Để quyết định một thiết bị đo vừa hiệu chuẩn có dùng tiếp được không, bạn so tổng của sai số (độ lệch so với chuẩn) và độ không đảm bảo đo mở rộng U ghi trên giấy với dung sai mà quy trình của bạn chấp nhận. Nếu tổng đó vẫn nằm trong dung sai, thiết bị dùng được một cách chắc chắn; nếu chính sai số đã vượt dung sai, thiết bị không dùng được như hiện tại; vùng ở giữa là vùng phải cân nhắc.
Giấy hiệu chuẩn thường không làm thay bạn bước này, vì phòng hiệu chuẩn không biết bạn dùng chiếc cân để cân vàng hay cân xi măng. Đây là việc gọi là xác nhận đo lường: đặt kết quả hiệu chuẩn cạnh nhu cầu sử dụng. Bài viết cho người làm QA, bảo trì ở doanh nghiệp sản xuất, không đi vào cách phòng thí nghiệm tính độ không đảm bảo, chỉ đi vào cách dùng con số đó.
Ba con số cần có trước khi quyết định
Con số thứ nhất là sai số tại từng điểm hiệu chuẩn: hiệu giữa giá trị thiết bị chỉ và giá trị chuẩn. Trên giấy có thể ghi trực tiếp là sai số, hoặc ghi giá trị chuẩn và giá trị đọc để bạn tự trừ, hoặc ghi "số hiệu chính" với dấu ngược lại. Đọc kỹ phần chú thích của giấy để không nhầm dấu: một thiết bị chỉ cao hơn chuẩn 5 đơn vị có sai số cộng 5, nhưng số hiệu chính là trừ 5.
Con số thứ hai là độ không đảm bảo đo mở rộng U, thường kèm câu "với hệ số phủ k = 2, tương ứng mức tin cậy xấp xỉ 95%". Hiểu nôm na: phép so sánh của phòng hiệu chuẩn cũng không tuyệt đối chính xác, giá trị sai số thật của thiết bị có khả năng cao nằm trong khoảng sai số đo được cộng trừ U. U lớn hay nhỏ phụ thuộc chuẩn phòng đó dùng, điều kiện môi trường và chính độ ổn định của thiết bị bạn gửi.
Con số thứ ba không có trên giấy: dung sai sử dụng, tức là sai số lớn nhất mà việc bạn đang làm chấp nhận được. Con số này do bộ phận dùng thiết bị đặt ra, căn cứ vào dung sai sản phẩm, yêu cầu khách hàng, yêu cầu an toàn. Nếu danh mục thiết bị của doanh nghiệp chưa có cột này, đó là lúc phải bổ sung, vì không có nó thì giấy hiệu chuẩn chỉ là một tờ giấy đẹp.
Bốn tình huống khi so sai số, U và dung sai (ví dụ giả định)
Ví dụ giả định một cân dùng để cân bán thành phẩm đóng gói nội bộ, dung sai sử dụng là cộng trừ 20 g ở điểm 50 kg. Bảng cho thấy cùng một dung sai, bốn kết quả khác nhau dẫn tới bốn quyết định khác nhau.
| Tình huống | Sai số đo được | U (k = 2) | Sai số cộng U | Đọc thế nào |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 6 g | 5 g | 11 g | Nằm gọn trong 20 g kể cả khi tính U: dùng tiếp |
| 2 | 14 g | 8 g | 22 g | Sai số trong dung sai nhưng cộng U thì vượt: vùng phải cân nhắc |
| 3 | 23 g | 5 g | 28 g | Sai số đã vượt 20 g: không dùng như hiện tại |
| 4 | 4 g | 18 g | 22 g | Sai số nhỏ nhưng U quá lớn so với dung sai: phép hiệu chuẩn không đủ tốt cho nhu cầu |
Tình huống 4 hay bị bỏ qua. Sai số nhỏ khiến người đọc yên tâm, nhưng U gần bằng dung sai có nghĩa là phòng hiệu chuẩn không đủ khả năng xác nhận thiết bị cho nhu cầu của bạn. Lần sau cần chọn nơi hiệu chuẩn có độ không đảm bảo nhỏ hơn, hoặc nói rõ yêu cầu về U khi gửi thiết bị.
Xử lý vùng phải cân nhắc
Dùng số hiệu chính. Nếu sai số ổn định và thiết bị cho phép, có thể cộng trừ số hiệu chính vào kết quả đo hằng ngày. Cách này hợp với phòng thí nghiệm, ít hợp với hiện trường sản xuất vì người đo dễ quên. Nếu áp dụng, phải dán hướng dẫn hiệu chính ngay trên thiết bị và đào tạo người dùng.
Hiệu chỉnh lại thiết bị. Yêu cầu phòng hiệu chuẩn hoặc kỹ thuật viên chỉnh thiết bị về gần giá trị chuẩn rồi hiệu chuẩn lại. Giấy sẽ có kết quả trước và sau hiệu chỉnh; kết quả trước hiệu chỉnh là căn cứ để xem xét sản phẩm đã đo trong chu kỳ vừa qua.
