Witam Was gorąco po przymusowej przerwie. Zimową aurę za oknem postaram się rozgrzać naprawdę gorącym tematem, wyjaśnimy sobie bowiem na czym polega orzekanie o zgodności z wymaganiami (specyfikacją) zgodnie z wytycznymi aktualnego wydania normy ISO 14253-1:2017* oraz dokumentu ILAC-G8:09/2019. Ponieważ temat jest złożony, a moją intencją jest sprowadzenie go do poziomu zrozumiałego dla większości, w tym początkującym w obszarze profesjonalnej metrologii, zachęcam zainteresowanych do pobrania i zapoznania się z treścią dokumentu ILAC, który jest darmowy. Link do pobrania na dole strony. Dodatkowo wpis dzielę na dwie części z uwagi na objętość materiału.

*W momencie pisania artykułu norma ISO 14253-1:2017 w wersji polskiej polski ma jedynie tytuł, zatem bazuję na jej treści w języku angielskim. W związku z tym zaczerpnąłem stamtąd jedynie informacje wolne od ewentualnych różnic w interpretacji po pojawieniu się wersji polskojęzycznej.

Zacznijmy od zaznaczenia rzeczy fundamentalnej, mianowicie tego, że orzekanie o zgodności z wymaganiami nie jest domyślną czynnością kończącą wzorcowanie czy też pomiar w laboratorium zewnętrznym. Podanie takiej informacji na świadectwie wymaga uzgodnienia z klientem. Dlaczego? Po pierwsze pamiętać należy, że nadrzędnym źródeł wymagań obowiązujących u zleceniodawcy są jego wewnętrzne ustalenia (nie dotyczy sytuacji, gdzie obowiązują przepisy metrologii prawnej – dyrektywy). Normy techniczne podają dopuszczalne wartości MPE i MPL, ale nowe wydania jasno zaznaczają, że są to wytyczne skierowane do producentów narzędzi, a ciężar określenia właściwych wartości dopuszczalnych dla charakterystyk metrologicznych winien spoczywać na użytkowniku. I jest to droga moim zdaniem właściwa. Poleganie na wymaganiach norm technicznych bez odniesienia ich do naszych procesów może prowadzić tak do zbędnego odrzucania narzędzi „dobrych”, jak i do uznawania za przydatne narzędzi, które naszych procesów realizować nie mogą…

Na poziomie laboratoryjnym zasady podejmowania decyzji są ujednolicone w ramach stosowania normy ISO/IEC 17025 wraz z przewodnikiem ILAC G8. ISO 14253-1 z kolei mająca swoje miejsce w łańcuchu GPS (Geometrical Product Specification – o tym wkrótce) jest przeznaczona do stosowania w przemyśle podczas współpracy na linii firma-klient oraz w ocenie wewnętrznej. Przypominam, że normy techniczne to zbiór wytycznych a nie nadrzędne wymagania, stąd stosowanie przedstawionego w nich podejścia powinno być przedmiotem obustronnych ustaleń.

Dlaczego ten temat jest ważny?

Konieczność ustanowienia światowego standardu dotyczącego reguł orzekania o zgodności wyrobów czy wyposażenia pomiarowego nie ulega wątpliwości. Jest to jedno z fundamentalnych założeń pozwalających interpretować uzyskane w procesie pomiaru dane i wyniki. Dla wielu zwłaszcza początkujących uczestników procesów pomiarowych sprawa z pozoru wydaje się banalna – albo wynik jest w tolerancji, albo poza. Tymczasem nasz świat zerojedynkowy niestety nie jest i wraz ze wzrostem istotności naszych decyzji poziom trudności rośnie, w związku z czym potrzebne są narzędzia pozwalające minimalizować ryzyko.

Na wstępie zaznaczyłem, że orzekanie o zgodności przez laboratorium nie jest czynnością domyślną (niemniej praktykowaną), może jednak ona być przedmiotem ustalenia z klientem i informacja o spełnieniu bądź niespełnieniu wymagań trafić może na świadectwo wzorcowania. Spotykamy się z tym relatywnie często, gdyż część klientów nie chce dokonywać tej oceny samodzielnie, preferując na przykład na audycie okazać świadectwo ze stwierdzoną oceną, oczywiście w odniesieniu do ustalonych wymagań. I dopóki na świadectwie daje się zamieścić informację „spełnia wymagania” bądź „nie spełnia wymagań” wszystko jest fajnie. Sprawy komplikują się jednak w momencie gdy bierzemy do rąk świeżutki certyfikat, na którym czytamy, że…

Na podstawie wyników wzorcowania (pomiarów) nie można orzec o zgodności bądź niezgodności z wymaganiami.

Że co? To ja Wam płacę ekstra kasę za stwierdzenie zgodności a tu takie coś?!

