Programmbereiche

FIZ Karlsruhe ist eine Infrastruktureinrichtung in der Leibniz-Gemeinschaft. Unsere Gesamtstrategie und unser Dienstleistungsspektrum wird in vier Programmbereichen umgesetzt. Die Programmbereiche werden in den gleichnamigen Organisationsbereichen verantwortet:

• Patent & Scientific Information – Informationsservices zur Unterstützung von Forschungs-, Innovations- und Patentierungsprozessen
• Fachspezifische Services – Informationsservices für die Fachgebiete Mathematik, Kristallographie und Energie
• e-Research – Lösungen und Dienste für unterschiedliche Disziplinen im Rahmen von Forschungsprojekten und kommerziellen Aufträgen
• Forschung und Lehre.

Daneben sichern zwei Servicebereiche unsere Aktivitäten und damit das Erreichen unserer Ziele  ab: Der Bereich IT-Systeme und Datennetze durch Bereitstellung von IT-Infrastruktur und Gewährleistung der IT-Sicherheit, der Bereich Verwaltung durch die Betreuung des Finanz- und Personalwesens sowie der Infrastruktur. Das Justiziariat gehört ebenfalls dazu.

Im Programmbereich Patent & Scientific Information (PSI) entwickeln und betreiben wir Informationsservices zur Unterstützung von Forschungs-, Innovations- und Patentierungsprozessen. Kernaktivitäten sind die Analyse, Strukturierung und Indexierung von Informationen aus Fachliteratur und Patenten. Zur Erschließung und Vernetzung dieses Wissens entwickeln wir in Forschungsprojekten innovative, KI-basierte Konzepte und Methoden. Damit verbunden sind hohe Datenvolumina von sehr heterogener Provenienz. Zudem leisten wir wissenschaftlich-fachliche Beratung für die internationalen Kundinnen und Kunden

Dieser Programmbereich wurde 2022 neu etabliert. Die Arbeitsbereiche umfassen:

• Aufgaben zu Entwicklung und Betrieb des Informationsservices STN in Kooperation mit unserem US-amerikanischen Partner CAS sowie Projekte zur Evaluierung und Entwicklung von neuen Methoden und Services
• Aufbau einer innovativen, auf die wissenschaftliche Nutzung von Patenten ausgerichteten Patents4Science-Informationsinfrastruktur
• Aktivitäten im Kompetenznetzwerk Bibliometrie zum Aufbau von Bibliometriedatenbanken und der Entwicklung von bibliometrischen Analysetools.

Patents4Science

Im Schwerpunkt Patents4Science dieses Programmbereichs widmen wir uns dem Aufbau einer innovativen, auf die wissenschaftliche Nutzung von Patenten ausgerichteten Informationsinfrastruktur auf der Grundlage wissensbasierter Ansätze. Damit soll ein einfacher, effizienter und nachhaltiger Zugriff auf Patente und das darin enthaltene Wissen realisiert werden. Hauptzielgruppe sind Forschende im universitären und außeruniversitären Forschungsumfeld. Die von uns entwickelten Verfahren und Methoden zur Erschließung und Analyse von Patentinformation setzen wir dabei zur Vernetzung heterogener Informations- und Wissensquellen ein. Durch den Einsatz von Text- und Data-Mining sowie Machine-Learning-Methoden wurden verschiedene innovative Ansätze zur Extraktion spezifischer Informationen aus Patentdokumenten evaluiert und bis zu einem Proof of Concept weiterentwickelt, z. B. um Patentansprüche zu annotieren oder Referenzen zu identifizieren. Darüber hinaus verfolgen wir die Entwicklung nutzerzentrierter Lösungen im Rahmen von Kooperationen mit anderen Fachdisziplinen.

Kompetenzzentrum Bibliometrie

Das wissenschaftliche Publikationssystem ist eine der zentralen Quellen, über die die Verbreitung und Validierung wissenschaftlicher Erkenntnisse organisiert werden. Die Bibliometrie nutzt die im Publikationsprozess anfallenden Informationen über Autorinnen und Autoren, Journale, Institutionen, Fördernde und Themen und verarbeitet diese zu Indikatoren, Strukturdarstellungen und Kennzahlen. Das Kompetenznetzwerk Bibliometrie hat hierzu eine qualitätsgesicherte Inhouse-Dateninfrastruktur, basierend auf den Datenbanken Scopus (Elsevier) und Web of Science (Clarivate Analytics), aufgebaut und nutzt diese zur Entwicklung und Weiterentwicklung von Analysemethoden und Indikatoren. Wir sind seit Beginn der ersten Förderphase (2008) am Aufbau des mittlerweile auf 22 Konsortialpartner erweiterten Kompetenznetzwerks Bibliometrie mit der Aufgabe des Hosting- und Entwicklungspartners beteiligt. Unsere Aktivitäten umfassen:

• Bereitstellung der zentralen Infrastruktur und von Services für bibliometrische Forschung und
• Analysen
• Aufbau von standardisierten und qualitätsgesicherten Bibliometriedatenbanken auf Grundlage der Datenprodukte Web of Science von Clarivate und Scopus von Elsevier
• Durchführung von Datenanalysen und Datenmanagement für die o. g. Datenprodukte.

