IEC Common Data Dictionary: Technik, Semantik und Mehrwert

Weltweit existieren verschiedene Sammlungen an Definitionen, die zum Teil maschinenlesbar sind, zum Teil noch nicht. Zudem existieren diese Sammlungen parallel und sind teilweise nicht miteinander synchronisiert, weshalb die Möglichkeit besteht, dass Bezüge unterschiedlich gesetzt und Merkmale unterschiedlich verstanden werden.

Um dem gegenzusteuern, hat die IEC mit den Arbeiten am IEC Common Data Dictionary (IEC CDD) bereits in den 1990er Jahren begonnen – ursprünglich mit dem Zweck, die Beschaffung in Unternehmen durch eine einheitliche Datenbasis zu vereinfachen. Der Einkauf sollte Werkzeuge an die Hand bekommen, um Inhalte aus Ausschreibungen, Angeboten und Bestellungen korrekt abgleichen zu können.

Seit 2010 ist der Umfang an Daten, den das IEC CDD umfasst, stetig und stark gewachsen. Es zielt nicht mehr nur auf Einkaufsprozesse ab, sondern auch auf die Integration von Produkten oder deren Nutzung in automatisierten Systemen. Denn eine Automatisierung der Anlagenplanung im eigentlichen Sinne ist nur realisierbar, wenn Maschinen „verstehen“, welche Komponenten eine Anlage enthält, welche Eigenschaften sie haben und wie sie sich zueinander verhalten. Uneindeutigkeiten sorgen für Fehlfunktionen, was im Industrieumfeld zu teuren Ausfällen führt. Alternativ dazu können Menschen die Anlage konzipieren und den Datenabgleich vornehmen, was jedoch um ein Vielfaches mehr Zeit kostet und bei zunehmender Komplexität irgendwann kaum noch machbar ist.

Dennoch kursieren rund um das IEC CDD und den Anspruch, Definitionen in maschinenlesbarer Form zu bündeln und zur Verfügung zu stellen, viele falsche Annahmen und Unklarheiten. Es ist also an der Zeit, genau hinzuschauen, Hintergründe zu erklären und den Mehrwert sichtbar zu machen.

Vielfach erwarten potenzielle Nutzer des IEC CDD, dass es sich dabei um ein einzelnes Wörterbuch handelt. Thomas Hadlich, Vorsitzender des Normungsgremiums DKE/K 113 „Informationsstrukturen und Informationselemente, Grundsätze der Identifikation und Kennzeichnung, Dokumentation und graphische Symbole“ und Projektmanager Global Standards and Regulations bei Rockwell Automation, erklärt: „Es hat eine gewisse Ironie, dass die Bezeichnung CDD für Unklarheiten sorgen kann, weil sie nicht eindeutig ist. Aber es handelt sich beim IEC CDD nicht um ein singuläres Wörterbuch, sondern um eine Sammlung an Wörterbüchern.“

Dazu gehören einige gemeinsame Wörterbücher, die grundlegende Definitionen enthalten. Sie können produktübergreifend verwendet werden und stellen zum Beispiel Definitionen zur Produktidentifikation oder Definitionen von Maßeinheiten bereit. Das heißt, auch die Angaben auf einem Typenschild können auf dieser Basis einheitlich angelegt werden.

„Zunächst kann ich mich schon fragen, was das soll, denn die Angaben sind intuitiv: Hersteller, Produktionsort, Datum und so weiter“, sagt Hadlich. „Aber wenn ein Unternehmen Hersteller schreibt, das nächste Produzent und wieder ein anderes Firma, dann ist das für Menschen interpretierbar. Für Maschinen aber nicht, und so können sie die dahinterstehende Information nicht verwerten.“ Werden bereits hier Uneindeutigkeiten zugelassen und Fehler gemacht, hat dies in der Praxis Auswirkungen auf das komplette System.

Ein weiterer zentraler Punkt, der vielfach für Unklarheit sorgt, ist die Bedeutung von Semantik und Struktur im Kontext des IEC CDD. Denn mit dem International Eletrotechnical Vocabulary (IEV) gibt es bereits seit langem eine Sammlung an Definitionen für Begriffe, die zum Beispiel beim Schreiben internationaler Standards von Expertinnen und Experten verwendet werden. 

Auch das IEV nutzt Semantik, aber die Struktur adressiert Menschen, nicht Maschinen. Das IEC CDD hingegen liefert nicht nur Definitionen für Begriffe, sondern Definitionen für Datenelemente und Datenstrukturen, die für eine maschinenlesbare Beschreibung von Produkten benötigt werden. Diese Informationen können auch Menschen verstehen, aber primär sind sie für Computer und Maschinen entworfen.

Identifikatoren als Schlüssel für Effizienz und Sicherheit

Entscheidend für die Maschinenlesbarkeit ist die eindeutige Zuweisung von Identifikatoren für jede einzelne Information. Um beim Beispiel Gehäusematerial eines Durchflussmessgeräts zu bleiben, erhält dieses Property eine Kennung, den International Registration Data Identifier (IRDI). Wird diese Struktur konsequent genutzt, können Maschinen Daten austauschen und die Semantik der IEC CDD-Daten verstehen.

