Übertragung des VCMM-Konzepts auf andere Bereiche und zur Nutzung in Metrological Digital Twins

Die in der PTB entwickelte VCMM (Virtual Coordinate Measuring Machine) wird im Bereich der Koordinatenmesstechnik seit vielen Jahren sehr erfolgreich zur prozessbegleitenden Messunsicherheitsermittlung und Messprozessoptimierung in Wissenschaft und Wirtschaft eingesetzt. Das etablierte und im Jahr 2005 mit dem Braunschweiger IHK-Technologietransferpreis ausgezeichnete PTB-Verfahren erfüllt die Anforderungen internationaler Richtlinien und Normen. Eine Übertragung auf andere messtechnische Bereiche ist wegen des komplexen Aufbaus und der zeitaufwändigen Programmierung erforderlicher Softwaremodule bisher kaum erfolgt und soll nun im Rahmen von VirtMess vorangetrieben werden.

Das VCMM wurde vor ca. 20 Jahren in der PTB entwickelt und wird seither um zusätzliche Messaufgaben und -systeme in der Koordinatenmesstechnik erweitert. Größere Herstellerfirmen wie Zeiss und Hexagon haben das VCMM in ihren Koordinatenmessgeräten implementiert und z. B. auf der Fachmesse Control 2018 als Schwerpunktthema vorgestellt. Auch fünf Akkreditierungen belegen das Interesse der Industrie. Die Nutzung des VCMM-Konzepts in sogenannten digitalen Zwillingen wurde beispielsweise beim digitalen Wägestück der PTB als integraler Bestandteil der sich im Aufbau befindlichen Planck-Waage erfolgreich erprobt und wird in die geplanten digitalen Prozesse im Kompetenzzentrum „Wind“ (CCW), insbesondere im Bereich der Drehmomenten-Normalmesseinrichtung (DM-NME), integriert werden.

Die Ausweitung des VCMM-Konzeptes auf andere Bereiche der PTB bedient das strategische Ziel, die Industrie und Wirtschaft im Wandel der Digitalisierung durch die Entwicklung „Virtueller Messsysteme“ bzw. „Digitaler Zwillinge“ aktiv zu unterstützen. Folgende konkrete Schritte sollen dazu durchgeführt werden:

1. Abteilungsübergreifender Aufbau eines VMP-Baukastensystems:
   • Überarbeitung/Ergänzung des VCMM-Modulkonzeptes und der Schnittstellendefinitionen als Grundlage für die Verwendung im VMP-Baukastensystem
   • Dokumentation und Bereitstellung des VMP-Baukastens in einem zentralen Repositorium in der PTB für die schnelle Darstellung virtueller Messprozesse für die Industrie (aus Qualitätssicherungsgründen zunächst als PTB-Dienstleistung)
   • Bereitstellung einer Auswahl von API Wrappern
   • Anbindung an den TraCIM-Service (insb. bei Implementierung in externe Software)
   • Erstellung eines formalisierten Validierungskonzeptes mit Anforderungskatalog

2. Validierung und Optimierung des VMP-Baukastensystems durch Beispielanwendungen
   • VMP für Planckwaage (Dissertation Abt. 1, laufend) und DM-NME
   • VMP für Verzahnung (Validierung und Transfer) und optische Abstandssensoren

3. Erstellung von grundlegenden Dokumenten für den Transfer in den Kalibrierdienst