عدم قطعیت در کالیبراسیون
هر سطح علم یا پستی که داشته باشید، اگر با فعالیت‌های تولید یا کیفیت سروکار دارید ، می‌دانید که اندازه‌گیری‌های دقیق ارتباط مستقیمی با کیفیت، بهره‌وری و رقابت‌پذیری دارند. همچنین می‌دانید که بدون ابزارهای کالیبره شده، اندازه‌گیری دقیق امکان‌پذیر نیست. اما آیا می‌دانید عدم قطعیت در اندازه‌گیری و کالیبراسیون چیست و چه نقشی دارد؟ در این مقاله، توضیح ساده‌ای از این مفهوم اساسی مترولوژی و کالیبراسیون ارائه می‌دهیم.
گواهی‌های کالیبراسیون می‌توانند گیج‌کننده باشند، مخصوصاً اگر با مترولوژی آشنا نباشید. گواهی کالیبراسیون کیفیت و دقت دستگاه اندازه‌گیری را مستند می‌کند، بنابراین درک اصطلاحات و معنای اعداد تصادفی برای شما مهم است.
این سند اطلاعات مختلفی در مورد دستگاه و همچنین جزئیات آزمایشگاه کالیبراسیون و استانداردهایی که رعایت می‌کنند را شامل می‌شود. یک بخش اطلاعاتی بسیار مهم برای توجه به آن، “عدم قطعیت” کالیبراسیون انجام شده است که یک مقدار مورد نیاز برای استاندارد ISO 17025 است.
عدم قطعیت اندازه‌گیری
هیچ اندازه‌گیری ۱۰۰٪ دقیق نیست. صرف نظر از کیفیت ابزار و ایده‌آل بودن شرایط اندازه‌گیری، همیشه مقداری عدم قطعیت در نتیجه اندازه‌گیری وجود خواهد داشت. این عدم قطعیت می‌تواند ناشی از عوامل مختلفی مانند نحوه استفاده از ابزار، فرد انجام‌دهنده اندازه‌گیری، شرایط محیطی، روش استفاده و موارد دیگر باشد. آگاهی از عدم قطعیت مرتبط، برای حفظ کیفیت فرآیند و در نتیجه محصولات و خدمات ارائه شده، اساسی است.
عدم قطعیت چیست؟
همانطور که گفته شد، اندازه‌گیری ۱۰۰٪ دقیق غیرممکن است. با این دیدگاه، به زبان ساده، عدم قطعیت در اندازه‌گیری و کالیبراسیون، “میزان تردید” موجود در یک اندازه‌گیری است. دانستن اینکه عدم قطعیت چیست به ما اجازه می‌دهد تا بدانیم یک اندازه‌گیری چقدر خوب است و تصمیم بگیریم که آیا برای یک کاربرد خاص مناسب است یا خیر. بیایید یک مثال فرضی و آموزشی را برای نشان دادن این مفهوم در نظر بگیریم.
فرض کنید از سه نفر بخواهید طول یک رشته را اندازه بگیرند. آن‌ها می‌توانند از هر ابزاری که می‌خواهند و هر طور که می‌خواهند آن را اندازه بگیرند. سه پاسخ ممکن عبارتند از:
فرد “الف” می‌گوید طول رشته ۹۰ سانتی‌متر است. برای رسیدن به این نتیجه از یک خط‌کش پلاستیکی ۳۰ سانتی‌متری استفاده کرده است؛
فرد “ب” نتیجه می‌گیرد که طول رشته ۱۰۰ سانتی‌متر است. آن‌ها از یک متر نواری ۳ متری استفاده کردند؛
فرد “ج” از یک متر نواری دقیق استفاده کرد و گفت که طول رشته ۹۷.۵ سانتی‌متر است با عدم قطعیت مثبت یا منفی ۰.۵ سانتی‌متر. آن‌ها این روش را چندین بار انجام دادند تا میانگین را محاسبه کنند و انحراف استاندارد را پیدا کنند. در نتیجه، علاوه بر اندازه‌گیری، پارامترهایی نشان‌دهنده کیفیت آن را نیز به دست آوردند.
