NFDI4Ing

Die Ingenieurwissenschaften spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Lösungen für die technischen, ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen, die sich aus den Anforderungen unserer modernen Gesellschaft ergeben. Die damit verbundenen Forschungsprozesse wie auch die Lösungen selbst werden nur dann nachhaltig sein, wenn sie von einem angemessenen Forschungsdatenmanagement (RDM) begleitet werden. Als Teil der deutschen Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) zielt das Konsortium NFDI4Ing darauf ab, Methoden und Dienste zu entwickeln, zu verbreiten, zu standardisieren und bereitzustellen, um Forschungsdaten und  Forschungssoftware der Ingenieurwissenschaften auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar, kurz FAIR zu machen. 

Ein übergreifendes Ziel des NFDI4Ing-Konsortiums ist es, dass Wissenschaftler*innen aller Fachrichtungen alle Schritte ingenieurswissenschaftlicher Forschungsprozesse nachvollziehen und reproduzieren können. Dies erfordert ein sorgfältiges Forschungsdatenmanagement, Forschungssoftwareentwicklung und Dokumentation

Innerhalb der Task Area Betty in NFDI4Ing liegt das Hauptaugenmerk auf der Entwicklung von Forschungssoftware, mit der Vision, dass Forscher mit den Werkzeugen und dem Wissen ausgestattet werden, die erforderlich sind, um validierte Forschungssoftware von hoher Qualität zu entwickeln, die in der Lage ist, veröffentlichte Forschungsergebnisse zu reproduzieren.

Um diese Vision zu erfüllen, wurden unter maßgeblicher Beteiligung der Universität Stuttgart Lehrmaterialen zum Thema nachhaltige Softwareentwicklung zusammengestellt, Werkzeuge zur Qualitätssicherung und Formatstandardisierung entwickelt und im Rahmen Base-Services-Measure S-2 eine JupyterHub-Instanz aufgebaut.

Die Lehrmaterialien sind in Umfang und Tiefe auf Wissenschaftler*innen mit einem ingenieurswissenschaftlichen Hintergrund abgestimmt und können in Lehre und Weiterbildung eingesetzt werden. Sie umfassen grundlegende Software-Entwicklungsprinzipien, Entwurfsmuster und eine Einführung in Software-Werkzeuge, die den Entwicklungsprozess erleichtern, zum Beispiel für Versionskontrolle, automatisiertes Testen oder kontinuierliche Integration.

Ein Werkzeug für die Implementierung von Regressionstests für ihre Forschungssoftware hilft Forschenden bei der Qualitätssicherung. Eine C++-Bibliothek für Entwickler von Forschungssoftware schreibt numerische Ergebnisse in Standard-Dateiformate anstelle von benutzerdefinierten Formaten.

Ein ergänzender Bestandteil zur Verbesserung Reproduzierbarkeit von Berechnungsergebnissen ist die Bereitstellung von Jupyter-Notebooks. Als Teil der Base-Services-Measure S-2 von NFDI4Ing bietet das TIK eine JupyterHub-Instanz an, die es Forschenden ermöglicht, Jupyter-Notebooks im Browser zu erstellen, anzupassen und auszuführen, ohne dass eine lokale Installation erforderlich ist. Eine besondere Stärke unserer Instanz ist die Bereitstellung eines Matlab-Kernels zusätzlich zum Standard-Python-Kernel. 

Im Rahmen der Base-Services-Measure S-3 sind wir zudem maßgeblich an der Entwicklung der Ontologie m4i beteiligt, die eine maschinenlesbare und semantifizierte Dokumentation von Forschungsprozessen und deren Ergebnissen ermöglicht.