DataCite, EOSC, EUDAT CDI und mit mehreren FAIR-Arbeitsgruppen und -Initiativen wie Force11, EOSC FAIR, FAIRsFAIR und GO FAIR zusammen. Die (mit-)antragstellenden Institutionen sind die RWTH Aachen, die TU Braunschweig, die TU Darmstadt, die TU Dresden, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die Leibniz Universität Hannover, die TIB Hannover, das Forschungszentrum Jülich, das Karlsruher Institut für Technologie, die TU München und die Universität Stuttgart. Wichtige Infrastrukturen, wie das Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart, tragen ebenfalls zur NFDI4Ing bei.