Beschleunigungs-Kalibrierung goes Digital

Die ASC GmbH, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, die PROSE AG und die SPEKTRA GmbH kooperieren bei der gemeinsamen Entwicklung eines neuen Kalibrierscheins

Herkömmliche Kalibrierscheine werden in diesem Jahr ein digitales Pendant bekommen. Um nachzuweisen, dass und wie ein Messgerät kalibriert wurde, können die metrologischen Institute weltweit künftig „Digital Calibration Certificates (DCC)“ verwenden. Die Maschinenlesbarkeit des neuen Kalibrierscheins wird die immer stärker digitalisierten Fertigungs- und Qualitätsüberwachungsprozesse deutlich unterstützen.

Bei der händischen Verwendung der Informationen herkömmlicher Kalibrierscheine existieren viele Fehlerquellen, wie zum Beispiel das inkorrekte Übernehmen von Kalibrierwerten in ein Datenerfassungssystem oder in die Datenauswertung. Neben der Nutzbarmachung der Inhalte des Digitalen Kalibrierscheins spielt auch der Umgang bzw. das Management der Scheine selbst eine wesentliche Rolle. Der DCC liefert hierbei alle nötigen Informationen zum Archivieren, Nachverfolgen, etc. mit. Somit wird durch eine verbesserte Handhabung eine höhere Effizienz erreicht, die sich durch Ressourcen- und Zeiteinsparung bemerkbar macht. Ziel ist es, universelle DCC-Austauschformate im gesamten Bereich der Metrologie zu entwickeln, bei den hier beteiligten Partnern wird die Messgröße „Beschleunigung“ betrachtet.

Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt im gesetzlich geregelten Bereich und der Qualitätsinfrastruktur angebotenen metrologischen Dienstleistungen sowie die häufig mittelständisch organisierte deutsche Sensor- und Messgeräteindustrie sowie deren Anwender. Der DCC kann deutlich mehr leisten als den Nachweis der metrologischen Rückführung. Da der jetzt entwickelte DCC auf dem international anerkannten und bewährten Austauschformat XML (Extensible Markup Language) beruht, ist er maschinenlesbar und alle Angaben inklusive der numerischen Kalibrierkurven können direkt und automatisiert in alle digital unterstützten Prozesse übernommen werden. Zugleich sorgen kryptografische Signaturen als Sicherungsverfahren dafür, dass der Anspruch an die Integrität und Authentizität eines Kalibrierscheines gewahrt bleibt. Für eine prototypische Implementierung und um erste Erfahrungen bei der Arbeit mit dem DCC zu erhalten, wird im Frühjahr 2019 von den Projektpartnern PROSE, ASC und SPEKTRA zusammen mit der PTB die gesamte Kalibrierkette realisiert (s. Pressebild).

Folgende Aufgaben werden von den einzelnen Partnern übernommen:

Die PROSE AG zeigt als Endanwender auf, welche Daten aus den herkömmlichen Kalibrierscheinen in die hausinternen Prozesse einfließen und welche weiteren Anwendungen von Interesse sind, falls die Handhabung der Kalibrierscheine durch die Digitalisierung vereinfacht werden würde.
Da die ASC GmbH neben der Sensorentwicklung auch Kalibrierleistungen sowohl für DAkkS- als auch Werkskalibrierungen anbietet, wird hier der DCC für den Endkunden erstellt.
Die Herausforderungen hierbei sind die nahtlose Integration der rückführbaren DCCs bis zur PTB einerseits und anderseits die möglichst barrierefreie Weitergabe an den Endkunden. Hierzu müssen die Verschlüsselungs- und Signierprozesse korrekt ablaufen und das gesamte Kalibriersystem auf die Erstellung des DCC eingestellt sein. Um dem Endkunden den DCC nutzbar zu machen, stellt ASC eine dementsprechende Software zur Verfügung.

Ähnlich wie bei der ASC GmbH müssen auch bei der SPEKTRA GmbH die Kommunikationsprozesse und das Erstellen des DCC implementiert und getestet werden. Bei der SPEKTRA GmbH ist es allerdings notwendig, dass mehrere Messnormale zur PTB rückführbar sind und sich somit im DCC wiederfinden müssen.

Die PTB als Initiator des DCC entwickelt zusammen mit den bereits genannten Partnern den DCC für die Messgröße Beschleunigung. Hierzu wird die Datenstruktur in der strukturierten Sprache XML, die von Maschinen verarbeitet werden kann, erstellt und anderen Unternehmen zur Verfügung gestellt. Auf Basis dieser festgelegten Struktur können somit von verschiedenen Anbietern Softwarepakete angeboten werden, die DCCs erstellen und verwalten. Um die Qualität zu gewährleisten, wird es seitens der PTB eine Möglichkeit geben, die erstellten DCCs auf Konformität zu überprüfen, vegleichbar mit der Validierung von HTML-Webseiten durch die Standardisierungsorganisation W3C (World Wide Web Consortium).

PROSE AG

Die PROSE Gruppe ist ein international tätiges Ingenieursunternehmen in der Eisenbahnbranche an verschiedenen Standorten in der Schweiz, Deutschland, Italien, Schweden, und Norwegen. PROSE erbringt Ingenieur- und Beratungsleistungen insbesondere auf den Gebieten Systemengineering, Fahrzeugdynamik und Akustik. Außerdem ist PROSE einer der weltweit führenden Hersteller von Messradsatzsystemen. Die akkreditierte Prüfstelle der PROSE führt Typenprüfungen an Eisenbahnfahrzeugen sowie Messungen und Untersuchungen im Entwicklungsprozess und im Betrieb durch.

ASC GmbH

ASC entwickelt maßgeschneiderte und innovative Sensor-Lösungen für anspruchsvolle Test- und Messanwendungen. Mit zuverlässig präzisen Beschleunigungs- und Drehratensensoren, sowie IMUs und Neigungssensoren liefert ASC als Partner Sensoren für die Funktionssicherheit von Bauteilen, Bauwerken, Fahrzeugen und Maschinen.

SPEKTRA GmbH Dresden

Kalibriersysteme von SPEKTRA werden weltweit eingesetzt von Sensor-Herstellern, Nationalen Metrologie-Instituten sowie industriellen Kalibrierlaboratorien. Auch unser hauseigenes akkreditiertes Kalibrierlaboratorium setzt auf diese Technik. Durch unsere jahrelange Erfahrung und ständige Optimierung bieten wir Kalibrierdienstleistungen mit höchster Präzision bei kleinsten Messunsicherheiten sowohl für analoge und als auch für digitale Prüflinge.

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB):

Die PTB gehört zu den ersten Adressen in der internationalen Welt der Metrologie. Als das nationale Metrologieinstitut Deutschlands ist die PTB oberste Instanz bei allen Fragen des richtigen und zuverlässigen Messens. Der Anteil an Forschung und Entwicklung beträgt rund zwei Drittel aller PTB-Aktivitäten.