測定における不確かさ検証方法

質問

お世話になります。
会社の測定器管理担当を行っていて、測定の不確かさの検証に困っています。
対象は測定顕微鏡です。
今あるものとしては、測定顕微鏡のIEC17025準拠の校正証とブロックゲージのIEC17025準拠の校正証があります。
どちらも校正の不確かさ(k=2)の値が記載されています。
先日、TS16949の監査があり、監査員より『不確かさに御社なりの見解があればよいと思います』という、指摘ではないが注文がつきました。
実際にどんな検証が有効なのか見当もついていません。
今までは恥ずかしながら、IEC17025校正が出来ていればOKという認識でした。
社外研修にも行けそうにないので、分かりやすい本なども紹介していただけたら嬉しいです。
申し訳ございませんがよろしくお願いします。

回答No.6

noname#231195 · ベストアンサー

英語ではだめだということなら、余計なことかもしれませんが、ご参考までに付け加えておきます。

>測定顕微鏡とブロックゲージというスタンダードと思しき組み合わせの例ってないものなんですね。
もちろん載っています。不確かさをもった寸法のブロックゲージで、顕微鏡の不確かさを評価するということなのだと思いますが、これはGUMではCombined standard uncertaintyといって説明されています。
測定顕微鏡とブロックゲージという組み合わせの例そのものが載っているわけではないですが、測定器Aと測定器Bの組み合わせを考える場合、測定器が何であれ、考え方は全く同じです。

いずれにしろそんな大層な話ではなく、単に測定値の分散を足していくだけです。
でも顕微鏡そのものを校正に出しているんじゃなかったんですか?

お礼

まめにご回答いただき本当にありがとうございます。
まず、測定顕微鏡もブロックゲージもIEC17025校正を実施しています。
校正証には以下のように記載されています。
-測定顕微鏡-
<一部抜粋>
校正の不確かさ
測定長 0mmを超えて30ｍｍ未満は　包括係数 k=2.6
指示精度
X・Y軸：U＝0.70+5.0×10＾-3×L　(μm)
測定点20mmの誤差：(X/Y)⇒(0/-1)　(μm)
誤差=(測定値)-(基準値)

-ブロックゲージ-
<一部抜粋>
熱膨張係数:(9.3±0.5)×10＾-6/K
拡張不確かさ(k=2)
0.06μm(0.1mm以上100mm以下)
呼び寸法：20.2mm
中央寸法の寸法差：-0.02μm

校正証を見せて
この情報から、計算するといいのですかとTSの審査員に尋ねたら、
笑ってあしらわれました。
申し訳ございません、教えていただけますか？
理解が悪く申し訳ございませんがよろしくお願いします。

回答No.5

noname#231195

#2です。
コメントを拝見しまして、少し追加の話題をと思いましたので、再度お邪魔します。

まずGUMはBIPMのウェブサイトやISOのウェブサイトから無料でダウンロードできるのはご存知ですか?
http://www.bipm.org/en/publications/guides/
http://www.iso.org/sites/JCGM/GUM-introduction.htm
Annex Hに例が載っています。ただ、これは測定環境の温度まで考えているというようなとても厳密な例で、見た目ちょっとおどろおどろしい例になっています。

VDA 5は買うしかないです。せめて部分的にでも、と思ってネットで探したことありますが、何も見つからなかったことがあります。
日本語版も売っていますね。会社で買ってもらったらどうでしょう。私の知っている自動車部品メーカーはAIAGの4点セットとVDA一式そろえていますよ。
http://qmc-jpn.net/%EF%BD%96%EF%BD%84%EF%BD%81%E9%96%A2%E9%80%A3%E8%A6%8F%E6%A0%BC%E7%BF%BB%E8%A8%B3%E5%8F%8A%E3%81%B3%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88%E7%99%BA%E8%A1%8C-2/
5.2.2.1章に例が載っています。
ただ計算の例はなくて、単にQ-DASのスクリーンコピーが張っているだけですが。
Q-DASというのは統計処理のソフトとそれを開発している会社の名前です。VDAの執筆にも参加していますから、いわばVDA公認ソフトというわけです。

JISならZ8404-2:2008 がGUMに対応するようです。
私は読んでいません。

ただ、GUMの不確かさの計算なんて、測定結果から不変分散の平方根を求めるだけですから、別に難しくもなんともないです。
少し理論的な根拠にまで突っ込んでみようとするなら、区間推定法がテーマになりますが、これも統計の教科書には必ず載っている話題です。

>Cpkを求める際も25個×４ロットという記述をよく見ます。
そうですか？
AIAGのSPCに出てくる例は必ず5個×25ロット(サブグループ)になっています。その場合、125個部品を用意しなければならないんですね。
あるOEMは明確にPpk(Cpk)スタディは必ず5個×25で行うようにサプライヤーに要求しています。

お礼

ご回答ありがとうございます。
当然ながら英語なのですね...
数学的センスも英語的センスも無い。
私としては難解です。
GUM＝測定のバラつきと測定顕微鏡の不確かさとブロックゲージの
不確かさの合成。
こんな認識は少しできました。
測定顕微鏡とブロックゲージというスタンダードと思しき組み合わせの
例ってないものなんですね。
悩みは尽きません。

回答No.4

noname#231195

>0.03の公差幅で15%以下というと4.5μm以下の不確かさをキープできればよい。
>実測で2.25μm(K=1)という認識でよいでしょうか？

そうです。その「4.5μm以下の不確かさ」がk=2だとして、ですね。

ただ、「実測で2.25μm」って何回測った結果ですか?
VDAでは25回を勧めています。GUMでも分散を25回の測定から求めたという例が出てきますから、あるいは25と言うのは標準的な繰り返し回数なのかもしれません。