Darauf basierend haben am IEC CDD beteiligte Unternehmen bereits automatisierte Beschaffungsprozesse, die automatisierte Validierung von Systemen oder die automatisierte Montage demonstriert. „Die Komplexität ist heute so hoch, dass Maschinen schneller, effizienter und vor allem sicherer die Daten auswerten können, wenn deren Qualität und Einheitlichkeit gegeben ist“, sagt Hadlich.

Datenformate und Referenzen für die konkrete Anwendung

Sollen in einer konkreten Anwendung Daten ausgetauscht werden, wählen Nutzer ein geeignetes Datenformat. Das IEC CDD kann zum Beispiel mit DPP, AAS, Automation ML, DEXPI oder OPC UA verwendet werden. Ist das Format ausgewählt, weist der Nutzer bestimmten Datenpunkten innerhalb dieses Formats eine Semantik zu, also eine Bedeutung, die auf das IEC CDD verweist. „Das bedeutet, dass der Datenempfänger über eine Wörberbuchreferenz die Bedeutung des Datenpunkts versteht“, erklärt Hadlich.

Vielfach wird angenommen, dass das IEC CDD nur Inhalte für die Elektrotechnik enthält und für andere Bereiche nicht nutzbar ist. Das war in den Anfängen korrekt, doch seit 2026 gibt es eine offizielle Richtlinie, die IEC und ISO veröffentlicht haben. Darin ist festgehalten, dass sich die beiden großen internationalen Normungsinstitutionen auf gemeinsame Verfahren zur Weiterentwicklung des IEC CDD und dessen Inhalten geeinigt haben. Der Motor: Es gibt viele Wörterbücher in eigenen Silos – ein Austausch ist jedoch explizit erwünscht, um Interoperabilität und Anschlussfähigkeit von Datensätzen und dahinterliegenden Informationen sicherzustellen.

Durch die gemeinsame Initiative werden die Inhalte des IEC CDD rund um die Elektrotechnik ergänzt um Wörterbücher, die aus dem ISO-Umfeld stammen. Sie umfassen große Themen wie Umwelteinflüsse oder auch ganz konkrete Produkte wie Befestigungselemente. ISO/TC 184/SC 4 hat zudem ein Wörterbuch für die internationale Klassifikation von Nomen veröffentlicht. Es sorgt dafür, dass existierende Normen schneller gefunden werden und Doppelarbeit reduziert wird.

Ebenso wie bei Normen gibt es auch beim IEC CDD die Sichtweise, dass die Nutzung als Verpflichtung, Last oder unnötiger Zusatzaufwand gesehen wird – obwohl Punkte wie internationaler Marktzugang, Anschlussfähigkeit und Wettbewerbsfähigkeit damit einhergehen. Dennoch gilt, dass die Nutzung internationaler Standards und Normen freiwillig ist und jedes Unternehmen entscheidet, wie es damit umgeht.

Starke Treiber für eine Nutzung international einheitlicher Definitionen und Standards sind Digitalisierung, Automatisierung und KI-gestützte Prozesse. Bereits die Einheitlichkeit der eingangs erwähnten Produktidentifikation, die früher über ein auf dem Produkt angebrachtes Typenschild umgesetzt wurde, gewinnt durch das digitale Typenschild und die derzeit erfolgende Einführung des Digitalen Produktpasses (DPP) an Bedeutung.

IEC CDD erleichtert Ausführung des Digitalen Produktpasses (DPP)

Die Entwicklung des DPP ist ein globales Thema, zu dem in verschiedenen Wirtschaftsregionen Ansätze entstehen. ISO und IEC starten im September 2026 mit dem JTC5 ein gemeinsames Technisches Komitee, um eine internationale Standardisierung des DPP vorzubereiten. Im Gremium CEN/CLC/JTC 24 arbeiten außerdem Expertinnen und Experten am Standard „DPP: Dictionary referencing concepts and principles“, also daran, wie bei der Produktbeschreibung auf bestehende Definitionssammlungen referenziert werden darf.

Denn es gibt nicht nur das IEC CDD, es gibt auch Wörterbücher wie ECLASS, ETIM oder BSDD. Hadlich dazu: „Die Idee ist aktuell, dass die Nutzung verschiedener Wörterbücher möglich ist.“ Die Entscheidung, welches Wörterbuch in einem bestimmten Produktsektor Anwendung finden soll, treffen die Experten für jeden Sektor separat.

Aus Sicht Hadlichs ist die Verwendung des IEC CDD empfehlenswert, da es international standardisiert ist und in jeder Region der Welt für DPPs verwendet werden kann. Wie bei jeder anderen Norm auch, erleichtert ein internationaler Datenstandard die Bereitstellung einer einheitlichen Semantik. Im internationalen Handel lassen sich dann DPPs einfacher erstellen und verwalten, was Kosten einspart.

