KÉT MÉRÉSFOGALOM A MINŐSÉG ÜGYEKBEN

 

Dr. Bölöni Péter

tudományos és oktatási igazgató

SZENZOR-METROLÓGIA metrológiai tanácsadó és tanúsító Kft.

 

a National Quality Programmes and National Quality Awards.

The Key of Success konferencián, 2004 november 29.-én

Bled-ben, megtartott előadás magyar,

a kérdések alapján kiegészített változata

 

 

Tartalom/Abstract:

 

A „mérés” és a „mérni” szavak jelentése eltérő a minőség-szakértők és a metrológusok számára. A minőségirányítási felfogás olyan mennyiségekre is vonatkozik, mint például a vevői elégedettség vagy a hatékonyság, amelyek szigorúan véve, metrológiai értelemben nem mérhető mennyiségek, de amelyek jelentősége van, vagy amelyeknek jelentőséget tulajdonítanak minőségirányításban. A metrológa jelenség, tárgy vagy anyag olyan tulajdonságát tekinti mérhető mennyiségnek, amelyik minőségileg megkülönböztethető és amelynek nagysága kvantitatívan meghatározható. A két gondolkodásmód eltérése áthidalható a méréselméket névleges skálájának alkalmazásával a minőségirányítás megfelelő fogalmaira. A másik három skála – a sorrendi, a különbségtartó és az aránytartó – skálához viszonyítva fejezhetők ki a metrológia mérhető mennyiségei.

 

Kulcsszavak: mérés, méréselmélet, skála, névleges skála.

 

1.                Bevezetés

 

Az ISO 9000-es szabványsorozat a mérés két különböző értelmezését tartalmazza. A minőségirányítási értelmezés olyan fogalmakra vonatkozik, mint például a vevői elégedettség, a hatékonyság, az érzékszervi vizsgálatok alapján jellemezhető tulajdonságok, működési jellemzők, rábízhatóság, vagy alkalmasság. Bár minőségirányítási szempontból mindegyik hasznos és fontos, szigorúan véve, metrológiai értelemben ezek egyike sem mérhető mennyiség. A Nemzetközi Metrológiai Értelmező-szótár [1 és 2] szerint a mérhető mennyiség jelenség, tárgy vagy anyag minőségileg azonosítható és mennyiségileg meghatározható tulajdonsága. Azért, hogy a mérés általánosabb fogalmába a minőségirányítás egyes fogalmai is beilleszthetők legyenek, a minőségi azonosíthatóság és a mennyiségi meghatározhatóság fogalmakat tágabban kell kell értelmezni, mint azt ma a metrológusok többsége teszi. Ennek az általánosabb mérésfogalomnak az alapja a méréselmélet lehet.

 

2.      A névleges és a sorrendi skála közötti átmenet

 

A jellemezni kívánt mennyiségek leírásához a méréselmélet általában négyféle skálát definiál [pl 3, 4 és 5]. Ezek a skálák határozzák meg annak mértékét vagy színvonalát, hogy az egyes mennyiségek nagyságát vagy értékét mennyire tudjuk jellemezni.

 

  • Névleges skála. Az ilyen skála szerint jellemezhető mennyiségek esetén csak két mennyiség(fajta) azonossága vagy különbözősége határozható meg egyértelműen, de a mennyiségi jellemzés lehetősége ténylegesen hiányzik. A ráhagyatkozhatóság megkülönböztethető a megbízhatóságtól, a kreativitás az intelligenciától (ahogy a labdarúgás a rögbitől).

  • Sorrendi skála. Az azonos mennyiségfajtához tartozó két különböző mennyiség objektíven összehasonlítható és így a kisebb-nagyobb viszonyok és a mennyiség értéke valamekkora mérési bizonytalansággal meghatározhatók. Sorrendi skálák a vizes oldatok jellemzésére használt pH skála, a földrengés erősségének jellemzésére használt Richter skála, a magnitúdó a csillagok látszó fényerejének jellemzésére, a Néper, az oktán, a Mohs, vagy a Rockwell keménység skála. Egyes esetekben jól definiált nemlineáris fizikai összefüggés áll a skála hátterében.

  • Különbségtartó skála. Ilyen esetben egy mennyiségfajta két konkrét értékének különbsége a mennyiségek konkrét értékétől függetlenül értelmezhető. 0,3°C hőmérsékletkülönbség ugyanaz ha ez 23,5 °C és 23,2 °C vagy 59,9 °C és 59.6°C különbsége 23,5 °C – 23,2 °C° = 59.9 °C – 59,6 °C = 0,3 °C. Hasonlóan egy 47,47 másodperces gyorsúszó rekord független attól, hogy délelőtt vagy délután úszták.

