Der nächste Schritt der Qualitätssicherung: DRMD bringt Referenzmaterialien ins digitale Zeitalter
Messwerte entscheiden über Sicherheit, Gesundheit und globale Handelsfähigkeit. Doch ihre Verlässlichkeit steht und fällt mit den zugrunde liegenden Referenzmaterialien. Mit dem Digital Reference Material Document (DRMD) entsteht derzeit ein neuer Standard, der diese bislang oft statischen Dokumente in intelligente, vernetzte Datensätze verwandelt. Entwickelt an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und eingebettet in die digitale Qualitätsinfrastruktur, könnte DRMD schon bald den Laboralltag grundlegend verändern.
Interview mit Dr. Johannes van de Kreeke (Experte für Referenzmaterialien an der BAM)

1. Warum sind Zertifikate bei Referenzmaterialien überhaupt wichtig?
Wenn du unterwegs einen Kaffee kaufst, vertraust du darauf, dass dich das Getränk wach macht – also dass genug Koffein drin ist. Für den Alltag reicht dieses Vertrauen völlig aus. Aber stell dir vor, ein Labor müsste den Koffeingehalt genau bestimmen, etwa für eine amtliche Kontrolle oder den internationalen Handel. Da reicht ein "wird schon passen" nicht mehr. Man braucht verlässliche Messergebnisse und dafür Referenzmaterialien: also Proben, bei denen der Gehalt eines Stoffes ganz genau bekannt ist.
Jetzt haben wir bei der BAM zwar kein Referenzmaterial für Kaffee, aber zum Beispiel für Schadstoffe in Spielzeug oder für bedenkliche Substanzen in Lebensmitteln. Das Prinzip ist dasselbe: In einem zertifizierten Referenzmaterial ist exakt festgehalten, wie viel von einem Stoff enthalten ist. Das steht im zugehörigen Zertifikat, zusammen mit wichtigen Zusatzinformationen wie der Unsicherheit der Messung oder der Stabilität des Materials.
Damit können Labore ihre Messgeräte überprüfen und sicherstellen, dass ihre Ergebnisse stimmen und das ist entscheidend, wenn es um Gesundheit, Sicherheit oder Qualität geht.
2. Was ist DCRM und was ist DRMD? Was sind die Unterschiede und was ist aktueller?
DCRM war die ursprüngliche Bezeichnung – sie steht für Digital Certificate for Reference Materials. Am Anfang wollten wir uns auf das digitale Abbild des Zertifikats beschränken. Zertifikate gibt es aber nur für sogenannte zertifizierte Referenzmaterialien. Diese enthalten besonders verlässliche Angaben, zum Beispiel mit metrologischer Rückführung und Unsicherheitsbudget – das ist also die „Königsklasse“ der Referenzmaterialien.
Im Laufe der Arbeit haben wir gemerkt: Auch für einfache Referenzmaterialien ohne Zertifikat, bei denen es nur ein Informationsblatt gibt, wäre ein digitales Dokument sehr hilfreich. Deshalb haben wir den Namen angepasst: Aus DCRM wurde DRMD – Digital Reference Material Document. Das ist die aktuellere und umfassendere Version.
DRMD kann also sowohl ein digitales Zertifikat als auch ein digitales Informationsblatt enthalten. Es bildet das gesamte Begleitdokument zu einem Referenzmaterial ab – egal, ob zertifiziert oder nicht. Damit wird es flexibler einsetzbar, zum Beispiel auch bei neuen Materialien wie Mikroplastik oder Covid-Proben.
3. Was ist der derzeitige Entwicklungsstand?
Damit wir ein digitales Referenzmaterialdokument (DRMD) überhaupt erstellen können, brauchen wir ein einheitliches Template, eine Art feste Struktur. Nur so wird das DRMD auch maschinenlesbar und kann überall verstanden und verarbeitet werden. Dieses Template nennt sich in der XML-Welt "Schema" und es ist das Herzstück unseres Projekts.
Aktuell ist das Schema zu etwa 90 Prozent fertig. Wir feilen gerade noch an den letzten Details, damit wirklich alles passt.
Wichtig ist: Wir haben das Schema nicht einfach frei entwickelt, sondern auf dem Digital Calibration Certificate (DCC) aufgebaut. Das DCC ist ein standardisiertes digitales Kalibrierschein-Format, und unser DRMD-Schema ist eine angepasste Version davon speziell für Referenzmaterialien.
Weil wir Teil der sogenannten DCC-Familie sein wollen, müssen wir bestimmte gemeinsame Standards und Regeln einhalten. Das ist manchmal eine Herausforderung, aber es lohnt sich: Durch die Zugehörigkeit zur DCC-Familie profitieren wir vom aktuellen Stand der Technik und von allen künftigen Weiterentwicklungen.
Und wenn größere Konzepte wie Quality-X Wirklichkeit werden – also ein vernetztes, digitales Ökosystem für Qualitätssicherung – sind wir mit dem DRMD schon perfekt eingebunden.
4. Was sind die aktuellen Herausforderungen und wann kommt es zur ersten Anwendung?
Wir stehen kurz davor, eine erste Beta-Version unseres Schemas fertigzustellen – also die strukturierte Vorlage, mit der ein DRMD überhaupt erzeugt werden kann. Parallel dazu entwickeln wir einen Generator, mit dem Referenzmaterial-Hersteller eigene DRMDs erstellen können, zunächst per manueller Eingabe. Auch der Generator soll bald in einer Beta-Version vorgestellt werden.
