REXS: Motivation und Prinzipien eines offenen Standards
Der Standard für den Datenaustausch im Getriebedesign
Im Getriebedesign führt der Einsatz verschiedener CAE-Tools oft zu hohem Aufwand, redundanten Daten und Fehlern beim Datenaustausch. Der offene Standard REXS (Reusable Engineering EXchange Standard) schafft hier Abhilfe, indem er ein einheitliches Datenformat und eine gemeinsame Schnittstelle für Getriebedaten definiert. Er basiert auf klaren Designprinzipien: frei nutzbar, umfassend und eindeutig, gut dokumentiert, standardisiert, einfach aufgebaut und flexibel erweiterbar. Damit legt REXS die Grundlage für konsistente und toolübergreifende Daten im gesamten Entwicklungsprozess.
1. Ausgangslage
Das Datenhandling im Getriebedesignprozess ist häufig einer der aufwendigsten und fehleranfälligsten Aspekte. Gerade wenn hierbei verschiedene CAE-Tools verwendet werden, steigert sich die Komplexität schnell. Auch kann es vorkommen, dass ein direkter Austausch nicht möglich ist (siehe Abbildung 1).
Abbildung 1: Typischer Design-Workflow mit Einschränkungen durch proprietäre Schnittstellen
Ein Zustand wie in Abbildung 1 geht zwangsläufig einher mit:
- Hoher Komplexität
- Hohen Kosten
- Hohem Fehlerrisiko
- Unnötigen Duplikaten
Die einzelnen negativen Aspekte bedingen einander. So erhöhen beispielsweise die redundanten Informationen, die in den heterogenen Schnittstellen vorliegen, das Fehlerrisiko signifikant, da entweder keine oder sehr komplexe Prozesse zur Sicherstellung der Datenintegrität existieren.
Wird dieses Problem noch weiter gedacht, dann beschränkt es sich nicht nur auf den Austausch zwischen verschiedenen CAE-Tools, sondern umfasst nahezu alle denkbaren Schritte im Getriebedesignprozess.
Wünschenswert sind daher ein einheitliches Datenformat sowie eine standardisierte Schnittstelle zur Beschreibung eines Getriebes und aller dazugehörigen Metadaten.
2. Das REXS-Projekt
Abbildung 2: REXS als Schnittstelle für effizienten Datentransfer zwischen CAE-Tools und als Basis datenbasierter Anwendungen
Hier kommt REXS ins Spiel. Der Reusable Engineering EXchange Standard wurde entwickelt, um genau diese Brüche in der Datenkette zu überwinden. Statt komplizierter Schnittstellen und redundanter Datenbestände bietet REXS ein gemeinsames Datenformat, das den Austausch zwischen unterschiedlichen Tools deutlich vereinfacht (siehe Abbildung 2).
REXS ist eine freie, standardisierte und quelloffene Schnittstelle zum Austausch von Getriebedaten. Es definiert normübergreifend eine einheitliche Modellierung und Nomenklatur des Getriebes und seiner Bestandteile. Der Austausch von Getriebedaten wird somit entlang der gesamten CAE-Werkzeugkette in der Getriebeentwicklung ermöglicht.
REXS hat den Anspruch, die Grundlage für eine Single Source of Truth in der Getriebeentwicklung zu bilden.
REXS wurde von der Community der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA e.V.) ins Leben gerufen. Jedoch von Anfang an als offener Standard konzipiert. Die Community, die aus Industriepartnern, Forschungsinstituten und Softwareherstellern besteht, repräsentiert damit alle REXS-Anwender. Diese breite Basis diskutiert die Modellierung mittels REXS asynchron in einem Online-Forum und synchron in den regelmäßig stattfindenden Meetings der Arbeitsgruppen, erweitert den Standard oder passt ihn an neue Anforderungen an. Alle Änderungen gehen dabei durch ein finales Review des sogenannten REXS Change Control Boards, welches wiederum aus der Community zusammengesetzt ist und die Kompatibilität von Einzeländerungen im Gesamtbild sicherstellt.