  • Aránytartó skála. Ilyen esetben két (azonos fajtájú) mennyiség aránya értelmezhető, az aránynak van fizikai jelentése. Két távolság aránya (például Ljubjana-Bled/Grác-Zágráb távolságok aránya) független attól, hogy a két távolság nagyságát milyen (azonos) egységgel fejezzük ki.

A metrológiában a sorrendi és a különbségtartó skálákat együtt egyezményes skáláknak nevezik, az aránytartó skálához viszonyítva jellemezhető mennyiségek értékét pedig (mérték)egységgel fejezik ki.

 

Egy mennyiség fogalma általában a jelenségkör leírásának kezdetén, a szaktudomány kialakulásának elején minőségi fogalomból alakul ki. A megfigyelések mennyiségének növekedésével egyes mennyiségek kvantitatívan leírhatókká válnak és meghatározhatókká lesznek összefüggéseik más mennyiségekkel. A folyamat klasszikus példája Joule híres kísérlete [6] a mechanikai munka és a (mechanikai) teljesítmény fogalmának kialakítására és a közöttük és a munkavégzés ideje közötti összefüggés meghatározására. A kísérlet során Joule csigán átvetett kötélen bányaaknában lógó kősúlyokat húzatott fel lovakkal (innen a horsepower lóteljesítmény egység). Új, kialakulóban levő fogalmakról sokszor nehezen határozható meg, hogy a méréselmélet melyik skálájának, vagy a tudás milyen szintjének feleltethetők meg, azaz nyilván léteznek átmeneti fogalmak illetve időszakok. Sir Francis Beaufort szélerősség skálája már eleinte is több volt, mint névleges skála és bár még nem volt igazán sorrendi skála, mégis sokat segített a hajózásban és a meteorológiában az időjárás kvantitatív leírásában. Ma is széles körben alkalmazzák annak ellenére, hogy a szélsebesség már régóta mérhető műszerrel.

 

Annak eldöntésére, hogy a minőségirányítás egy mennyisége mérhető mennyiség-e a következő kérdéseket kell megválaszolni:

 

  • Elég jól definiált a mennyiség? Ha a válsz igen, de a kvantitatív leírás még nem nyilvánvaló, vagy lehetséges, akkor ez a mennyiség névleges (nem valóságos) skála alapján értékelhető mennyiség. Magának a minőségnek a fogalma úton van a névleges skála alapján értékelhető mennyiségek felé, hiszen ennek definíciója is még mindig fejlődik/változik.

  • Elég jól definiált a mennyiség és a kisebb-nagyobb viszonyok meghatározhatók-e valamilyen elfogadható objektivitással vagy reprodukáló-képességgel? Ha a válasz igen, de a tulajdonított értékek különbsége nem értelmezhető, akkor ez a mennyiség sorrendi skála alapján jellemezhető. Valószínűleg számos fokozat, osztály, vagy a vevői elégedettség is jellemezhető sorrendi skála alapján. Sorrendi skála alapján történik az osztályozás az oktatási intézményekben (Veress Gábor professzor Úr példája). A tulajdonított értékek objektivitása, vagy reprodukálhatósága az értékelés vagy tulajdonítás módszerén és következetességén múlik.

 

Bár a legtöbb metrológus valószínűleg úgy gondolja, hogy a méréshez fizikai értelemben, objektíven létező eszköz – a mérőeszköz – szükséges, valójában a két leggyakrabban idézett mérésdefiníció nem tartalmazza explicit módon a mérőeszköz fogalmát. A C. Eisenharttól (a National Bureau of Standards egykori igazgatójától, 1963-ból) származó, ma már akadémikusnak számító definíció szerint „a mérés számok (vagy érték) tulajdonítása materiális dolgoknak a közöttük levő viszonyok ... jellemzése céljából” [7]. A Nemzetközi Metrológiai értelmező-szótár [1,2] szerint „ a mérés azon műveletek összessége, amelyek célja egy mennyiség értékének meghatározása”. A tulajdonítás vagy a meghatározás módja nincs materiálisan létező eszköz - a mérőeszköz  - használatára korlátozva. Ebben a megközelítésben a meghatározás vagy a tulajdonítás eszköze lehet kérdőív, vagy szokás (és sajnos lehet egy, a memóriájába táplált adatokból dolgozó számítógép is).

