Service/Er kalibrering et nødvendigt onde

Medium_füllstandmessung_stoffentlü

Er kalibrering et nødvendigt onde

Skab dig et overblik over mulighederne.
Det er ikke nok at have styr på tingene – det skal også dokumenteres!
Kalibreringen er for de fleste et nødvendigt onde og en tilbagevendende omkostning. – Et stykke papir man skal have på sit udstyr, der dokumenterer og underbygger kundekrav, myndighedskrav, egne krav, egne kvalitetssystemer og periodiske vedligehold.
At kalibreringerne ”bare” er noget, der skal udføres, opleves ved at krav og konditioner for, hvordan udstyret skal kalibreres, sjældent er defineret. Dette kan selvfølgelig fortolkes som, at udstyret skal være kalibreret mod sine egne specifikationer, hvilket også er et godt og fuldt gyldigt udgangspunkt, men det giver måske en unødvendig omkostning.  

Generelt er det dyrt ikke at forholde sig til de faktiske behov og krav i forhold til valg af udstyr, samt den periodiske omkostning i forhold til kalibreringer, dokumentation og omkostninger dette medfører.
Dette er ofte et dilemma, da udstyret er dikteret af et valg, taget og projekteret af andre. Udstyret kan således være specificeret og valgt ud fra et historisk, beregnet, hvad der var muligt eller ”op af skuffen” principper. Under alle omstændigheder er der en opgave i, at vurdere udstyrets tekniske kapabilitet i forhold til anvendelse af dette.
Er der montage- eller driftsforhold, som kan have væsentlig indflydelse på daglige måleresultater, som der skal tages højde for under kalibrering.
Er det væsentligt, at udstyret skal kalibreres ”på stedet”, eller kan det nedtages og kalibreres på værkstedet eller af et eksternt laboratorium?
Hvad er det ønskede og forventede resultat, hvad er praktisk opnåeligt i den givne opstilling. Som et minimum skulle kalibreringen jo gerne kunne eftervise, at udstyret er inden for en samlet nøjagtighed, der er specificeret.

Kalibreringen som en periodisk funktionstest…

Om kalibrering nogensinde kan blive en direkte god forretning er selvfølgelig et definitionsspørgsmål. En ting er sikkert, hvis man ikke har noget at sammenholde målinger og resultater med, så aner man jo ikke, hvor man er henne. 
En enhed der er en del af et regulerings- eller afregningskredsløb, der ikke fungerer eller måler inden for sine definerede specifikationer, kan medføre unødigt råvareforbrug, miljøbelastning, unødigt energiforbrug, fatale kvalitetsmæssige og økonomiske konsekvenser.
Det er derfor altid en god ide, at vurdere og afveje hvor ”kritisk”, det givne udstyr er. Det er således ikke et spørgsmål, om en kalibrering er en god forretning, men mere et spørgsmål om man har råd til at lade være!
– Begreber som kalibrering, akkreditering, sporbarhed, måleevne, nøjagtigheder, usikkerheder etc., hvad betyder de egentlig?

Hvad er en kalibrering?

Kalibrering*: Sæt af handlinger der underbygger, ved specifikke konditioner, sammenhængen mellem værdier af kvantiteter indikeret med et måleinstrument eller målesystem, eller værdier repræsenteret ved materiale måling eller reference materiale, og de korresponderende værdier realiseret af standarder.
Det er således vigtigt at forstå, at en kalibrering ikke indeholder en justering..!

En meget simplificeret udgave af denne definition.