Die große Herausforderung ist: Wie überzeugen wir die Hersteller, unser neues digitales Format auch wirklich zu nutzen?
Dazu haben wir zwei Ideen:
- KI-Unterstützung: Wir arbeiten daran, bestehende Zertifikate automatisch in das neue DRMD-Format zu überführen. Erste Tests haben gezeigt, dass das grundsätzlich funktioniert, aber wir müssen die KI noch deutlich weiterentwickeln. Wenn das klappt, könnten Hersteller mit wenig Aufwand ihre alten Dokumente umwandeln. Ein echter Anreiz!
- Direkter Nutzen durch COMAR-Anbindung: Wir wollen ermöglichen, dass ein neu erstelltes DRMD per Knopfdruck direkt in die COMAR-Datenbank aufgenommen werden kann – eine internationale Plattform für Referenzmaterialien. Das wäre sozusagen „kostenlose Sichtbarkeit“ für Hersteller ohne Zusatzaufwand.
Aber: Die technische Verknüpfung zwischen unserem Generator und COMAR ist komplexer als gedacht – auch das ist eine Herausforderung.
Trotzdem sind wir optimistisch: Sobald die Beta-Versionen bereit sind, wollen wir mit Pilotpartnern aus der Fachwelt testen. Die erste Anwendung ist also in greifbarer Nähe.
5. Was genau ist COMAR?
COMAR ist eine internationale, öffentlich zugängliche Online-Datenbank, die Informationen über zertifizierte Referenzmaterialien (ZRM) sammelt und bereitstellt- Sie wird von der BAM betrieben und ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit von über 19 nationalen und internationalen Instituten. Mit COMAR finden Labore schnell und einfach das passende Referenzmaterial, um sicherzugehen, dass ihre Messungen stimmen und mit anderen vergleichbar sind. Das hilft, die Qualität und Zuverlässigkeit von Analysen weltweit zu sichern.
6. Haben wir einen USP gegenüber anderen Mitbewerbern?
Aktuell entwickeln wir das XML-Schema, den Generator und die dazugehörigen Themen in einer kleinen Vierergruppe. Bald möchten wir mit einer Beta-Version herauskommen, also einem kompakten Paket aus Schema und Generator, mit dem wir erste Praxiserfahrungen sammeln können. Danach wird das Thema internationaler und breiter aufgestellt: Wir planen ein Steuerungsgremium, ähnlich wie beim DCC, allerdings in etwas kleinerem Rahmen. So wird die Initiative robuster in der BAM verankert und wir können unsere Position auch international deutlicher zeigen. Natürlich gibt es andere Akteure, aber viele verfolgen unterschiedliche Ansätze oder Zielsetzungen, wie wir auf Konferenzen und Workshops gesehen haben.
Unser Alleinstellungsmerkmal ist: Wir entwickeln primär ein standardisiertes Schema und zwar auf Basis des DCC. Damit sind wir extrem nah an der Quelle. Diese Nähe verschafft uns einen strategischen Vorteil: Wir sind nicht nur auf dem neuesten Stand der Technik, sondern helfen aktiv dabei, ihn mitzugestalten.
7. Was ist der konkrete Zusammenhang zu QI-Digital?
Das DRMD ist Teil der sogenannten DCC-Familie, also einer Sammlung von digitalen Qualitätsdokumenten, die im Rahmen der digitalen Qualitätsinfrastruktur entstehen. Dazu gehören zum Beispiel auch digitale Kalibrierscheine (DCCs). Wir verstehen uns dabei als ein Baustein im Quality-X-Ökosystem, das gerade aufgebaut wird. Dieses Ökosystem soll verschiedene digitale Qualitätsinformationen miteinander vernetzen und die Qualitätssicherung in einer zunehmend digitalen Welt auf eine neue Stufe heben. Um das zu erreichen, brauchen wir die Infrastruktur von QI-Digital. Sie liefert die Plattformen, Standards und Verbindungen, die notwendig sind, damit ein digitales Dokument wie das DRMD nicht nur existiert, sondern auch reibungslos genutzt, geteilt und in größere Datenräume eingebunden werden kann.
8. Wie funktioniert das konkret im Labor? Was passiert, wenn ich ein Referenzmaterial kaufe und das DRMD dazu bekomme?
Wenn ein Labor ein Referenzmaterial kauft – etwa um ein Analyseverfahren zu validieren oder Messgeräte zu kalibrieren –, dann erhält es künftig zusätzlich zum Material auch ein digitales Referenzmaterialdokument (DRMD). Im Labor läuft es dann so ab: Das DRMD wird in die Gerätesoftware geladen. Dadurch stehen alle wichtigen Informationen zum Referenzmaterial , zum Beispiel enthaltene Analyten, Gehaltswerte, Mindesteinwaage oder bestehende Akkreditierungen in maschinenlesbarer Form bereit.
Das große Plus: Alles wird automatisiert. Techniker:innen müssen die Daten nicht mehr mühsam von Hand aus einem Papierdokument in die Software eintippen. Das spart Zeit, reduziert Fehlerquellen und ermöglicht einen viel effizienteren und sichereren Laboralltag.