Hạn chế phạm vi dùng. Thiết bị lệch nhiều ở đầu thang đo nhưng tốt ở giữa thang có thể chỉ được phép dùng trong khoảng tốt. Gắn nhãn hạn chế rõ ràng trên thiết bị và ghi vào danh mục.
Chuyển sang việc có dung sai rộng hơn. Một nhiệt kế không đủ tốt để đo điểm tới hạn có thể vẫn dùng được cho việc theo dõi nhiệt độ phòng. Hạ cấp thiết bị là quyết định hợp lý, miễn được ghi lại và đổi nhãn.
Thay thiết bị. Nếu sai số lớn, trôi nhanh, hoặc U không thể giảm vì giới hạn của chính thiết bị, chi phí giữ lại có thể cao hơn mua mới. Quyết định này nên dựa trên lịch sử nhiều lần hiệu chuẩn chứ không chỉ một lần.
Tỷ số giữa dung sai và độ chính xác: quy tắc kinh nghiệm
Trong giới đo lường công nghiệp có một quy tắc kinh nghiệm lâu đời: thiết bị đo nên chính xác hơn dung sai cần kiểm khoảng bốn lần trở lên, có nơi đòi mười lần với phép đo quan trọng. Tức là nếu sản phẩm có dung sai cộng trừ 0,1 mm, thiết bị dùng để nghiệm thu nên có sai số và độ không đảm bảo cộng lại cỡ 0,025 mm trở xuống. Đây là thông lệ ngành, không phải quy định pháp luật, và các ngành, các khách hàng có thể đặt mức khác nhau.
Quy tắc này có hai tác dụng. Thứ nhất, nó giúp chọn thiết bị khi mua: đừng mua thước cặp có độ phân giải 0,01 mm để đo chi tiết có dung sai cộng trừ 0,01 mm. Thứ hai, nó giúp đặt dung sai sử dụng cho thiết bị: lấy một phần dung sai sản phẩm làm giới hạn cho phép của thiết bị, phần còn lại dành cho các nguồn biến động khác như người đo, cách gá, nhiệt độ.
Khi tỷ số quá nhỏ, mọi quyết định đạt hay không đạt về sản phẩm đều có rủi ro: sản phẩm tốt bị loại oan, sản phẩm lỗi lọt qua. Các hướng dẫn quốc tế về quy tắc quyết định, như tài liệu ILAC-G8, bàn kỹ chuyện này cho phòng thí nghiệm; ở cấp doanh nghiệp, chỉ cần nhớ nguyên lý: con số đo ra luôn có một vùng mờ, và vùng mờ phải nhỏ hơn nhiều so với khoảng bạn đang phân xử.
Những hiểu lầm hay gặp về độ không đảm bảo đo
Độ không đảm bảo đo là khái niệm khó với người không làm đo lường hằng ngày. Một số cách hiểu sai phổ biến dẫn tới quyết định sai về thiết bị:
- Coi U là sai số của thiết bị. U là độ rộng của vùng nghi ngờ quanh kết quả hiệu chuẩn, không phải độ lệch của thiết bị. Thiết bị lệch bao nhiêu thì xem cột sai số.
- Bỏ qua U vì "nhỏ quá". Với dung sai rộng thì đúng là U ít ảnh hưởng, nhưng với dung sai chặt, U có thể chiếm một nửa khoảng cho phép, như tình huống 2 và 4 ở bảng trên.
- Lấy U của lần hiệu chuẩn áp cho mọi phép đo hằng ngày. U trên giấy chỉ là độ không đảm bảo của phép hiệu chuẩn trong phòng. Khi dùng ngoài xưởng, phép đo của bạn còn chịu thêm ảnh hưởng của người đo, nhiệt độ, cách đặt mẫu, nên vùng mờ thực tế lớn hơn.
- Nghĩ rằng phòng có U nhỏ nhất luôn là lựa chọn tốt nhất. U chỉ cần đủ nhỏ so với dung sai sử dụng. Đòi U nhỏ hơn mức cần thường tốn chi phí và thời gian không cần thiết.
- So U giữa hai giấy có hệ số phủ khác nhau. Một giấy ghi k = 2, giấy kia ghi k = 3 thì hai con số U không so trực tiếp được; phải đưa về cùng mức tin cậy trước.
Nắm được năm điểm này, người đọc giấy hiệu chuẩn sẽ tránh được phần lớn những kết luận vội: yên tâm sai chỗ hoặc loại oan một thiết bị vẫn dùng tốt.
Quy trình xác nhận sau khi nhận giấy hiệu chuẩn
Mỗi lần thiết bị trở về từ phòng hiệu chuẩn, người phụ trách làm theo trình tự sau trước khi trả thiết bị cho bộ phận sử dụng.
- Kiểm thông tin nhận dạng: số máy, mã nội bộ trên giấy khớp với thiết bị thật; tên doanh nghiệp, ngày hiệu chuẩn đúng.