En kalibrering er en sammenligning mellem en målt værdi og en ”sand værdi”. Se fig1.
At indføre begrebet ”sand værdi” er lidt af en tilsnigelse, da den sande værdi i det viste målesystem er 1kg loddet. Men selv den i målesystemets ”sande værdi” er jo bestemt med en given nøjagtighed. Begrebet kalibrering hænger uløseligt sammen med sporbarhed. 
Sporbarhed til en fælles international defineret sand værdi.
Her symboliseret ved en kæde. Alle kædens led skal være intakte for at opretholde ”styrken”.
Men det er ikke kun et spørgsmål om at opretholde sporbarheden og historikken. Hvordan udstyret over tid opfører sig, er også en væsentlig faktor, hvis man udnytter sine kalibreringsresultater aktivt.
Det er hele tiden et spørgsmål om at opretholde sporbarheden og historikken. Derfor er det korrekte, at udføre en kalibrering ud fra resultatet af denne og de opstillede acceptkriterier, og derfra tage stilling til, om udstyret skal justeres. Skal udstyret justeres, foretages dette, hvorefter det vil være nødvendigt, at udføre en ”kalibrering efter justering”.
Netop ved systematisk at anvende kalibreringernes historiske resultater, kan kalibreringsomkostningen vende fra kun at være et nødvendigt onde til en rigtig god investering.
Viser den periodiske kalibrering (eks. 1-årlige) at udstyret er uden for de opstillede acceptkrav, og derfor konsekvent skal justeres, kan det jo være tegn på, at der er valgt for ustabilt eller forkert udstyr. Faktisk kan der være anvendt udstyr, der har været uden for acceptkravet et helt år. Afhængigt af udstyrets direkte indflydelse på kvaliteten af det endelige produkt, kan dette have fatale økonomiske konsekvenser. Valget kan være at mindske kalibreringsintervallet og justere oftere for at skadesbegrænse, eller selvfølgelig erstatte udstyret (om muligt). – Omvendt kan kalibreringen vise, at instrumentet står klippefast år efter år inden for acceptkriteriet. Når dette er dokumenteret gennem en periode, kan man vælge at øge kalibreringsintervallerne, og dermed holde omkostningen nede.
Summa summarum er, at det måske ikke altid er det billigste udstyr, der er billigst i længden, når de samlede omkostninger regnes med.


Fig. 1.  Kalibreringssystem til sammenligningskalibrering
 

Sporbar eller Akkrediteret (sporbar)?

Er en kalibrering ikke bare en kalibrering. – Hele formålet er jo at opretholde og kunne dokumentere en sporbarhed.
Hvad der vælges, er ofte brancherelateret, og i høj grad dikteret af kunde- og markedssegmenter.
Desuden er der sket løbende udvikling og forbedringer af de tekniske specifikationer på procesudstyret, som har medført forøgede krav til kalibreringerne. Den generelle regel om at kalibreringen bare skal være minimum fire gange bedre i nøjagtighed, end enheden under test, bliver vanskeligere at efterleve.
Det er derfor nødvendigt at kende sine usikkerhedsbidrag, beregnet eller kvantificeret, for at kunne udtale sig om udstyret er inden for acceptkravene.
Sporbarheden er således kun en af mange faktorer, der skal tages højde for. En anden er, om det overhovedet er muligt med det valgte kalibreringssystem at kunne kalibrere enheden under test uden at ”overdøve” resultatet.
Antag at du forsøgte at kalibrere et 1 kg lod (specifikationen ±10 g) med reference 1 kg lod, der selvfølgelig har en sporbarhed, men er angivet inden for ±100 g. Kalibreringen kan fint udføres, sporbarheden er i orden, men resultatet vil være ubrugeligt, da tolerancen på referencen er så stor, at det er umuligt at eftervise, at 1 kg loddet under test er inden for sine specifikationer.

Måleevne

Som før nævnt er begrebet den ”sande værdi” en tilnærmelse. – Alle kalibreringssystemer bidrager med en målenøjagtighed, uanset om der er tale om et simpelt 1 kg lod (referencen) på en vægt eller mere komplekse systemer med digitale instrumenter. Referencen er udmålt med en given nøjagtighed, ud over referencens egne specifikationer. Desuden vil der være usikkerhedsbidrag fra målesystemet, metoder og omgivelser … (Fig. 2).

         
Fig. 4. Angivelse af kalibrerings-usikkehed.

Resultatet af en kalibrering.

Resultatet af kalibreringen vil derfor være angivet med en nøjagtighed (afvigelse) i forhold til referencen.
Afvigelsen er normalt en beregnet middelværdi. Et gennemsnit ud fra et antal gentagelser af målinger (Fig. 3).


