Od pierwszej części wpisu, którego celem było możliwie proste wprowadzenie Was w tematykę niepewności pomiaru minęło już sporo czasu. Dziś poczynimy następny ważny na tym gruncie krok, przejdziemy bowiem do wyjaśnienia kto i w jakim zakresie musi obliczać i uwzględniać niepewność pomiarów w firmie?

Zegar zaczął tykać szybciej. Rośnie ilość standardów wdrażanych w różnych przemysłach, które oczekują szacowania lub przynajmniej uwzględniania niepewności pomiaru i przyznam, że niektórymi sam jestem zaskoczony – wymaganie takie pojawiło się choćby w normie dla przemysłu kolejowego ISO/TS 22163. Nie mówiąc już o wymaganiach klientów, którzy dokładają swoje cegiełki celem zapewnienia bezpieczeństwa i jakości swoich wyrobów i usług.

Trend jest więc jasny i nieodwracalny – stopniowo niepewność pomiaru staje coraz ważniejszym elementem właściwej oceny wyników pomiaru. Stwierdzenie, że jest związana z laboratoriami i branżą automotive odchodzi w niepamięć. Widzę to zarówno obserwując rozwój norm jak i wzrost tematów wdrożeniowych, które realizuję. Ponieważ dla wielu temat wciąż wydaje się trudny i abstrakcyjny będę publikował coraz więcej treści z tym tematem związanych. Chcę budować Waszą świadomość stopniowo i bez bólu, żebyście na ten sądny dzień byli możliwie dobrze przygotowani.

Czy powinienem obliczać niepewność pomiaru w mojej firmie?

Najpierw odpowiem zgodnie ze swoją głęboką wiarą i profesjonalizmem:

W poważnej, nowoczesnej praktyce pomiarowej wynik pomiaru bez podanej rozszerzonej niepewności pomiaru jest bezużyteczny.

Niepewność pomiaru służy ograniczaniu ryzyka podejmowania błędnych decyzji na podstawie wyników pomiarów. Generalnie każdy pomiar służy natomiast podejmowaniu jakichś decyzji – najczęściej: zgodny/ niezgodny. Rodzi się więc fundamentalne pytanie wpisane w kontekst oceny ryzyka w organizacji:

Jakie ryzyko niesie za sobą podejmowanie błędnych decyzji przez niewłaściwą ocenę wyników pomiarów?

Mówi się, że „strzelać z tego nie będziemy”. Jeśli idziesz tą drogą – ok, Twój wybór. Mówisz, że 15 lat tak robiliśmy i było dobrze? Ok, masz prawo. Pamiętaj jednak, że prędzej czy później, mniej lub bardziej, Twoja firma ucierpi. Koszty jakości, reklamacji, materiałów upomną się o swoje. A nawet jeśli nie, to zrobi to konieczność rozwoju, zmiany asortymentu, nowi klienci i rynki.

Kierunek zmian jest jasny i nie zatrzymasz tego. Jak myślisz dlaczego przemysł motoryzacyjny legitymuje się procesami, które generują braki poniżej 1 sztuki wadliwej na million wyprodukowanych? Między innymi dzięki stosowaniu rozbudowanych narzędzi typu MSA (Measurement System Analysis – analiza systemów pomiarowych) i SPC (Statistical Process Control – statystyczna kontrola procesów), które służą analizie i poprawie jakości pomiarów. Potwierdzenie skuteczności tych narzędzi i wymagań które zawarto w branżowym odpowiedniku ISO 9001 (aktualnie IATF 16949) musiało zaowocować ich rozpowszechnieniem na kolejne gałęzie przemysłu. Lotnictwo, energetyka, medycyna i kolej podążają śladem przetartym przez automotive aby podnieść jakość i kompetencje oraz ograniczać straty.

Dlatego też na pytanie postawione w nagłówku odpowiem dwojako – tak jak na początku akapitu oraz następująco: jeśli jeszcze nie musisz, to przyjdzie dzień, w którym mający zastosowanie u Ciebie system zarządzania będzie tego wymagał. Zresztą nie musi to być konkretnie system – są pewne branżowe standardy i organizacje, które mają wymagania niezależne od zawartych w normach ISO i ich spełnienie jest niezbędne dla uzyskania certyfikatu dla swojego wyrobu.

Kto zatem musi?

Możemy więc wskazać jasno, kto niepewność pomiaru liczyć lub (i) uwzględniać musi.

Laboratoria wzorcujące, pomiarowe i badawcze

Akredytowane oraz spełniające wymagania normy ISO/IEC 17025. Tu temat jest zerojedynkowy. Punkt 6.5.1 traktujący o spójności pomiarowej wskazuje, że laboratorium musi udokumentować nieprzerwany łańcuch porównań (wzorcowań) wraz z ich udziałem w niepewności pomiaru. Kolejne wymagania pojawiają się w punkcie 7.2.2.1 dotyczącym walidacji metod oraz w 7.6 – Ocena niepewności pomiaru. Tu z kolei znajdziemy wymaganie o konieczności szacowania niepewności do wszystkich wzorcowań, w tym wewnętrznych.