3. Design Prinzipien von REXS
Abbildung 3: REXS-Designprinzipien
REXS verfolgt im Design und in der Weiterentwicklung die in Abbildung 3 dargestellten Designprinzipien.
Im Folgenden wird ein Blick auf die Prinzipien geworfen.
3.1. Kostenlos und offen
Die wichtigste Eigenschaft von REXS ist, dass der Standard durch die Lizenzierung (Creative Commons Lizenz CC-BY-SA 4.0) zu jedem Zeitpunkt offen verfügbar und frei nutzbar ist.
Konkret bedeutet das: Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Einzelpersonen dürfen REXS kostenlos verwenden, kopieren und weiterverbreiten. Anpassungen und Erweiterungen sind ebenfalls erlaubt, sofern die ursprünglichen Urheber genannt werden und die angepasste Version unter denselben Bedingungen (CC BY-SA 4.0) veröffentlicht wird.
Diese offene Lizenzierung stellt sicher, dass REXS dauerhaft zugänglich bleibt und sich gemeinsam weiterentwickeln kann, ohne durch proprietäre Rechte oder Lizenzgebühren eingeschränkt zu werden.
Für Unternehmen bedeutet das maximale Transparenz, Investitionssicherheit und Unabhängigkeit. Sie können den Standard frei implementieren, intern nutzen oder in eigene Produkte integrieren. Dabei gibt es keine rechtlichen Hürden oder Abhängigkeit von einzelnen Anbietern.
3.2. Umfassend und eindeutig
Ziel von REXS ist es, die Modellierung des kompletten Getriebes zu ermöglichen. Darin enthalten sind beschreibende Daten (Metadaten), Eingabedaten für Berechnungen sowie Ergebnisdaten. Außerdem werden nicht nur einzelne Komponenten beschrieben, sondern auch die Beziehungen dieser untereinander. Eine einzelne REXS-Datei beschreibt dabei alle Komponenten des Modells so explizit wie möglich. Bildlich gesprochen wird also ein „Schnappschuss eines Getriebes“ erzeugt.
Umfassend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass REXS versucht, alle relevanten Aspekte des Getriebes abzubilden. Dadurch können verschiedenste Softwarewerkzeuge entlang des Entwicklungsprozesses dieselben Daten verwenden, ohne dass Informationen verloren gehen oder mehrfach erfasst werden müssen.
Eindeutigkeit wird durch die klar definierte Struktur des Datenmodells sichergestellt. Jedes Element besitzt eine eindeutige Kennung und jedes Attribut ist mit Einheit, Wertebereich und Bedeutung beschrieben. Dadurch ist gewährleistet, dass Daten von unterschiedlichen Anwendungen auf dieselbe Weise interpretiert werden. Diese Standardisierung verhindert Missverständnisse und erleichtert den Austausch zwischen verschiedenen Tools und Disziplinen.
3.3. Gut dokumentiert
Ein zentrales Prinzip von REXS ist die umfassende und leicht zugängliche Dokumentation. Diese ist ein wesentlicher Baustein für einen zuverlässigen Datenaustausch zwischen verschiedenen Softwarelösungen und Disziplinen. Deshalb legt die REXS-Community großen Wert darauf, dass sowohl das Datenmodell als auch alle Attribute, Beziehungen und Einheiten umfassend dokumentiert sind.
Neben der Beschreibung der Modellstruktur enthält die Dokumentation praxisnahe Beispiele und Anwendungshinweise. Durch regelmäßige Aktualisierungen und eine transparente Pflege bleibt die Dokumentation auf dem neuesten Stand und bildet die Grundlage für die kontinuierliche Weiterentwicklung von REXS.
3.4. Standardisiert
Der REXS-Standard beruht auf klaren und allgemein gültigen Definitionen, Regeln und Konventionen. Ziel ist es, den Datenaustausch so eindeutig und robust wie möglich zu gestalten. Durch die konsequente Verwendung festgelegter Begriffe und Strukturen wird sichergestellt, dass alle Beteiligten dieselbe Sprache sprechen und Daten ohne Interpretationsspielraum verstanden werden.
