ReSEARCH BAM


CtSimU - Durchstrahlungssimulation für die Messunsicherheitsbestimmung beim Messen geometrischer Merkmale mittels Röntgen-Computertomografie
Projektleitung
	Dr.-Ing. Carsten Bellon BAM - 8.5 Röntgenbildgebung E-Mail: Carsten.Bellon@bam.de
Förderstruktur
	Bund - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) - WIPANO - Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen - Normung und Standardisierung
Projektbeginn
	01.04.2019
Projektende
	31.07.2021
Projektart
	Realisierte Antragsforschung
Themen-/Aktivitätsfeld
	THEMENFELD Analytical Sciences, * Zerstörungsfreie Prüfung und Spektroskopie
Abstract
	Die industrielle Röntgen-Computertomographie (CT) ist in der geometrischen Messtechnik die einzige Technologie, die sowohl innen- als auch außenliegende Merkmale eines Werkstücks mit einer Messung zerstörungsfrei messen kann. Allerdings sind zur Angabe der Messunsicherheit für eine Messgröße nach Stand der Technik (VDI/VDE 2630 Blatt 2.1) zwanzig Wiederholmessungen an kalibrierten Werkstücken notwendig. Da die Messung mit realen CT Messgeräten zeit- und kostenintensiv ist, wird analog zur taktilen Koordinatenmesstechnik eine numerische Messunsicherheitsbestimmung durch Simulation angestrebt (vgl. VDI/VDE 2617 Blatt 7, GUM Supplement 1). Daher existiert ein großes Interesse an Durchstrahlungs¬simulations¬software, um die Messaufgaben zu simulieren. Die Simulation bietet den Vorteil, dass sie sowohl zeitsparend als auch kosten- und ressourceneffizient ist. Allerdings ist die Zuverlässigkeit der verschiedenen Simulationsumgebungen momentan nicht quantifizierbar. Für eine glaubwürdige Anwendung von Simulationsumgebungen benötigen Anwender eine Beurteilung derselben- auch, um eine Norm- bzw. Richtliniensicherheit in der Praxis sicherzustellen. Das Ziel dieses Projekts ist es daher, einen Richtlinienentwurf VDI/VDE 2630 Blatt 2.2 "Basis¬qualifi-zierung von Softwaresystemen für die Simulation geometrischer Messungen mit Röntgen-Computertomografie" zu erstellen. Auf dieser Basis soll es möglich sein, die Eignung von Simulations¬umgebungen zur Ermittlung der aufgabenspezifischen Messunsicherheit zu bewerten. Dazu wird ein Testframework entwickelt, mit welchem Durchstrahlungs¬simulations¬softwares basisqualifiziert werden können. Eine Basisqualifizierung bezeichnet hierbei eine Qualifizierung im Hinblick auf typische, als relevant empfundene Messszenarien. Zur Erstellung des Testframeworks sind mehrere Schritte notwendig. Zuerst werden in einer Anforderungsanalyse die Anforderungen an die verwendeten Simulationssoftwares festgelegt. Diese Anforderungen werden in einem Lastenheft zusammengefasst. Für die Entwicklung des Testframeworks ist eine Umsetzung der Anforderungen des Lastenhefts in konkrete Testszenarien notwendig. Hierfür müssen Referenzgeometrien und Referenzdatensätze erstellt werden. Auf Basis der Simulationsergebnisse für die verschiedenen erstellten Testszenarien muss eine Bewertung der entsprechenden Simulationssoftware erfolgen. Für welche eine Bewertungsmatrix erarbeitet wird. Das finale Testframework wird anschließend validiert, indem für positiv bewertete Simulationssoftware ein Vergleich realer und simulierter Messdaten anhand der dimensionellen Messergebnisse vollzogen wird. Zur Sicherung des normativen Charakters der Arbeit wird darauf geachtet, dass diese Basisqualifizierung mithilfe des Testframeworks auch für andere, nicht im Projekt repräsentierte Simulationssoftwaresysteme möglich ist.