An der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) beschäftigt sich das Kompetenzzentrum “Metrologie für virtuelle Messgeräte” (VirtMet) damit, wie die Metrologie zur Sicherung von Vertrauen in Simulationsergebnisse beitragen kann.
Übergeordnete Fragestellungen und Querschnittsaufgaben:
- Wie sichert man Vertrauen in Simulationsergebnisse?
- Wie stellt man Vergleichbarkeit von virtuellen und realen Messungen her?
- Welche Standards für Schnittstellen, Metadaten und Datenformate sind notwendig?
- Wie können virtuelle Experimente für komplexe Messsysteme mit großen Datenmengen mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens behandelt werden?
Ein Beispiel sind “Metrological Digital Twins”. Hierbei wird die in der PTB entwickelte VCMM (Virtual Coordinate Measuring Machine) für die prozessbegleitende Messunsicherheitsermittlung und Messprozessoptimierung eingesetzt. Firmen wie Zeiss und Hexagon haben das VCMM in ihren Koordinatenmessgeräten implementiert. “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”1PTB-Kompetenzzentrum „Metrologie für virtuelle Messgeräte“ (VirtMet).
Durch den Aufbau eines universellen Baukastensystems für virtuelle Messprozesse (VMP) ist es möglich, das VCMM-Konzept auf andere messtechnische Bereiche, wie die Industrie, zu übertragen.
Durch die Einbettung des Forschungsprojekts “Metrological Digital Twins” in VirtMet “wird von Anfang an die spätere Erweiterbarkeit auf andere Bereiche und Abteilungen berücksichtigt und die methodischen Ansätze zu digitalen Zwillingen und simulationsbasierten Auswertungen des VMP-Baukastens mit denen der anderen Vorhaben abgeglichen. Dabei bestehen zum VCMM weitreichende Erfahrungen, das Vertrauen in die Simulationsergebnisse durch Verifikationsvergleichsmessungen an ausgewählten Normalen und unter sehr unterschiedlichen Messbedingungen zu erlangen. Auf diese Weise wird auch die Vergleichbarkeit der virtuellen und der realen Messungen sichergestellt, indem die sich ergebende Streuung der Simulationsergebnisse und die resultierende Messunsicherheit unter Beachtung der Kalibrierunsicherheit zur Konformität führt”.