Ein wichtiger Grundsatz: Es gibt keine Sonderfälle oder Ausnahmen. Alle Datenmodelle funktionieren nach denselben Prinzipien. Das macht den Standard einfacher und die Daten leichter wiederverwendbar. Auch die Umsetzung in Software wird dadurch unkomplizierter, während gleichzeitig die Datenqualität steigt.
REXS nutzt bewährte Dateiformate: Die Daten liegen in XML oder JSON vor und können bei Bedarf als ZIP-Datei komprimiert werden. So bleibt der Standard technisch einfach zugänglich und lässt sich problemlos mit gängigen Entwicklungstools nutzen. Diese Standardisierung ermöglicht eine effiziente und transparente Zusammenarbeit in der gesamten Entwicklungskette.
3.5. Einfach und generisch
Das Datenmodell von REXS ist bewusst einfach und generisch aufgebaut. Es soll eine einheitliche Struktur bereitstellen, die für alle Arten von Getriebemodellen geeignet ist, ohne dass für neue Komponenten oder Anwendungsfälle zusätzliche Grundelemente erforderlich sind. Statt auf viele spezialisierte Strukturen zu setzen, basiert REXS auf wenigen klar definierten Meta-Elementen, die flexibel kombiniert werden können.
Diese Reduktion auf das Wesentliche erhöht nicht nur die Verständlichkeit des Formats, sondern macht es auch leichter, den Standard in verschiedenen Softwareumgebungen zu implementieren. Erweiterungen des Modells – etwa neue Komponenten, Attribute oder Beziehungen – lassen sich einfügen, ohne den bestehenden Aufbau zu verändern. So bleibt die Kompatibilität gewahrt und vorhandene Daten können auch mit neueren Versionen weiterverwendet werden.
Durch diesen generischen Ansatz wird REXS zu einer stabilen und zukunftssicheren Grundlage für den Austausch technischer Daten. Der Standard wächst mit den Anforderungen, ohne an Klarheit oder Einfachheit zu verlieren.
3.6. Bilateral erweiterbar
REXS ist so gestaltet, dass er bei Bedarf flexibel und kontrolliert erweitert werden kann. Wenn zwei Partner im Entwicklungsprozess zusätzliche Informationen austauschen möchten, die über den bestehenden Standard hinausgehen, lässt sich das Datenmodell bilateral ergänzen.
Ein besonderes Merkmal ist, dass selbst die Vorgehensweise zur Definition und Integration von Erweiterungen standardisiert ist. Dadurch können Programme, die die neuen Inhalte nicht kennen, die restlichen Daten der Datei dennoch korrekt interpretieren. Die Erweiterungen sind klar abgegrenzt und folgen festen Namenskonventionen, sodass sie bestehende Modelle nicht stören oder deren Verarbeitung verhindern.
Durch diesen Ansatz bleibt REXS einerseits offen für neue Anforderungen, Technologien und Forschungsfelder, bietet andererseits aber die notwendige Stabilität für den langfristigen industriellen Einsatz. So wird sichergestellt, dass REXS sowohl anpassungsfähig als auch robust bleibt.
4. Up-Next: REXS-Datenmodell und Grundstruktur
In diesem Beitrag haben wir uns mit der Grundidee hinter REXS beschäftigt und gesehen, warum ein einheitlicher Standard für den Datenaustausch im Getriebedesign so entscheidend ist. Wir wissen nun, welche Herausforderungen REXS adressiert und auf welchen Prinzipien der Standard aufbaut.
Doch wie sieht REXS „unter der Haube“ eigentlich aus? Wie setzt REXS diese Prinzipien konkret um? Wie ist der Standard strukturiert, und wie werden Getriebeinformationen darin modelliert?
Im nächsten Beitrag geht es um das Herzstück von REXS: das Datenmodell. Wir schauen uns an, wie ein Getriebe darin beschrieben wird, wie die Modellstruktur aufgebaut ist und warum diese Struktur so flexibel und erweiterbar ist.