 

3.      A mérések minőségének értékelése vagy mérése

 

Mivel a cég vagy a szervezet minőségirányítási rendszerének működéséhez az értéktermelő, az értékmegőrző és a megfelelőség igazolási folyamatok részeként általában jelentős mennyiségű mérés szükséges, a teljes rendszer értékeléséhez értékelni kell a mérések minőségét vagy színvonalát is. Metrológiai szempontból a következő kérdések ajánlhatók, a válaszok segítenek értékelni a szervezet metrológiai tevékenységét az igen válaszok által meghatározott egyezményes skálához vagy vonatkoztatási alaphoz viszonyítva. A korábbi nemzeti és európai standard minőségdíjak értékelési kérdései [8] között ezek a kérdések az erőforrások kiértékelésére vonatkozó kérdések között tehetők föl (4/6 kérdés: biztosított-e a cégnél az információk pontosságának és megbízhatóságának állandó figyelése és javítása?).

 

  • Megvannak-e az elvek vagy szabályok az értéktermelő, az értékmegőrző és a megfelelőség igazolási folyamatok szempontjából fontos információt szolgáltató mérési folyamatok azonosítására vagy kijelölésére? Elég egyértelműek ezek az elvek vagy szabályok az összes érintett számára? A szervezet fontos mérési folyamatai tényleg ki vannak jelölve ezen egyeztetett elvek vagy szabályok alapján?

  • Ki vannak-e jelölve a cél- vagy névleges értékek és a határértékeik vagy általános értelembe vett tűréseik az összes kijelölt mérési folyamat esetén?

  • Meg vannak-e költség és kockázatelemzés alapján határozva az összes kijelölt mérési folyamat esetén a megengedett mérési bizonytalanságok, és egyértelmű-e ezek figyelembe vételének módja a határértékek közelébe eső eredmények alapján történő megfelelőség értékeléskor?

  • A kijelölt mérési folyamatok esetén az aktuális mérési bizonytalanságok az üzemi körülmények között tényleg nem nagyobbak a megengedettnél? Megtörténik-e ennek rendszeres (ismétlődő) újra-meghatározása, megállapítása és ezek dokumentálása minden kijelölt mérési folyamat esetén?

  • Megvannak-e ezen tevékenység szervezeti keretei és forrásai?

  • Megtörténik-e ennek a mérésirányítási tevékenységnek a rendszeres auditja és felülvizsgálata (a management review) és folyamatos fejlesztése?

 

 Ha az összes kérdésre adott válasz a lehető legmagasabb pontszámú igen a szervezet skáláján és (ön)értékelési folyamatában, akkor a szervezet tényleg jó eséllyel pályázhat a nemzeti és az európai minőségdíjra – legalább is metrológiai tevékenysége alapján. Ha pedig nem akkor tág lehetőség van a továbbfejlesztésére. A továbbfejlesztés lehetséges módjai többek között:

 

  • vegye jobban figyelembe a mérés folyamat jellegét és

  • minden kijelölt folyamathoz a mérési eredmény részeként határozza meg a mérési bizonytalanságot és

  • elemezze a mérési eredmények kompatibilitását a standardizált eltérések alapján és

  • használja az ISO 10012 szabvány mérőeszköz-konfirmálási koncepcióját (vagy a Measurement Systems Analysis dokumentumot ha autóipari beszállító) az összes kijelölt mérendő paraméter esetén és

  • vegye figyelembe a mérési bizonytalanságot minden kijelölt megfelelőség értékeléskor és igazoláskor valamint a nemmegfelelőség megállapításakor és

  • alkalmazzon metrológus szakértőt a minőségirányítási rendszer támogatására.

 

Következtetések

 

Minőségirányítási szakértők és vezetők részére: általában nagyobb figyelmet kell fordítani a mérési tevékenységre, mint amekkora látszólag szükséges.

Metrológusok vagy metrológus szakértők részére: a minőségirányítási csapat jó érdekérvényesítő képessége célszerűen használható a mérések minőségének javítására.

 

         Irodalom:

1.      International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology, International Organization for Standardization, second edition, 1993.

2.      Nemzetközi Metrológiai Értelmezőszótár, Országos Mérésügyi Hivatal és MTA MMSZ Kft. 1998

3.      Johann Pfanzgal: Theory of measurements. Phisyca-Verlag, Würzburg-Wien. 1971

4.      Fehér-Hársing: A tudományos problémától az elméletig, Kossuth könyvkiadó, 1977

5.      J. de Boer: On the History of Quantity Calculus and the International System. Metrologia, vol 31 No 6, 405-429

6.      J. D. Bernal: A fizika fejlődése 1900.-ig. Gondolat-Kossuth, 1977.

7.      Measurement Systems Analysis, Reference Manual, Third Edition, 2002, Daimler Chrysler, Ford Motors, General Motors

8.      Nemzeti Minőség Díj Pályázati Útmutató