Übertragung von Messunsicherheiten zur Aufwandsreduzierung bei Eignungsnachweisen (MessAgE)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Robert Heinrich Schmitt
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427402095

Jede Messung ist inhärent unsicherheitsbehaftet. Werden unsicherheitsbehaftete Messdaten weiterverwendet, so sind abgeleitete Aussagen ebenfalls mit einer Unsicherheit behaftet und können zu fehlerhaften Entscheidungen führen. Liegt ein produziertes Merkmal nahe an den Spezifikationsgrenzen und ist bei der Prüfung die Messunsicherheit zu hoch, kann nicht sicher entschieden werden, ob das Merkmal innerhalb oder außerhalb der Spezifikation liegt. Dies kann dazu führen, dass Teile innerhalb der Spezifikation liegen und bei der Prüfung aussortiert werden (α-Fehler) oder umgekehrt (β-Fehler). Da ohne Kenntnis der Messunsicherheit bei der Messdatenerhebung das Risiko von Fehlentscheidungen nicht bestimmt und damit nicht kontrolliert werden kann, sind Messwerte ohne Messunsicherheitsangabe wertlos. Um wirtschaftlich schädlichen Fehlentscheidungen vorzubeugen, existieren im Produktionsumfeld zahlreiche Normen und Richtlinien, welche die Bestimmung der Messunsicherheit fordern und Grenzwerte für die Eignung von Mess- bzw. Prüfprozessen festlegen. Durch die Vernetzung von digitalen Produkten sowie Ressourcen (u. a. Bearbeitungszentren, Montagesysteme) und der damit einhergehenden Fokussierung auf cyberphysische Systeme, steigt die Anzahl eingesetzter Sensoren und Messprozesse stetig. Mit zunehmender Anzahl und Komplexität von Prüfprozessen wächst branchenunabhängig der Aufwand für korrespondierende Eignungsnachweise. In dem beantragten Forschungsvorhaben wird ein Verfahren entwickelt, welches den Aufwand der Messunsicherheitsbestimmung bzw. des Eignungsnachweises reduziert. Hierzu werden zunächst Verfahren entwickelt, welche die mathematische/geometrische, die technologische und die funktionelle Ähnlichkeit von Messprozessen quantifizieren. Auf Basis der Ähnlichkeitsbewertung wird ein Verfahren entwickelt, welches es ermöglicht Messunsicherheiten von einem Messprozess auf weitere Messprozesse zu übertragen. Durch die Berücksichtigung des entstehenden Übertragungsfehlers, wird die Übertragung der Messunsicherheit abgesichert. Das Ergebnis ist eine allgemeingültige Ähnlichkeitsdefinition für Messprozesse und ein Verfahren zur Übertragung von bekannten Unsicherheiten bestehender Messprozesse auf ähnliche Messprozesse, um den Aufwand für die Bestimmung der Messunsicherheit zu reduzieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen