{"id":2933,"date":"2024-12-18T15:45:32","date_gmt":"2024-12-18T15:45:32","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=2933"},"modified":"2025-02-27T13:33:53","modified_gmt":"2025-02-27T13:33:53","slug":"datenmanagement-neu-gedacht-nexus-erfuellt-komplexeste-anforderungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/datenmanagement-neu-gedacht-nexus-erfuellt-komplexeste-anforderungen\/torben-laue","title":{"rendered":"Datenmanagement neu gedacht: NEXUS erf\u00fcllt komplexeste Anforderungen"},"content":{"rendered":"\n

Autor: Torben Laue<\/p>\n\n\n\n

Am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Windenergiesysteme IWES arbeiten wir t\u00e4glich mit einer Vielzahl von Messdaten aus verschiedenen Forschungsbereichen, die aus unseren neun Standorten stammen. Diese reichen von Daten aus Windmessungen und Betriebsdaten von Windenergieanlagen bis hin zu Messreihen aus Komponententests bei Wasserstoffelektrolyseuren, Gondeln und Rotorbl\u00e4ttern oder seismischen Meeresgrundmessungen. Angesichts dieser Datenvielfalt ist es entscheidend, Strategien zu entwickeln, um die Verwaltung und Nutzung dieser Daten effizient zu gestalten. Vincent Wilms vom Fraunhofer IWES hat daf\u00fcr die open-source Software-Plattform NEXUS entwickelt, eingesetzt und f\u00fcr die \u00d6ffentlichkeit bereitgestellt. NEXUS kann mit dezentralen Datenquellen verbunden werden und stellt f\u00fcr Nutzende einen zentralen und standardisierten Zugriffspunkt zur Verf\u00fcgung. <\/p>\n\n\n\n

Komplexit\u00e4t der institutsweiten Datenverwaltung<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

In gr\u00f6\u00dferen Organisationen k\u00f6nnte es passieren, dass jede Arbeitsgruppe eine individuelle L\u00f6sung zum Speichern ihrer Messdaten entwickelt und implementiert. Je mehr dieser \u201eInsel\u201c-L\u00f6sungen existieren, desto schwieriger gestaltet es sich, einen Gesamt\u00fcberblick zu behalten, da es keine gemeinsame Auflistung der Daten gibt. Eine interdisziplin\u00e4re Zusammenarbeit w\u00e4re au\u00dferdem erschwert, da f\u00fcr jedes Datenspeichersystem zun\u00e4chst ein Zugriff f\u00fcr Nutzende eingerichtet werden muss. Auch die Betriebs- und Personalkosten steigen mit jedem weiteren System und T\u00e4tigkeiten wie zum Beispiel das Einrichten von Zugriffsberechtigungen und Datenschnittstellen m\u00fcssten mehrfach bew\u00e4ltigt werden. Diese H\u00fcrden konnten am Fraunhofer IWES durch die Entwicklung und Einf\u00fchrung von NEXUS \u00fcberwunden werden. <\/p>\n\n\n\n

Die IWES-L\u00f6sung: NEXUS<\/strong> <\/h4>\n\n\n\n

NEXUS (engl.: \u201eA connection or series of connections linking two or more things\u201d) ist eine open-source Software-Plattform zur Datenverwaltung, die am Fraunhofer IWES genutzt und kontinuierlich weitergef\u00fchrt wird. Sie bietet einen zentralen und autorisierten Zugriffspunkt f\u00fcr dezentral gespeicherte Daten, eine Weboberfl\u00e4che mit einem \u00dcberblick \u00fcber alle Daten (siehe Abbildung 1)  und standardisierte Datenschnittstellen. Dies vereinfacht den Arbeitsalltag aller Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und reduziert Kosten f\u00fcr das Institut, da nur ein System gewartet werden muss. <\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 1<\/em>: NEXUS Weboberfl\u00e4che – \u00dcbersichtsseite<\/em><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Abbildung 2<\/em>: NEXUS Weboberfl\u00e4che – Datenvisualisierung<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

In Abbildung 2 ist zu sehen, dass die Web-Oberfl\u00e4che von NEXUS auch genutzt werden kann, um einen ersten Einblick in Messdaten zu gewinnen. Zus\u00e4tzlich bietet NEXUS eine standardisierte Datenschnittstelle in Form einer REST-API. Diese erm\u00f6glicht es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Daten direkt zu laden und zu speichern. Auch in g\u00e4ngigen Programmiersprachen wie Python und MATLAB kann die REST-API genutzt werden. <\/p>\n\n\n\n

