Калибровочные центры повышают доверие к точности измерительного оборудования

Чтобы доверять результатам, полученным с помощью измерительного оборудования, необходимо следовать рекомендациям производителя по межкалибровочному интервалу. Кроме того, выполнение калибровки и своевременной сертификации приборов может быть одним из требований внутренних и внешних органов качества.
В настоящее время большинство компаний не имеет собственных калибровочных лабораторий, предпочитая пользоваться услугами специализированных центров. К сожалению, качество услуг по калибровке, предоставляемых различными компаниями, серьезно отличается. Одним из способов оценки таких калибровочных центров является их следование требованиям метрологических стандартов.
С 1987 г. общепринятой мерой качества является стандарт ISO 9001:2000, представляющий собой часть стандарта ISO 9000 и контролируемый Международной организацией по стандартизации (ISO). Стандарт ISO 9001 применяется в отношении продукции, услуг и программ. Он был расширен некоторыми специфическими стандартами для отдельных отраслей.
Проводя аналогии, можно считать сертификацию ISO 9001:2000 своеобразным паспортом, который требуют предъявить все компании. Этот паспорт могут подтверждать «технические визы», учитывающие то или иное применение продукции в разных странах и регионах. К примеру, «компетентность измерительных и калибровочных лабораторий» подтверждается ISO 17025:2005 и ANSI/NCSL Z540.3, используемом в деятельности Министерства обороны в Северной Америке.

Основное назначение стандартов качества и метрологии состоит в обеспечении точности результатов измерений и облегчении приемки производимой продукции. В отношении сервисного обслуживания измерительных приборов имеются стандарты, которые позволяют удовлетворить требования внутренних и внешних контролирующих органов. Это особенно важно, когда весь метрологический процесс или его часть выполняется поставщиком сервисных услуг по договору субподряда. При этом все важнейшие документы, такие как сертификаты калибровки, сертификат системы качества, аккредитация или связь средства измерений с национальными эталонами должны полностью удовлетворять требованиям контрольных органов.
Если смотреть шире, то международная аттестация сервис-центров обеспечит доступ к лучшим метрологическим ресурсам и облегчит перемещение оборудования из одной страны в другую. Для многонациональных компаний, например Agilent, этот тип стандартизации позволяет согласованно оказывать услуги по всей глобальной сети сервис-центров.
Учитывая реализацию стандартов качества и метрологии по всему миру, эти требования должны быть понятными без помощи специалиста, а также не должны противоречить друг другу или по-разному интерпретироваться. С точки зрения бизнеса, необходимо, чтобы эти стандарты обеспечивали прибыль на инвестированный капитал за счет сокращения аудитов, повышения производительности, большей конкурентоспособности и т.д. Конвергенция стандартов также облегчает жизнь пользователям измерительного оборудования, например, контрактным производителям, которым приходится иметь дело со многими стандартами, применяемыми в разных областях и странах.

Калибровочный сертификат является основным вещественным удостоверением проведенной калибровки, которое пристально изучают проверяющие органы. Исходя из этого сервис-центры должны проявлять особое внимание к виду самого сертификата. Кроме того, необходимо найти определенный компромисс между принятыми повсеместно и специфическими требованиями при обеспечении совместимости между новыми измерительными приборами и теми, что используются в сервис-центре.
ISO 17025:2005 является одним из стандартов, которые предоставляют детальный список требований, предъявляемых к калибровочным сертификатам. Компания Agilent участвовала в разработке стандарта ISO 17025, который вышел в 1999 г. В настоящий момент около 30-ти информативных разделов включено в административную часть калибровочного сертификата Agilent. В одной части этого документа представлены данные для потребителя (например, тип сервиса, список оборудования, статус и т.д.), тогда как другая часть предназначена для проверяющих органов (единство измерений, оценка качества и т.д.).
С самого начала своей деятельности рабочая группа компании Agilent, занимавшаяся калибровочным сертификатом, проводила еженедельный мониторинг отзывов потребителей, в ходе которого возникали вопросы внесения новых дополнений в существующий документ. Например, некоторые заказчики настаивали на включение стандарта Z540, но ISO 17025 не позволял этого сделать, поскольку такая информация должна определяться пользовательской системой качества, а не лабораторией, специализирующейся на оказании услуг по калибровке. Для решения данного вопроса компания Agilent позволяет клиентам решать, включать или не включать эту информацию.
Со временем компания Agilent разработала программное обеспечение, которое позволяет выпускать сертификат в сервис-центре или у клиента. Затем появился сервис Infoline, который в реальном времени предоставляет доступ к архивным сертификатам в формате PDF.
Недавно компания Agilent пересмотрела отчеты по стандартизации измерений при обновлении этих документов для устаревших и снятых с производства продуктов. В этих случаях калибровочные программы, сохранившиеся с момента своего появления, используются до сих пор: в общей сложности 3000 таких приборов компании Agilent можно откалибровать в сервис-центрах компании. Отзывы клиентов относительно этого важного документа постоянно отслеживаются с помощью опроса по выявлению удовлетворенности заказчиков: на сегодняшний день было получено более 5000 отзывов, средний балл которых составил 9,1 из 10 возможных.