- Kiểm các điểm hiệu chuẩn có phủ đúng khoảng bạn dùng không; thiết bị dùng ở 80 độ C mà chỉ được hiệu chuẩn ở 0 và 50 độ C là chưa đủ.
- Ghi sai số trước hiệu chỉnh và U của từng điểm vào bảng theo dõi của thiết bị.
- So sai số cộng U với dung sai sử dụng ở từng điểm, xếp vào một trong các tình huống: dùng tiếp, cân nhắc, không dùng, phép hiệu chuẩn không đủ tốt.
- Nếu kết quả trước hiệu chỉnh vượt dung sai, mở thủ tục đánh giá ảnh hưởng tới sản phẩm đã đo trong chu kỳ vừa qua.
- Ghi kết luận, ký tên, dán tem trạng thái nội bộ (dùng được, hạn chế, không dùng) lên thiết bị.
- Cập nhật ngày đến hạn và trạng thái trong danh mục thiết bị.
Toàn bộ quy trình với một thiết bị thường chỉ mất vài phút khi đã quen. Phần mất thời gian nhất là lần đầu đặt dung sai sử dụng cho từng thiết bị; làm xong một lần, những lần sau chỉ còn là so số.
Khi nào cần hỏi lại phòng hiệu chuẩn
Có những lúc con số trên giấy cần được giải thích thêm. U lớn bất thường so với các lần trước hoặc so với thiết bị cùng loại, có thể do phòng đổi chuẩn, đổi phương pháp, hoặc thiết bị của bạn dao động mạnh khi đo. Điểm hiệu chuẩn không khớp với yêu cầu đã ghi trong phiếu gửi. Giấy không ghi rõ kết quả trước hay sau hiệu chỉnh. Hoặc giấy ghi một kết luận đạt mà không nói đạt theo dung sai nào.
Phòng hiệu chuẩn có năng lực thường sẵn sàng giải thích cách họ tính U và điều kiện hiệu chuẩn. Hỏi lại không có gì ngại; đó là quyền của khách hàng và là cách duy nhất để hiểu đúng con số trước khi đặt cả lô sản phẩm lên đó. Những câu hỏi lặp lại cũng là căn cứ tốt để ghi yêu cầu rõ hơn trong phiếu gửi hiệu chuẩn lần sau.
Câu hỏi thường gặp
Hệ số phủ k = 2 nghĩa là gì?
Đó là hệ số nhân để chuyển độ không đảm bảo chuẩn thành độ không đảm bảo mở rộng U. Với k = 2, trong điều kiện thông thường, khoảng sai số đo được cộng trừ U chứa giá trị thật với mức tin cậy xấp xỉ 95%. Một số giấy dùng k khác, khi đó mức tin cậy sẽ được ghi kèm.
Giấy hiệu chuẩn ghi đạt thì có cần tự đánh giá nữa không?
Có, nếu bạn chưa biết giấy đạt theo tiêu chí nào. Nhiều phòng ghi đạt theo dung sai của nhà sản xuất hoặc theo một tiêu chuẩn chung, có thể rộng hơn nhu cầu của bạn. Chỉ khi bạn đã cung cấp dung sai sử dụng và phòng đánh giá theo đúng dung sai đó thì mới dùng thẳng kết luận.
U trên giấy rất nhỏ có phải thiết bị rất tốt không?
Không hẳn. U nhỏ cho biết phép hiệu chuẩn tin cậy, chứ không nói thiết bị có sai số nhỏ hay ổn định lâu dài. Một thiết bị có thể có sai số lớn nhưng U nhỏ, khi đó bạn biết rất chắc rằng nó đang lệch nhiều.
Có nên yêu cầu phòng hiệu chuẩn hiệu chỉnh thiết bị mỗi lần không?
Không nhất thiết. Hiệu chỉnh mỗi lần làm mất dấu vết trôi tự nhiên của thiết bị nếu không ghi kết quả trước hiệu chỉnh. Nhiều doanh nghiệp chỉ yêu cầu hiệu chỉnh khi sai số vượt một ngưỡng nhất định, và luôn đòi ghi cả kết quả trước và sau.
Dung sai sử dụng nên lấy bằng dung sai sản phẩm không?
Thường là không. Dung sai sản phẩm phải chia cho nhiều nguồn biến động: thiết bị, người đo, cách gá, môi trường. Dung sai sử dụng cho thiết bị thường chỉ là một phần nhỏ của dung sai sản phẩm, theo quy tắc kinh nghiệm khoảng một phần tư trở xuống.
Nếu giấy không ghi độ không đảm bảo đo thì sao?
Giấy hiệu chuẩn có giá trị cho mục đích quản lý chất lượng thường phải có độ không đảm bảo đo. Thiếu con số này, bạn không đánh giá được thiết bị một cách đầy đủ. Nên hỏi lại phòng hiệu chuẩn, và cân nhắc chọn nơi khác nếu họ không cung cấp được.