寸法計測におけるトレーサビリティ 👨‍🏭

私たちの周りの物体の寸法がどのようにしてこれほど正確に測定されるのか疑問に思ったことはありますか?

人間の髪の毛の太さから惑星の直径に至るまで、製品とプロセスの品質と安全性を確保するには正確な測定が不可欠です。

ここで計測学、つまり測定の科学が登場します。

しかし、測定値が間違っていたり、一貫性がなかったりするとどうなるでしょうか?

その結果は、軽微なエラーから致命的な障害まで多岐にわたります。

ここでトレーサビリティが登場します。これは、測定の精度と信頼性を保証する計測学の重要な側面です。

この記事では、トレーサビリティの世界と寸法測定におけるその重要性について詳しく説明します。

計測におけるトレーサビリティとは何ですか?

計測学におけるトレーサビリティとは、途切れることのない比較の連鎖を通じて、測定結果を適切な標準、一般に国内または国際標準に関連付けることができる、測定結果の特性を指します。

これは、測定が正確であり、既知の標準にまで遡ることができることを確認するプロセスです。

計測におけるトレーサビリティに関する重要なポイント

トレーサビリティは測定結果の特性であり、機器、校正レポート、または研究室の特性ではありません。
計量学的トレーサビリティは、途切れることのない一連の校正を通じて確立され、それぞれの校正が測定の不確かさに寄与します。
計量学的トレーサビリティの定義は、トレーサビリティが確認されている測定値を出力とする測定モデルにおけるすべての入力量のトレーサビリティを確立する必要があることを示唆しています。
測定結果は SI 単位 (寸法測定の場合はメートル) まで追跡できる場合がありますが、機関や個人までは追跡できません。
精度とトレーサビリティは、表面上の 2 つのマークの相対的な配置の測定を伴う寸法測定の重要な要素です。
長さの SI 単位 (メートル) までの寸法測定値のトレーサビリティを実証するためのガイドラインは、ASME テクニカルレポート B89.7.5 に記載されています。

寸法計測におけるトレーサビリティの重要性

測定の一貫性: トレーサビリティにより、論理的かつ一貫した方法で研究室間での測定の一貫性が可能になります。これは、異なる場所で取得された測定値を比較して標準化できることを意味します。
測定システムの検証: トレーサビリティは、測定システムの性能を検証し、トレーサビリティを検証するために使用できます。これにより、測定システムの正確さと信頼性が保証されます。
製品の品質: 寸法測定は、製品が意図したとおりに機能することを確認するための鍵となります。たとえば、構造物の強度は、フランジの厚さや梁のスパンなどの測定値を使用して計算されます。これらの測定の不確実性により、強度の不確実性が増大します。これは、航空機の翼や橋梁などの安全性が重要な構造物にとって重要です。
交換可能性と世界貿易: 寸法測定は、互換性と世界貿易にとって基本的に重要です。これにより、部品が標準化され、相互に適合することが保証されます。これは、グローバル化した産業にとって不可欠です。
測定トレーサビリティ: トレーサビリティは測定結果の特性であり、機器、校正レポート、または実験室の特性ではありません。これは、指定された基準への接続を確立するために使用される測定プロセスまたはシステムを文書化するプロセスです。この文書は、トレーサビリティの主張を裏付け、測定が正確で信頼性があることを保証するために重要です。