Im Programmbereich Fachspezifische Services entwickeln und betreiben wir weltweit anerkannte Informationsservices für die Fachgebiete Mathematik, Kristallographie und Energie. Dazu erschließen und aggregieren wir relevante Quellen. Alle Angebote richten sich an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Forschung, der Informationsservice im Fachgebiet Energie insbesondere an die Grundlagenforschung.

Arbeitsschwerpunkte bilden der renommierte, weltweite Informationsservice zbMATH Open für die Mathematik sowie die Inorganic Crystal Structure Database – ICSD für die Kristallographie.

Mathematik

zbMATH Open ist ein Open-Access-Informationsservice für die Mathematik mit vernetzten Informationen zu mathematischen Themen, Autor/innen, Publikationen, Referenzen und Software. Durch Verlinkungen, nicht nur zu Wissenschaftsverlagen, sondern auch zu frei zugänglichen Repositorien wie arXiv oder EuDML wird ein direkter Zugriff auf Volltexte bereitgestellt. Der Service ist hervorgegangen aus der Datenbank zbMATH, basierend auf dem „Zentralblatt für Mathematik“, dem lückenlosen Nachweis der mathematischen Forschungsliteratur seit 1886. Mit finanzieller Unterstützung von Bund und Ländern erfolgte die Transformation in eine Open-Access-Plattform, die 2021 online ging. Die weltweite Nutzung ging seither steil nach oben.

Kristallographie

ICSD, Inorganic Crystal Structure Database, ist ein Informationsservice auf dem Gebiet der Kristallographie mit der weltweit größten Datenbank vollständig bestimmter anorganischer Kristallstrukturen (derzeit 250.000) und ergänzenden Simulations- und Visualisierungswerkzeugen. Da für Data-Mining-Prozesse z. B. zur Vorhersage von Materialeigenschaften größere Datenmengen benötigt werden, wurde damit begonnen, nicht vollständig bestimmte Daten auch rückwirkend sukzessive zu ergänzen und die Koordinaten zu berechnen. Hierfür wurden ca. 30.000 Artikel identifiziert, die Strukturen enthalten, die bisher in ICSD fehlen. Kristallstrukturen haben einen wesentlichen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften einer Verbindung, daher fokussierte sich die Weiterentwicklung des Produkts u. a. darauf, relevante Strukturen möglichst umfassend zu erschließen und mit externen Quellen zu verknüpfen, die zusätzliche Informationen zu chemischen und physikalischen Eigenschaften anbieten.

Im Programmbereich e-Research entwickeln und betreiben wir e-Research-Lösungen und Informationsinfrastrukturen für unterschiedliche Disziplinen im Rahmen von interdisziplinären Forschungsprojekten und kommerziellen Aufträgen. Die enge Verzahnung von Beratung, Konzeption, Entwicklung und Betrieb führt zu einem kontinuierlichen Transfer unserer Forschungsergebnisse in die praktische Anwendung („theoria cum praxi“).

Das Arbeitsprogramm setzt zwei Schwerpunkte:

• Dienste für die „digitalen Geisteswissenschaften“
• Dienste für das Forschungsdatenmanagement und die digitale Langzeitarchivierung („Forschungsdaten“).

Arbeitsschwerpunkte bilden das Forschungsdatenrepository RADAR und die Deutsche Digitale Bibliothek.
Unsere Produkte, Dienstleistungen und Projekte beziehen sich damit auf unterschiedliche Stadien im Lebenszyklus von Forschungsdaten, sind miteinander verzahnt und unterstützen auf diese Weise Forschende und Institutionen über den gesamten Forschungsprozess hinweg. Nutzer und Kooperationspartner sind Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Gedächtnisorganisationen sowie wissenschaftliche Fachgesellschaften und Verlage. Sie schätzen die Beratung, Anforderungsanalyse, Implementierung und den Betrieb robuster und produktiv einsetzbarer e-Research-Lösungen aus einer Hand. Die enge Zusammenarbeit mit den beiden Forschungsbereichen Immaterialgüterrechte (IGR) und Information Service Engineering (ISE) und der Rückgriff auf die dort vorhandene Expertise stärkt den Programmbereich e-Research, fördert den Transfer von Forschungsergebnissen in der Praxis, steigert das Innovationspotenzial und führt zu wechselseitigen Initiativen und gemeinsamen Aktivitäten. In diesem Kontext ist der Bereich an mehreren Konsortien der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur beteiligt.