Zudem bestehen regulatorische Anreize, das Thema effizient zu lösen, da zum Beispiel für Batterien in Europa der DPP ab Februar 2027 verpflichtend umgesetzt sein muss. „Semantische Definitionen im IEC CDD würden helfen und die Arbeit daran läuft“, so Hadlich. „Um den ambitionierten Zeitplan einzuhalten, ist aber noch einiges zu tun.“

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Es wird deutlich: Das IEC CDD beschäftigt aufgrund seiner hohen Bedeutung viele Expertinnnen und Experten, die an neuen Anwendungsfällen oder der Übetragung bestehender Anwendungsfälle auf neue Produktsektoren arbeiten. So wurden im Rahmen der Entwicklung von NOA (Namur Open Architecture), einer Struktur zur Anlagenüberwachung in der Prozessindustrie, neue IEC CDD-Inhalte entwickelt. Sie sorgen dafür, dass Mess- und Konfigurationsdaten von Feldgeräten einer Wörterbuchreferenz zugewiesen werden können. „So eine Arbeit können nicht diejenigen leisten, die das IEC CDD entwickeln – das geht nur in den Fachgremien, deren Unterstützung wir brauchen“, so Hadlich.

Ein weiterer Schritt wird 2027 die Migration auf eine neue Server-Plattform sein. Der Informationszugriff soll dadurch beschleunigt werden und das User Interface moderner gestaltet sein, um das Arbeiten für Anwender effizienter und angenehmer zu machen.

Maja Miličić Brandt, Deputy Convenor in der Arbeitsgruppe WG 26 des ISO/TC 184/SC 4 Industrial Data, befasst sich ebenfalls intensiv mit der Frage, wie Informationen aufbereitet sein müssen, dass Maschinen damit arbeiten können. Die technische Vision geht noch einen Schritt weiter, denn durch die zunehmende Bedeutung Künstlicher Intelligenz in allen gesellschaftlichen Bereichen wird eine einheitliche, umfassende und digital nutzbare Datenbasis noch wichtiger.

Dadurch werden Ontologien, die bestehende Wörterbuchsammlungen zur semantischen Beschreibung größerer Systeme und Zusammenhänge bündeln, zu einer zentralen Voraussetzung für technologische Weiterentwicklung. In diesem Kontext betont Maja Milicic Brandt die Wichtigkeit der aktuell laufenden Arbeiten: „Das IEC CDD stellt bereits sehr viele Daten zur Verfügung, und die Harmonisierung mit anderen Wörterbüchern wie ECLASS läuft, was für Hersteller zentral ist – denn nur so lassen sich Widersprüche und Fehlerquellen auflösen.“

Zudem brauchen echte SMART Standards als Zukunftsvision in der Normung aus Miličić Brandts Sicht mehr als maschinenlesbare Daten, die lediglich einen Zwischenschritt darstellen. Der Schlüssel für Inhalte, die von Maschinen nicht nur gelesen, sondern ausgeführt und interpretiert werden können, sind Identifikatoren als stabile URLs, deren Inhalte so aufbereitet sind, dass sie zur Bildung von Connected Knowledge geeignet sind.

Die Expertin erklärt: „Ein Beispiel für eine Ontologie, die mit solchen Identifikatoren arbeitet, ist QUDT, eine Sammlung von Messeinheiten und physikalischen Größen. Wenn man dort nach Kilometer sucht, ist die erste Ansicht eine HTML-Seite, die Menschen lesen können. Fügt man an den Link noch ein .ttl als Endung an, wird eine sogenannte Turtle (ttl)-Serialisierung von einem Teil des RDF Knowledge Graph dargestellt.“

Das heißt, sämtliche Inhalte werden in eine semantische Struktur gebracht, die beispielsweise von einem KI-Agenten verstanden werden kann. Nach der Auflistung von prefix-Daten und ihrer Bedeutung werden alle inhaltlichen Aussagen, sogenannte Statements, in Subjekt, Prädikat und Objekt unterteilt. Zudem finden sich Verweise auf andere Knowledge Graphen oder Verzeichnisse, die ebenfalls als URLs formuliert sind. „Wird das durchgängig angewandt, entsteht echtes Connected Knowledge, mit dem KI-Agenten und andere Maschinen arbeiten können. Dieses neue Level an Automatisierung wird völlig neue Möglichkeiten eröffnen, und das IEC CDD kann Treiber für diese Entwicklung sein.“

Redaktioneller Hinweis:

Wir bedanken uns bei Thomas Hadlich und Maja Miličić Brandt für ihre inhaltliche Unterstützung.

Industry befasst sich mit Systemen und Produkten aus dem industriellen Bereich. Zentrales Thema ist beispielsweise zunehmend die Automation, da es in Zukunft verstärkt zu einem intelligenten Austausch zwischen Maschinen und Objekten kommt. Weitere Inhalte zu diesem und anderen industriellen Fachgebieten finden Sie im