Internetbasierte Rückführung von Auswertealgorithmen für die Metrologie

Im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms EMRP entwickelt die PTB im Projekt „Traceability for Computational-Intensive Metrology“ (TraCIM) eine neue informationstechnische Infrastruktur für europäische Metrologieinstitute, mit der registrierte Nutzer metrologische Auswertesoftware prüfen lassen können. In das Projekt sind neben der PTB fünf weitere europäische Metrologieinstitute, mehrere Hochschulen und fünf Industriepartner eingebunden. Ein wesentlicher Schwerpunkt ist die Nutzung des Internets und die weitestgehende Automatisierung der Dienstleistung durch eine Client-Server-Architektur. Hersteller und Anwender von messtechnischer Auswertesoftware erhalten dadurch die Möglichkeit, ihre Programme automatisch zu validieren.

Mögliche Fehler in Auswertesoftwares können im Wesentlichen folgende Ursachen haben:

• Fehlerhafte Implementation komplexer Auswerteverfahren
• Falsche Anwendung bzw. Auswahl von Algorithmen
• Unzureichende Näherung bei nichtlinearen Auswerteverfahren
• Einfache Fehler, wie beispielsweise Vorzeichenfehler

Hersteller von Messsoftware aus dem Bereich Koordinatenmesstechnik können schon heute Testdaten anfordern, um Algorithmen für das Einpassen von Regelgeometrien wie Kreis, Kugel, Kegel, Gerade oder Ebene nach dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate zu prüfen. Testdaten für Minimum-Zone-Berechnungen werden ab Mitte des nächsten Jahres zur Verfügung stehen. Zum Prüfen der Algorithmen werden kartesische Koordinatentripel zur Verfügung gestellt, die anschließend von der zu prüfenden Software ausgewertet und an einen Server der PTB zurückgesandt werden. Der Datenaustausch zwischen Server und zu testender Software erfolgt über XML-Dateien (Extensible Markup Language (XML)) und XML-Schemata. Ein Test ist bestanden, wenn für alle Ergebnisparameter die Differenz zwischen berechnetem Ergebnis und zugehörigem Referenzwert kleiner als ein Grenzwert ist.

Im Mai dieses Jahres wurde der erste Software-Prüfbericht anlässlich eines Projekttreffens in Maribor (Slowenien) Herrn Dr. Dieter Loebnitz von der Firma Mitutoyo überreicht (Bild).

Das TraCIM Projekt endet im Mai 2015. Mehrere Metrologieinstitute haben sich zur Fortführung im Verein TraCIM e.V. organisiert. Ziel ist die Förderung der wissenschaftlichen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Rückführung mathematischer Auswertealgorithmen in der Metrologie über das Projektende hinaus. Wesentliche Aufgabe des Vereins wird sein, die Entwicklung neuer Tests in unterschiedlichen metrologischen Bereichen wie Länge, Chemie, Elektrizität usw. zu begleiten und einheitliche Qualitätsstandards für Softwaretests festzulegen.

[1] F. Härtig, B. Müller, K. Wendt, M. Gahrens, M. Franke, H. Delpy, A. Forbes, I. Smith: Online validation of numerical algorithms in the field of metrology. Proc. of 11th Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry, Tsukuba, Japan, September 2-5, 2014

[2] K. Wendt, M. Franke, F. Härtig: Validation of CMM evaluation software using TraCIM. Proc. of Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology and Testing (AMCTM), St. Petersburg, Russia, September 10-12, 2014



Bild 1: Offizielle Überreichung des ersten TraCIM-Software-Prüfberichts an Herrn Dr. Dieter Loebnitz von Mitutoyu überreicht durch Dr. Frank Härtig, PTB, beim Treffen am 11.6.2014 in Maribor (Slowenien).