Firmy z branży automotive

Posiadające system zarządzania IATF 16949. W punkcie 7.1.5.3.1 określającym wymagania wobec laboratoriów wewnętrznych również pojawia się wymaganie określenia i udokumentowania niepewności pomiaru. Mamy zresztą wskazanie, że akredytowany system zarządzania oparty na ISO/IEC 17025 może służyć za potwierdzenie kompetencji laboratorium w kontekście wymagań IATF 16949. Zwraca też uwagę, że IATF oczekuje opisu zakresu działalności i metod (scope) dla laboratorium wewnętrznego wykonującego kalibracje. Nieodzownymi składowymi takiego dokumentu są natomiast (co najmniej):

• zakres obiektów wzorcowanych, wraz z ich rozdzielczościami i innymi ograniczeniami technicznymi
• wskazanie metod i norm oraz przewodników, na których metody oparto
• oszacowane wartości CMC (Calibration and Measurement Capability), która jest oszacowaną niepewnością dla metody kalibracji

Z kolei tam, gdzie mowa o laboratorium zewnętrznym odnajdziemy wskazanie do korzystania z laboratoriów akredytowanych, które z kolei niepewność pomiaru szacować muszą.

W procesach pomiarowych produkcyjnych nadrzędnym narzędziem umożliwiającym ocenę zdolności procesów pomiarowych jak wspomniałem wyżej stanowi MSA, które można sprowadzić do bardziej praktycznej niż analitycznej metody wyrażania niepewności pomiaru… O różnicach i podobieństwach oraz o tym kiedy która metoda staje się lepszym wyborem opowiem wkrótce.

Przemysł kolejowy

I tu niespodzianka. Nie jest tajemnicą, że firmy skupione wokół sektora kolejowego przeżywają dynamiczny rozwój. Jednym z przejawów jest wdrażanie nowoczesnych systemów zarządzania ISO 9001 oraz branżowym ISO 22163:2023 (Zastosowania kolejowe System zarządzania jakością w kolejnictwie – ISO 9001:2015 i szczególne wymagania dotyczące stosowania w sektorze kolejowym). Rewizja 4 z 2023 roku wprowadza kwestię oceny zdolności procesów pomiarowych i uwzględniania niepewności pomiaru. Firmy działające zgodnie z wytycznymi powinny (punkt 7.1.5.3-5):

• wprowadzić ocenę zdolności procesów pomiarowych bazując na ocenie ryzyka
• ocenić niepewność pomiaru dla wyposażenia pomiarowego i wzorców odniesienia
• stosować metody zgodne z ISO/IEC 17025

Jest to o tyle interesujące, że nasze rodzime podwórko ma jeszcze sporo do nadrobienia aby dogonić i naprawdę wdrożyć poziom ISO 9001:2015, a tymczasem na arenie międzynarodowej dostajemy naprawdę poważne wymagania. Spora część polskich firm z branży w przyspieszonym (pospiesznym?) tempie musi więc porzucić głęboko zakorzenione poprzednio-ustrojowe nawyki, żeby nie spóźnić się na ostatni kurs…

Niepewność pomiarów w ISO 9001?

Co jednak z całą rzeszą firm produkcyjnych, które pozostają przy ISO 9001:2015?

Póki co wymagania szacowania niepewności tam nie znajdziemy i trudno jest mi sobie wyobrazić, że może się to zmienić z racji uniwersalnego charakteru standardu. Zwróćmy jednak uwagę na dwie istotne kwestie, które norma podnosi:

• należy wykazać przydatność do stosowania zasobów zgodnie z zamierzonym użyciem – święte sformułowanie, które niesie w sobie pewne napięcie i wywołuje chęć zadania pytania: JAK?
• odesłanie do ISO 10012 jako przewodnika uszczegóławiającego i pozwalającego na doskonalenie zagadnień z punktów 7.1.5, w którym to dokumencie kwestia niepewności omówiona jest.

Póki co nie ma wytycznych w standardach bazujących na ISO 9001 – lotniczym AS 9100 ani medycznym ISO 13485, niemniej tam mamy już dość mocno zadomowione MSA.

Jak to ugryźć?

Na dzień dzisiejszy widzę to tak: jeśli musisz szacować i/ lub wykorzystywać niepewność pomiaru, to pewnie o tym wiesz. Jeśli nie wiesz, pewnie nie musisz. Jeśli nie musisz, ale zmierzasz w stronę dobrej praktyki zacznij od przyglądania się niepewności pomiaru przyrządów i wzorców, które wzorcujesz na zewnątrz. Zapoznaj się z kwestią orzekania o zgodności i spróbuj zobaczyć, jak różne wartości niepewności ograniczają możliwość podjęcia właściwej decyzji. Jeśli trzeba – zmień laboratorium na takie, które deklaruje niższą CMC. Postaraj się być o krok do przodu – popraw swoje zdolności oceny zanim wystąpi błąd. Jeśli wzorcujesz/ sprawdzasz samodzielnie – spróbuj szacować niepewność pomiaru. Zacznij od szkolenia u praktyka (zapraszam), który pomoże wdrożyć Ci szacowanie w sposób praktyczny zamiast popisywać się biegłością w liczeniu pochodnych co zrazi Cię do tematu na długo… To naprawdę nie jest takie trudne!

W kolejnym wpisie przejdziemy do praktycznej strony obliczania niepewności pomiaru zmierzając w stronę opracowania czytelnego, prostego w obsłudze kalkulatora EXCEL.