Digitale Geisteswissenschaften

Mit der Deutschen Digitalen Bibliothek (DDB) betreibt FIZ Karlsruhe seit 2012 das zentrale Portal der deutschen Kultur- und Wissenschaftseinrichtungen und verantwortet seit 2018 alle wesentlichen Teile der Softwareentwicklung. Über die DDB etablierte sich ein umfassendes Netzwerk von Partnerschaften mit Bibliotheken, Archiven und Museen. Aus diesem Netzwerk heraus konnten wir in den vergangenen Jahren gemeinsam mit unterschiedlichen Partnern weitere Projekte rund um die DDB einwerben und erfolgreich umsetzen, so etwa das Archivportal-D oder das Deutsche Zeitungsportal. Inzwischen setzt ein ganzes „Ökosystem“ von Subportalen, die sparten- oder themenspezifische Zugänge realisieren, auf dem gemeinsamen Backend der DDB auf. Alle Daten werden nur einmal geladen und stehen danach allen Subportalen zur Verfügung. Durch die Verwendung des gemeinsamen Datenpools und die Nachnutzung von Softwarekomponenten und Infrastruktur lassen sich hier umfassende Synergien heben. Entsprechend verfolgen wir diese Strategie auch in anderen Kontexten. Ein Beispiel ist das „Themenportal zur Wiedergutmachung nationalsozialistischen Unrechts“, das wir gemeinsam mit dem Bundesarchiv und dem Landesarchiv Baden-Württemberg (LABW) im Juni in einer ersten Version freischalten konnten. Dieses Themenportal dient gleichzeitig als Blaupause für weitere thematische Zugänge, mit denen wir aktiv das gesellschaftspolitische Ziel unterstützen, Unrechtskontexte sichtbar zu machen und im Rahmen von Vorhaben der Gedenkkultur die Demokratiestärkung zu befördern.

Forschungsdaten

Hier ist unser Kernprodukt das Forschungsdatenrepository RADAR, um das herum wir ebenfalls ein Ökosystem verwandter Dienste aufbauen. Mit Förderung des BMBF werden die Hochschulen in Brandenburg ein landesweites Angebot zum Forschungsdatenmanagement auf Basis von RADAR Local aufbauen. Für die beiden NFDI-Konsortien NFDI4Chem und NFDI4Culture haben wir im Frühjahr 2022 die spezifischen Dienste RADAR4Chem und RADAR4Culture entwickelt und freigeschaltet. Inzwischen haben weitere Konsortien ihr Interesse an einer eigenen RADAR-Instanz bekundet. Das im Jahr 2021 gestartete Projekt baureka.online zielt auf ein Forschungsdatenrepository für die historische Bauforschung und nutzt RADAR als Backend. Damit zeigt sich, dass das generische Repository auch für disziplinäre Angebote geeignet ist.

Im Programmbereich Forschung und Lehre (FUL) sind die beiden Forschungsbereiche „Information Service Engineering“ (ISE) und „Immaterialgüterrechte in verteilten Informationsinfrastrukturen“ (IGR) verortet. Damit verbunden sind zwei gemeinsame Berufungen mit dem KIT auf jeweils gleichlautende W3-Professuren. Mit der FIZ-übergreifenden Forschung verfolgen wir das Ziel, unsere Infrastrukturen, Produkte und Dienste über den aktuellen State-of-the-Art hinaus weiterzuentwickeln, Forschungsdaten und Wissen umfassend zu erschließen, zu analysieren und zu vernetzen sowie damit in Kontext stehende Rechtsfragen zu adressieren. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Politikberatung mit dem Fokus auf Daten(schutz)recht. Auf diese Weise positionieren und profilieren wir uns auch als ein führendes Forschungsinstitut. Die Arbeit in den Forschungsbereichen greift die hohe Dynamik in der technologischen Entwicklung auf ebenso wie die veränderten Anforderungen der Nutzerinnen und Nutzer. Damit einher geht der Anspruch, innovative Forschungsthemen mit zu initiieren und zu gestalten.

Zu den übrigen Programmbereichen bestehen enge Wechselbeziehungen. Erkenntnisse und neu entwickelte bzw. erprobte Methoden und Verfahren finden direkte Anwendung in Projekten und Services für die Domänen Patentinformation, Mathematik und Geisteswissenschaften sowie in den neun NFDI-Konsortien mit Beteiligung von FIZ Karlsruhe.

Der Programmbereich trägt maßgeblich zu den Transferaktivitäten von FIZ Karlsruhe bei, u. a. durch regelmäßige Gutachtertätigkeiten auf nationaler und auf EU-Ebene, die Organisation zentraler internationaler Konferenzen (Gebiete: Informatik, Datenschutz), Politikberatung z. B. im Kontext von Forschungsdaten sowie innovative, sehr breit genutzte Lehrformate (OpenHPI Lectures). Das Arbeitsprogramm beider Forschungsbereiche ist konstitutiv für ihre aktuellen Forschungsgruppen und umfasst für Information Service Engineering (ISE) vor allem die Forschungsfelder „Wissensgraphen“ und „Maschinelles Lernen“. Der Forschungsbereich Immaterialgüterrechte in verteilten Informationsinfrastrukturen (IGR) befasst sich vorwiegend mit den Forschungsfeldern „Datenschutz und Datenethik“ sowie „Urheberrecht“.