Spokojnie, już wyjaśniam…

Niepewność pomiaru w ocenie zgodności

Żeby zrozumieć zagadnienie musimy zdawać sobie sprawę z kwestii niepewności pomiaru* i jej wpływu na nasze pomiary. Oczywiście nie jest to temat do rozwinięcia w tym wpisie, wystarczy jeśli przyjmiemy, że niepewność pomiaru to łączny wpływ wszystkich czynników wpływających na każdy proces pomiaru czy wzorcowania. Niepewność pomiaru jest przedziałem, w którym z określonym prawdopodobieństwem (najczęściej 95%) zawiera się rzeczywista wartość wielkości zmierzonej.

*Jeśli niepewność pomiaru jest tematem, który Cię przeraża i nawiedza po nocach, bo zostałeś nastraszony przez starszych kolegów albo naczytałeś się przerażających legend na ten temat, to przyjmij póki co na potrzeby własnego zrozumienia, że ten przedział to +/- MPE przyrządu… Rozwianiem legend i przybliżeniem tego zagadnienia zajmę się wkrótce.

Zwróćmy uwagę jakie konsekwencje dla naszej dalszej praktyki pomiarowej ma zmiana filozofii polegająca na postrzeganiu każdego wyniku pomiarowego jako przedziału zamiast pojedynczej wartości.

Przypadki z życia wzięte

Poprzednia edycja normy ISO 14253-1:1998 skupiała się na wprowadzeniu niepewności pomiaru jako czynnika zmniejszającego pole akceptacji, nowa natomiast wprowadziła kilka zmian i nowych pojęć, jak np. pasmo ochronne. Żeby jednak nie zaciemniać sprawy na starcie zacznę od przedstawienia zasad podstawowych, a zmianami zajmiemy się w drugiej części artykułu.

Najprościej zacząć od wyobrażenia sobie, że wynik pomiaru jest równy dokładnie dolnej lub górnej granicy tolerancji mierzonego wyrobu. Traktując wynik jako pojedynczą wartość względnie normalnym jest uznanie takiego wyniku za zgodny ze specyfikacją. Ale przejdźmy teraz poziom wyżej i umieśćmy na naszej osi wynik jako przedział. Zakładamy, że uzyskano wynik równy USL:

Takie podejście powoduje, że nasz teoretycznie zgodny wynik pomiaru może znaleźć się poza specyfikacją. I to niestety właśnie ta przykra sytuacja, w której orzec o zgodności się nie da. Mówimy oczywiście o podejściu np. laboratorium wzorcującego do oceny zgodności przyrządów pomiarowych.

Ponieważ niepewność pomiaru nie może być zerowa, ani niesymetryczna, otrzymanie wyniku równego USL lub LSL kończy się brakiem możliwości orzeczenia.

Na szczęście w firmach produkcyjnych nie ma tak ostro. Producent dysponuje kilkoma podstawowymi narzędziami pomocnymi przy podjęciu decyzji takimi jak:

• weryfikacja funkcjonalności produktu/ półproduktu
• uzgodnienie z odbiorcą i warunkowe dopuszczenie
• ocena krytyczności wymiaru

O ile jednak wynik równy USL lub LSL działa jeszcze jako lampka ostrzegawcza, tak niepostrzeganie wyniku jako przedziału może doprowadzić do sytuacji, w której wynik mieszczący się w polu tolerancji, a będący w rzeczywistości niezgodnym, zostanie uznany za spełniający wymagania:

Zakładam, że wiele sytuacji w stylu „detal dobry, a nie pasuje” da się wytłumaczyć właśnie w ten sposób, bez angażowania ciężkich dział typu zasada Taylora…

Z punktu widzenia laboratorium taka sytuacja również nie pozwala na ocenę zgodności, bo rezultat może być tak poza, jak i w polu tolerancji. W tej sytuacji możemy jednak „powalczyć”. Jak? Weryfikując wynik inną metodą/ przyrządem o niższej niepewności pomiaru.

Na koniec scenariusze jednoznaczne, które pozwalają na ocenę zgodności. Najpierw przypadek oceny pozytywnej, czyli spełnienia wymagań;

Zgodność z wymaganiami: wynik pomiaru powiększony o niepewność w całości zawiera się w polu tolerancji.

Niezgodność: wynik pomiaru poszerzony o niepewność w całość poniżej LSL.

W ten sposób, mam nadzieję że bezboleśnie wprowadziłem Was w podstawy zagadnienia jakim jest orzekanie o zgodności z wymaganiami. Kończymy część pierwszą, a w kolejnej pójdziemy o krok dalej i poznamy podstawy statystyczne, wprowadzimy pojęcia pasm ochronnych i prostej akceptacji oraz wyjaśnimy jakie tak naprawdę ryzyko wiąże się z podejmowaniem decyzji przedstawioną metodą.

Do przeczytania!

ILAC G8:2019 do pobrania stąd.