Fig. 3

Usikkerheden (præcisionen) er afledt af antallet af gentagelser, repe-terbarhed for kalibreringen, ka-li-breringssystemets/laboratoriets måleevne, enheden under test, omgivelsespåvirkninger etc.
Usikkerheden vil antageligt være angivet statistisk med f.eks. 95,45% sandsynlighed, eller i form af en dækningsfaktor (2?) (Fig. 4).


Fig. 2. Måleevnen er laboratoriets evne til at måle uden indflydelse fra ”enhed under test” ved et uendeligt antal målinger.

Acceptkriterium.

Et realistisk acceptkriterium skal således tage højde for enhedens specifikationer samt repeterbarhed for kalibreringen, kalibreringssystemets/laboratoriets måleevne, enheden under test, omgivelsespåvirkninger etc. 
Hvis et acceptkriterium ikke er angivet, er det reelt kun muligt, at forholde sig til enhedens egne specifikationer, angivet ved nøjagtighed og præcision. Hvis et kalibreringslaboratorium har en måleevne, der ligger minimum fire gange bedre end enheden under test, vil bidraget fra dette kunne negligeres i det samlede resultat. Således vil specifikationerne for enheden under test være et godt bud på et acceptkriterium. Er det ikke muligt at opnå denne forskel mellem enheden under test og kalibreringsudstyret, kan det give problemer, da udstyrets specifikationer brugt som acceptkriterium, således både skal kunne indeholde specifikationer samt laboratoriets måleevne.
Men hvad er forskellen mellem at vælge en akkrediteret sporbar eller sporbar kalibrering?

Sporbar kalibrering.

• Kalibreringen er udført med sporbart udstyr
• Kvalitetssikrings reference f.eks. ISO9000.

Akkrediteret sporbar kalibrering.

• Kalibreringen er udført i henhold til specifikationer for måleområdet og målekapabiliteten.
• Der er krav om kompetence, udstyrets kapabilitet og forhold i omgivelser.
• Laboratoriet er evalueret på sin evne til at opretholde ensartede acceptable resultater i forhold til andre laboratorier.
• Kvalitetssikrings reference – ISO/IEC 17025
• Akkreditering – ex. DANAK, UKAS, NIST
Ved at vælge en sporbar kalibrering, får man selvfølgelig sporbarheden, men ikke nødvendigvis ret meget mere. Der er ikke nødvendigvis specifikke krav til metoder eller anvendt udstyr, samt hvem der kan og må udføre kalibreringerne. Der er ikke nødvendigvis angivet en samlet præcision, hvorved kalibreringen er udført. Dette er selvfølgelig et udtryk for den ”laveste fællesnævner”. De fleste der udfører sporbare kalibreringer iht. ISO9000 har styr på procedure og valg af udstyr til opgaven, samt hvem der er kapable til udførelse. En sporbar kalibrering kan derfor være fuldt ud tilstrækkelig i forhold til de krav og forudsætninger, der er sat til opgaven.
Den akkrediterede kalibrering giver et væsentligt bedre dokumenteringsgrundlag og en tilsikring, af at udstyr, forhold og udførelse er dokumenteret og egnet til opgaven, samt at der er opgivet en beregnet og kvantificeret præcision for hver kalibrering.
Et akkrediteret laboratorium er under ekstern uvildig kontrol via f.eks. DANAK, der løbende tilsikrer, verificerer og tester laboratoriets evne til at opretholde sin måleevne og kapabilitet.
En akkrediteret kalibrering bør vælges i det omfang, det er muligt, da en masse spørgsmål og tidskrævende leverandørvurderinger kan elimineres.
 

Er Kalibreringen et nødvendigt onde eller god forretning?

Svaret må vel være - begge dele..
• Kunde kravene er stigende...
• Proces optimering og outsourcing (opretholdelse af konkurrenceevne)
• Tilpasninger til produktions-standarder (myndighedskrav, miljøhensyn etc.)
• Kvalitets sikring (ensartethed af produkter)
• Dokumentation af processen
For at opfylde disse krav, er det en nødvendighed, at udstyret er systematisk kalibreret og dokumenteret.