Wie in Abbildung 3 dargestellt, ist der Speicherort der jeweiligen Daten beliebig, sofern dieser \u00fcber das interne Netzwerk oder das Internet f\u00fcr NEXUS erreichbar ist. Dies hat den Vorteil, dass Arbeitsgruppen weiterhin w\u00e4hlen k\u00f6nnen, wo ihre Daten gespeichert werden sollen.  <\/p>\n\n\n\n

NEXUS unterst\u00fctzt verschiedene Import- und Exportformate. Pro Format muss daf\u00fcr einmalig eine Erweiterung implementiert werden, die anschlie\u00dfend von allen Arbeitsgruppen genutzt werden kann. Unterst\u00fctzt werden bereits Datenformate wie zum Beispiel HDF5, CSV und MATLAB und SQL-Datenbanken sowie verschiedene herstellerspezifische Formate.  <\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 3<\/em>: Datenverwaltung mit NEXUS <\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Standort\u00fcbergreifende Nutzung<\/strong> <\/h4>\n\n\n\n

Da alle Daten einfach und \u00fcber den gleichen Zugangspunkt abgerufen werden k\u00f6nnen, ist der Weg frei f\u00fcr eine interdisziplin\u00e4re Zusammenarbeit. Die technische Umsetzung von NEXUS erm\u00f6glicht au\u00dferdem eine schnelle Anbindung durch lokale NEXUS -Instanzen. Hier k\u00f6nnen relevante Daten von der Hauptinstanz abgerufen und zwischengespeichert werden, damit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von einer schnellen \u00dcbertragungsrate profitieren k\u00f6nnen (siehe Abbildung 4). <\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 4<\/em>: Lokale NEXUS-Instanzen <\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Externer Zugang<\/strong> <\/h4>\n\n\n\n

Ein Zugang zur NEXUS Plattform kann individuell auch f\u00fcr Externe eingerichtet werden. Dies bietet uns die M\u00f6glichkeit, Messdaten unseren Kunden und Projektpartnern zur Verf\u00fcgung zu stellen. \u00dcber die Weboberfl\u00e4che k\u00f6nnen die Stakeholder, wie in Abbildung 2 dargestellt, einen ersten Einblick in die Messdaten gewinnen. <\/p>\n\n\n\n

Da die NEXUS Software open-source ist, kann sie auch von anderen Organisationen genutzt werden. Der Vorteil von NEXUS ist, dass bestehende Systeme wie zum Beispiel Datenbankserver nicht ersetzt werden m\u00fcssen, sondern lediglich mit NEXUS verbunden werden.  <\/p>\n\n\n\n

Effizienzsteigerung durch innovative Datenverwaltung<\/strong> <\/h4>\n\n\n\n

NEXUS stellt eine sehr gute L\u00f6sung f\u00fcr die Verwaltung unserer vielf\u00e4ltigen Messdaten dar und nimmt am Fraunhofer IWES eine zentrale Rolle ein. Dies zeigt sich auch in der stetig wachsenden Gr\u00f6\u00dfe des Entwicklungsteams, das an der Weiterentwicklung der Plattform beteiligt ist. NEXUS vereinfacht unsere Arbeitsprozesse erheblich und wir sind bestrebt, diese Vorteile mit einer breiteren \u00d6ffentlichkeit zu teilen, damit auch andere Organisationen NEXUS f\u00fcr den \u00dcberblick \u00fcber ihre Daten nutzen k\u00f6nnen.  <\/p>\n\n\n\n

Laden Sie hier die Software kostenlos herunter: https:\/\/github.com\/nexus-main\/nexus<\/a> <\/p>\n\n\n\n

Bei Fragen wenden Sie sich an die Gruppenleiterin der Softwareentwicklung Juliane Burfeind<\/a>. Das Fraunhofer IWES bietet Beratungsdienste f\u00fcr Anwendungsm\u00f6glichkeiten, unterst\u00fctzt beim Einrichten der Software und Anpassungen von NEXUS auf die Bed\u00fcrfnisse Ihres Unternehmens. <\/p>\n\n\n\n

Mehr Informationen hier:<\/h4>\n\n\n\n