نتیجه آسان این است که فرد “ج” قابل اعتمادترین و کامل‌ترین پاسخ را ارائه کرده است. حتی یک مثال ساده مانند این نشان می‌دهد که عوامل مختلفی می‌توانند یافت شوند که می‌توانند بر نتیجه یک اندازه‌گیری تأثیر بگذارند.
عدم قطعیت خطا نیست
عدم قطعیت و خطا دو مفهومی هستند که اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند، اما یکسان نیستند. خطا تفاوت بین اندازه‌گیری انجام شده توسط ابزار ما و اندازه‌گیری انجام شده توسط یک ابزار مرجع استاندارد است. در حالی که عدم قطعیت مربوط به کیفیت کالیبراسیون یا اندازه‌گیری انجام شده است و شامل تکرارپذیری و قابلیت پیش‌بینی است.
دسته‌بندی انواع عدم قطعیت‌ها
برای رسیدن به نتایج دقیق در اندازه‌گیری‌ها، باید تمامی منابع عدم قطعیتی که ممکن است تاثیرگذار باشند را مدنظر قرار دهید. این منابع شامل ماهیت یا دامنه تحمل استانداردهای به‌کار رفته، عدم قطعیت کالیبراسیون ارائه‌شده توسط فروشنده استاندارد، قابلیت تکرار روش اندازه‌گیری، شرایط محیطی، دقت تجهیزات مورد استفاده و سایر عوامل وابسته به نوع تجهیزات هستند.
منابع عدم قطعیت به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: نوع A و نوع B. این دسته‌بندی بر مبنای نوع عدم قطعیت محاسبه شده صورت می‌گیرد.
نوع A
عدم قطعیت‌های نوع A به اثرات تصادفی مرتبط هستند که می‌توان آن‌ها را از طریق محاسبه انحراف استاندارد اندازه‌گیری‌های تکراری تعیین کرد. این منابع با قابلیت تکرارپذیری ارتباط دارند و می‌توانند از طریق تجزیه و تحلیل و بهینه‌سازی فرآیند اندازه‌گیری کاهش یابند. در حقیقت، این منابع از طریق آزمایش‌های تجربی و با استفاده از روش‌های آماری ارزیابی می‌شوند.
نوع B
عدم قطعیت‌های نوع B به منابعی اشاره دارند که در تحلیل اندازه‌گیری‌های مکرر مشهود نیستند. این منابع معمولاً در گواهی‌های کالیبراسیون مواد مرجع یا در کتابچه‌های راهنما و برگه‌های اطلاعات محصول که توسط سازندگان تجهیزات ارائه می‌شوند، درج می‌گردند. در واقع، عدم قطعیت‌های نوع B از طریق ابزارهایی غیر از روش‌های آماری تخمین زده می‌شوند.
نتیجه‌گیری
حالا که کمی بیشتر در مورد عدم قطعیت می‌دانیم، ارزش دارد از خودتان سوالات زیر را بپرسید: فرآیندهای اندازه‌گیری در تاسیسات من شبیه کدام یک از سه مثال بالا (مثال رشته) است؟ آیا ابزارهای مورد استفاده ما مناسب و کالیبره هستند؟ آیا روش‌ها و فرآیندهایی برای انجام اندازه‌گیری وجود دارد و از آن‌ها پیروی می‌شود؟ آیا میزان عدم قطعیت موجود در اندازه‌گیری‌ها را می‌دانیم؟ اگر پاسخ هر یک از این سوالات منفی بود، ممکن است از نتایج نامناسب استفاده کنید که بر کیفیت، بهره‌وری و رقابت‌پذیری شما تأثیر می‌گذارد.