寸法測定のトレーサビリティにおいて精度が重要な理由

寸法測定のトレーサビリティに関しては、何よりも精度が重要です。それがなければ、プロセス全体が崩壊してしまいます。

精度により、各測定が正確で信頼性が高く、結果に信頼性が得られます。

これは、航空宇宙や医療機器の製造など、わずかな違いでも大きな影響を与える可能性がある業界では特に重要です。

精度を達成するには、適切な校正手順を実施し、校正済みの機器を使用することが不可欠です。

さらに、統計分析を使用すると、発生する可能性のあるエラーを特定して修正するのに役立ちます。

つまり、精度は寸法測定のトレーサビリティを構築する基盤であり、精度がなければシステム全体が故障する危険にさらされます。

詳細については：

寸法測定の精度を確保する

国立計量研究所 (NMI) とトレーサビリティ

NMI は、指定された参照測定標準、通常は国内または国際標準、特に国際単位系 (SI) の測定単位の実現に対して、途切れることのない一連の校正を確立する責任があります。
NMI は、独自の測定および校正結果の計量学的トレーサビリティを主張します。
NMI は国際的な相互比較に参加し、国内計量標準のトレーサビリティを保証します。
NMI は科学計測を実施し、基本単位を実現し、主要な標準を維持します。
NMI は、校正、標準参照物質、標準参照データ、試験方法、熟練度評価資料、測定の不確かさの評価を容易にするツール、測定品質保証プログラム、顧客による測定のトレーサビリティの確立を支援する検査室認定サービスなどのリソースと活動を提供します。結果。
トレーサビリティはピラミッドとして機能し、トップレベルに国際標準があり、それに続いて NMI が単位の実現を通じて一次標準を校正し、トレーサビリティの連鎖を生み出します。

寸法測定におけるトレーサビリティの実現方法

寸法測定におけるトレーサビリティとは、測定結果を既知の参照標準まで遡って追跡できる機能であり、これにより測定が正確で信頼性が高いことが保証されます。寸法測定においてトレーサビリティを実現する方法をいくつか紹介します。

スケールの校正: スケール上の 2 つのマークの相対的な位置を測定する際に発生する不確実性要素の 1 つは、スケールの校正です。スケールの校正により、測定結果が既知の参照標準に追跡可能であることが保証されます。
次元のアーティファクト: 寸法アーティファクトは、高度な製造における計測学的トレーサビリティを実現するために使用されます。これらは、測定機器を校正し、測定値が既知の参照標準に追跡可能であることを確認するために使用できる、既知の寸法を持つ物理的オブジェクトです。
非接触技術：寸法測定におけるトレーサビリティを実現するために、非接触測定技術が使用される場合があります。たとえば、非接触測定システムの性能を検証し、トレーサビリティを検証する方法論が論文で実証されています。
一連の校正: トレーサビリティの主張を裏付けるために、測定結果の提供者は、その主張を確立するために使用された測定プロセスまたはシステムを文書化し、指定された基準への接続を確立するために使用された一連の校正の説明を提供する必要があります。
一次基準: トレーサビリティは、製品の特定の寸法特徴の「一次標準」の米国計量研究所 (NMI) による測定に対するトレーサビリティを確立することによって実現できます。これは現在、測定タスク固有のトレーサビリティと呼ばれるものです。

寸法測定におけるトレーサビリティ維持の課題

非接触システムに関連する技術的な課題には、表面の色、反射率、表面の質感などがあります。
工作機械での測定プロセスのトレーサビリティはまだ確保されておらず、測定データはまだプロセスに対して十分に信頼できるものではありません。
発達測定は不確実性と複雑性の条件下で行われるため、測定の妥当性と信頼性が課題となります。
部品のセットアップは、特に航空宇宙や自動車用途で使用される大型部品の場合、時間がかかる場合があります。部品の位置検出を自動化すると、セットアップ時間と処理時間を短縮できます。
工作機械のパフォーマンスを監視することは、加工作業中の形状の変化を検出するために重要であり、これはインプロセス測定方法を使用して測定できます。

測定プロセスにおけるトレーサビリティを確保するための手順

指定された基準測定標準 (通常は国内または国際標準) に対する途切れのない校正のチェーンを確立します。
主張を確立するために使用された測定プロセスまたはシステムを文書化し、指定された基準との接続を確立するために使用された一連の校正の説明を提供します。
測定結果が SI 単位まで追跡可能であることを確認してください。
定期的に校正およびメンテナンスされた機器を使用してください。
測定プロセスが反復可能で再現可能であることを確認してください。
使用した機器、測定手順、データ分析方法など、測定プロセスの詳細な説明を提供します。
測定の不確かさを計算して報告します。

トレーサビリティは校正サービスプロバイダーの責任だけでなく、機器のユーザーの責任でもあることに注意してください。これらの手順に従うことで、企業は測定プロセスが追跡可能で正確であることを保証できます。

