首款通过德国PTB"双认证"的国产三坐标测量软件

PTB 德国联邦物理技术研究院（Physikalisch-Technische Bundesanstalt）是德国的国家计量机构，为高级联邦机构，隶属于联邦经济和能源部（BMWi）. PTB在几何量测量领域是公认的世界权威机构,其提供的认证在世界范围内被广泛认可.

TotalDMIS的拟合算法同时通过了PTB的"高斯-最小二乘法"以及"切比雪夫-最小区域法"权威认证.证明TotalDMIS软件可以在实际生产环境中为客户提供准确可靠的计算结果

为什么要使用"切比雪夫-最小区域法" ?

长期以来三坐标测量机行业一直都在使用"高斯-最小二乘法"拟合测量数据,现在为什么要使用"切比雪夫-最小区域法"拟合测量数据呢? 答案很简单: 几何公差标准的要求! 查阅公差标准可以发现, 无论是美标ASME Y14.5, 还是国际标准ISO-GPS或者国标GB∕T 1958-2018都规定：“对于形状、定向、定位误差分别以最小区域、定向最小区域和定位最小区域的宽度（或直径）所表示的误差值作为仲裁的依据"。即几何公差标准都要求使用"切比雪夫-最小区域法"作为仲裁的依据.

我们以平面度为例,公差标准是这样定义平面度的: 以两个相互平行的理想平面去夹逼被测平面,直到两个平行平面之间的距离无法缩小为止.此时这两个平行平面之间的距离就是被测平面的平面度. 公差标准的平面度的定义,在数学上对应的就是使用"切比雪夫-最小区域法"来拟合被测平面.

通常情况下,"高斯-最小二乘法"拟合的误差结果比"切比雪夫-最小区域法"拟合的误差结果要大. 根据<<三坐标测量机 张国雄主编>>一书中第230页的说明, 使用"高斯-最小二乘法"计算得到的形状误差比使用"切比雪夫-最小区域法"计算得到的形状误差要大5% ~ 30%. 因此使用"高斯-最小二乘法"可能会将某些合格的产品误判为不合格产品, 最终导致废品率提高, 企业利润下降.

三坐标测量机行业一直都在使用"高斯-最小二乘法"是有历史原因的,早在上世纪60年代中期就出现了世界上第一台三坐标测量机,在测量机与计算机结合后,测量机得到了更广泛的应用. 但早期的计算机性能比较低,而"高斯-最小二乘法"本身理论研究比较成熟,算法实现比较简单,当时的计算机的性能恰好可以满足要求.因此"高斯-最小二乘法" 在工业界得到了普遍的使用. 最关键的是,PTB和NIST这些权威机构很早的时候就推出了"高斯-最小二乘法"认证标准,这对"高斯-最小二乘法"在工业界得以普及起到了关键性的作用.

与此相反,"切比雪夫-最小区域法"的理论研究成熟相对较晚,算法实现会遇到非线性情况,对计算机的性能要求很高.而且"切比雪夫-最小区域法"因为没有一个权威的标准,各种软件的计算结果不统一,用户无法确定那个软件的计算结果是正确的,这也就导致了"切比雪夫-最小区域法"迟迟无法在工业界得到普及.针对这种情况, PTB在201X年左右联合其他国家的计量院以及工业界著名企业共同推出了"切比雪夫-最小区域法"认证标准.同时现代计算机的性能也有了很大的提升.我们相信,随着时间的推移以及对产品质量的要求日益提高,三坐标测量机行业会逐渐使用"切比雪夫-最小区域法"作为标准的拟合算法,最终会替换掉"高斯-最小二乘法".

TotalDMIS秉承严谨务实态度, 决心为客户提供高性能,高品质的测量软件,经过我们不断地投入研发资源,最终顺利地通过了"高斯-最小二乘法"以及"切比雪夫-最小区域法"的PTB双认证.其中TotalDMIS是国内首款通过PTB"切比雪夫-最小区域法"认证的国产测量软件.在世界范围内,目前也只有少数几家大型测量机企业的软件通过了该认证. 根据"计量软件溯源中的TraCIM软件认证系统"资料表明,这些企业都在制定标准中与PTB有合作, 而TotalDMIS完全是根据对"切比雪夫-最小区域法"算法的理解和实践,独立地通过PTB的认证.TotalDMIS对算法拥有完全自主的知识产权.