Основная цель калибровки — гарантировать правомерность использования прибора до этой процедуры и получить подтверждение возможности его применения до следующего калибровочного цикла. Этот факт документируется в калибровочном сертификате в разделе утверждения соответствия.
Процесс составлении документа о соответствии осложняется наличием погрешностей. Эта проблема возникла с принятием военного стандарта
MIL-STD 45662A  и привела к определению двух метрических величин: отношения точности измерений (TAR) и отношения погрешности измерений (TUR), которые также называются процессом управления полем допусков (guardband management process) и риском поставщика и заказчика (producer-consumer risk).
На рисунке 1 представлен график результатов измерений, принимающих во внимание погрешность в рамках спецификации. Очевидно, что в случае 1 результаты удовлетворяют спецификации, в то время как случай 5 является прямо противоположным. Случаи 2 и 3 отражают ситуацию с разными степенями риска для потребителя, который может принять прибор, не соответствующий спецификации. В случае 4 риск возникает для поставщика, который может отбраковать прибор, отвечающий требованиям спецификации.

Рис. 1. Результаты измерения

Во время работы над ISO 17025 соотношение между критерием приемки и погрешностью выводилось на основе множества черновых вариантов стандарта, варьирующихся от наиболее строгого («измеренное значение с учетом погрешности должно находиться в приемлемых пределах значений, указанных в спецификации»), более практичного («утверждение о соответствии делается, только если отношение погрешности измерений к заданному допуску достаточно малое, например 1 : 3») или до принятия неопределенного статуса («нельзя доказать ни соответствие изделия условиям приемки, ни несоответствие»).
Окончательное решение было принято по принципу суждения Понтия Пилата: погрешность следует учитывать. Поскольку ISO 17025 в основном применяется для тестирования, усилия были направлены на то, чтобы получить критерий приёмки, истолкованный в рамках этого технического стандарта.
Измерения, в которых критерий приемки определяет прохождение при-бором проверки или его отбраковку (забракованной может оказаться и целая партия продукции), носят критичный характер. В результате был создан ISO-14253-1 — единственный стандарт, который учитывает описанные затруднения. Для калибровки несколько сертификационных лабораторий предложило использовать этот стандарт в качестве основного, если не предусмотрено другое соглашение с клиентом.
ANSI/NCSL Z540-3 стал первым стандартом, который определил максимальный допуск на риск потребителя. Однако установленный 2-% максимальный риск распространяется только на совокупность параметров или приборов, а не на отдельное измерение.

Рис. 2. Стоимость оптимизации

Помимо анализа текстового содержания и чисто теоретических методов существует новое направление метрологии, которое позволяет найти компромисс между риском и стоимостью. Возвращаясь к рисунку 1, видно, что случаи 2, 3, 4 можно свести к случаю 1 всего лишь с помощью регулировки. Рисунок 2 иллюстрирует предположение, что одна калибровка удовлетворит критерий приемки в 90% случаев, в то время как оставшиеся 10% потребуют регулировки и повторной полной калибровки. Стоимость калибровки определяется следующим образом:

P = (1–x)∙T_c + x∙(T_a + T_c),            (1)

где Р — стоимость калибровки; х — процент оборудования, изначально имеющего допустимые отклонения; Tc — время калибровки; Ta — время подстройки. Любой измерительный прибор, функционирующий таким образом, что в серой зоне случаев 2, 3 оказывается хотя бы одна точка, которая потребует дополнительной регулировки и калибровки. Для сложных приборов, имеющих сотни точек калибровки, такой подход приводит к тому, что стоимость калибровки с высокой степенью вероятности увеличивается более чем в два раза. Именно по этой причине некоторые поставщики услуг включают стоимость регулировки в отдельный счет.

Другой вопрос, связанный с документом о соответствии, относится к количеству точек и функций прибора, контролируемых во время калибровки. Решение этого вопроса помогает определить, насколько представительной является калибровка по сравнению с полной спецификацией прибора. Для приборов, произведенных компанией Agilent, рекомендованный калибровочный график включен в руководство по сервисному обслуживанию или схожие документы. «Полная калибровка, соответствующая спецификации производителя» является правилом для сервис-центра. Однако независимые поставщики калибровочных услуг стремятся снизить их стоимость, что часто приводит к пропуску нескольких измерительных точек и функций прибора. Иногда это также связано с техническим недооснащением, т.е. с отсутствием образцового оборудования или аккредитации на проведение всех тестов.
Теоретически заказчик должен располагать точными данными о том, какие измерения были проведены, а технический график калибровки должен охватывать все необходимые точки. На практике оборудование не находится в исходной конфигурации — доступ к нему зачастую не ограничен, и получить информацию о том, как использовался прибор ранее, не представляется возможным. В результате спецификации производителя принимаются за основу.
Заказчики часто задают такие вопросы: «Как аккредитованная калибровка, учитывающая 30% параметров прибора, соотносится с коммерческой калибровкой, работающей со 100% параметров?». Отвечая на подобные вопросы, разработчики стандартов попытались установить нормы, например минимальное количество калибруемых точек для определения соответствия спецификации по каждому отдельному семейству приборов. Такой подход должен учесть 60 тыс. приборов на рынке, которые относятся к 200 семействам. В результате проделанной работы была опубликована первая техническая рекомендация — AFNOR FD X 07-25 2.

Характерные для каждого региона и отдельных отраслей стандарты качества и метрологии всё больше принимают общие черты, что упрощает сертификацию, аккредитацию и сервис, делая их единообразными и транспортабельными в масштабах мирового рынка. У многонациональных компаний имеется возможность получить глобальный сертификат качества ISO 9000, позволяющий лучше отладить внутренние процессы, обмениваться ценным опытом и создавать сервис-центры по всему миру.
Большее взаимодействие и слаженность в итоге обеспечат большую уверенность в точности калиброванного измерительного оборудования. Это произойдет, только если все поставщики услуг будут придерживаться разработанного набора стандартов, что позволит им получить и пользоваться аккредитацией и сертификатами ка­чества.