校正とトレーサビリティ

較正測定機器またはシステムを既知の標準と比較して、標準からの逸脱を検出して修正するプロセスです。校正は、機器またはシステムが正確で信頼性があることを確認し、測定の不確実性を最小限に抑えるために行われます。

トレーサビリティ特定の測定結果が正確で信頼性が高く、既知の参照標準にまで遡ることができることを実証する能力です。トレーサビリティは、機器や校正レポートの特性ではなく、測定結果の特性です。

これは、測定結果を指定された基準に結び付ける一連の校正に従うことによって実現されます。

キャリブレーションとトレーサビリティの主な違いは次のとおりです。

校正は機器またはシステムを既知の標準と比較するプロセスですが、トレーサビリティは測定結果が正確で信頼性が高く、既知の参照標準まで追跡できることを実証する機能です。
校正は機器またはシステムが正確で信頼性があることを確認するために行われ、トレーサビリティは測定結果が正確で信頼性があることを実証するために行われます。
校正は、測定に使用される機器またはシステムの精度と信頼性を確立するため、トレーサビリティの前提条件です。
校正は機器またはシステムで行われますが、トレーサビリティは測定結果の特性です。

トレーサビリティには単なる校正ステッカー以上のものが必要であることに注意してください。トレーサビリティの主張を裏付けるために、測定結果の提供者は、その主張を確立するために使用された測定プロセスまたはシステムを文書化し、指定された基準への接続を確立するために使用された一連の校正の説明を提供する必要があります。

寸法測定におけるトレーサビリティのメリット

正確さ: トレーサビリティは、既知の標準または基準への明確なパスを提供することで、測定の正確さと信頼性を確保するのに役立ちます。
一貫性: トレーサビリティにより、長期間にわたって、またさまざまな測定システムにわたって一貫した測定が可能になります。これは、品質管理とプロセスの改善にとって重要です。
コンプライアンス: 業界標準や規制によってトレーサビリティが要求されることが多いため、トレーサブルな測定を行うことで、これらの要件への準拠を確保することができます。
相互運用性: トレーサビリティにより、異なる測定システムや研究所間の相互運用性が可能になります。これは、データの共有やプロジェクトでの共同作業に重要です。
効率: トレーサビリティにより、測定の不確実性が軽減され、繰り返しの測定の必要性が最小限に抑えられるため、時間とリソースを節約できます。

寸法測定におけるトレーサビリティは、測定が正確で信頼できるものであることを保証するために重要です。既知の参照標準と校正技術を使用することにより、トレーサビリティを実現し、測定値の一貫性と比較性を確保することができます。

企業は上記の手順に従って、測定プロセスのトレーサビリティを確立し、正確で信頼性の高い測定のメリットを享受できます。

最終的な反省と影響

それでは、計測におけるトレーサビリティについて何を学んだのでしょうか? 寸法測定の精度と信頼性を確保するには、測定結果を既知の標準にまで遡って追跡することが重要であることがわかりました。また、国家計量機関がトレーサビリティの確立と維持において重要な役割を果たしており、校正とトレーサビリティが互換性のある用語ではないことも私たちは知っています。

しかし、一歩下がって全体像を考えてみましょう。トレーサビリティはなぜそれほど重要なのでしょうか? そうですね、規制要件や業界標準を満たすことだけが重要ではありません。トレーサビリティは最終的には、測定結果に対する信頼と信頼を構築する手段として機能します。これにより、私たちは使用する製品の正確さ、建設する構造物の安全性、服用する薬の有効性を信じることができます。

さらに、トレーサビリティは計測学の領域に限定されるものではありません。測定や定量化を伴うあらゆるプロセスやシステムに適用できます。環境モニタリングから金融取引に至るまで、トレーサビリティは説明責任と透明性を確保するための基本的な側面です。

したがって、私たちが自社のビジネスにトレーサビリティを導入することを検討する際には、全体像を思い出してみましょう。コンプライアンスだけでなく、製品やサービスに対する信頼と信頼の構築に努めましょう。そして、トレーサビリティは単なる技術的な概念ではなく、社会全体の健全性を支える核となる価値であることを認識しましょう。

計測測定単位の理解

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リンクと参考文献

このテーマに関する私の記事:

計測学、単位、機器などを発見する

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