お礼

回答どうもありがとうございます。
２５回で分散を求める。
Cpkを求める際も25個×４ロットという記述をよく見ます。
GUMの計算例などもインターネットのサイトで見かけるのですが今一つ
しっくりきません。
数式だけでなく実数を入れた例があると分かりやすいのですが...
なかなかありません。

回答No.3

noname#231195

#2 です。
>GUM??が該当くらいのイメージしか起きませんでした。
そうですよ。そのオーディターの指摘に関係するテーマはまさにGUMに関係があります。
VDA 5の不確かさの部分はそのGUMを基にかかれています。用語もGUMに沿って使ってあります(少なくとも英語版では)。
GUMではk=2とはどういう意味かと言うのことが詳しく書いてありますが、VDA 5にはさらにVDAとしてはk=2を勧めるというようなことが付け加えてあるわけです。

GUMを読んでも、不確かさをどういう計算するのかは書いてありますが、どの数値をもっていいとするのか、悪いとするのかと言う基準は書いていないんですよねぇ。
まぁ、業界や対象によって違いますから当然と言えば当然なんですが。

AIAGのMSAでは、測定器具だけでなく測定の方法も含めたトータルな分析方法としてGRR法とかANOVA法が紹介されています。
VDAでは測定器具の選定をする部分と、その器具を使って測定する方法を評価する部分と二段階に分けています。#2で書いたのは第一段階の測定器具そのものの評価についてです。
第二段階の測定方法まで含めた評価については、VDAでもAIAGのMSAを参照しています。

#2を書いた後に思ったのですが、不確かさをこんな風に使ってもいいかなと思います。
例えば、ノギスの精度(不確かさ)が±0.03を超えたら破棄すると決めるわけです。VDAの規定を利用するとすれば、±0.03の測定具は公差の幅が0.2(例えば±0.1)の寸法にまで使用できます(不確かさの15%以下)。
で、それぞれの種類の測定器具について同じような検討して、以下のような一覧表を作っておきます。
測定器具の種類:ノギス
廃棄・調整基準:±0.03
使用公差幅:0.2以下
この一覧表はコントロールプランを作るときなどに測定具選定の手引きにも使えます。
それで、この表の根拠は？とオーディターやお客さんに聞かれたら、VDA 5の推奨基準に寄っています、と一言で答えればいいわけです。

お礼

測定器の選定という観点ですね。
ノギス/マイクロメータについてはJIS規格に基づき社内校正しています。
測定器の選定という観点だと、プレス加工品だと±0.015mmの精度を
求める部品もあります。
そうすると不確かさ要求もかなりな厳しさになろうかと思います。
だと、0.03の公差幅で15%以下というと4.5μm以下の不確かさをキープ
できればよい。
だと、実測で2.25μm(K=1)という認識でよいでしょうか？
しつこくて申し訳ございませんがよろしくお願いします。

回答No.2

noname#231195

自動車業界の方ですね？
そうしたら、まずVDA 5を一読されてはいかがでしょう。
たぶん日本語版もあるんじゃないでしょうか。
私の知っている限り、AIAGのMSAはこの種のテーマを扱っていないです。

VDA 5は『図解 わかりやすい なんとか』というような絵本の類と違いますので、ご質問にある『分かりやすい本』に入るかどうかは知りませんが、少なくとも自動車業界ではオーソライズされた手引書ですから、これにそって社内基準を決めるのが一番いいと思います。
まさかVDA 5に文句つけるオーディターはいないでしょう。

>『不確かさに御社なりの見解があればよいと思います』
文書的には簡単なことで、「VDA５に基づき測定機器を選定する」とどこかに書いておけばそれでいいわけです。
この一文は測定機器の校正結果の評価を直接述べていませんが、校正の結果が多少悪くたって、公差の幅が広い寸法の測定になら使えるかもしれないのですから、私はこれでおkだとおもいます。
公差幅が、例えば、±5mmだったら、±0.1mmとかいうとんでもないノギスでも全然無問題かもしれないですよね。

詳しいことはVDA 5そのものや、VDA 5の巻末にある参考文献をご覧ください。
ご質問のテーマに関する結論だけ言えば、VDA 5では拡張不確かさの係数としてk=2を推奨しています。
そして測定器の拡張不確かさの幅が、対象寸法の公差幅の15%以下であることを推奨しています。

この基準を自分自身で設定して、検証するのは無理だと思います。
もちろんオーディターは、何でもいいから決めろ、と言うつもりでいったのでしょうが、相手はオーディターだけにとどまりません。
VDAの基準を採用していると言えば、どこのOEMでもそのまま受け入れてくれるだろうと思いますが、VDAの基準より緩い基準を採用しようとしたら、新しいプロジェクトのたびに客先に承認してもらうはめになりそうです。
客先だって、独自の基準を見せられてそれを承認しろと言われたって、いいのかどうか判断できるわけないです。話がOEMにまで行って、挙句の果てに忘れられてしまうのがオチだと思います。

なお、いままでどういう方法でMSAをしていたのかわかりませんが、検査している寸法すべてについて、測定機器がVDA 5の選定基準に合っているかどうか見直す必要があるかもしれません。
VDA5で測定器を選定する場合、多分、問題になるのは測定機器の分解能(最小目盛り)の基準です。VDA 5では公差幅の5%以下の分解能を持つ機器を選定することを求めています。
例えば±0.05mmという公差幅があったら、最小目盛りが0.01mmであるノギスは使えません。公差幅の10%ですから。

お礼

ご回答ありがとうございます。
現状弊社では、MSA=GRRという認識です。
私の勝手な考えですが、測定顕微鏡の指示精度とブロックゲージの校正結果の合成で求めるものと思っていました。
インターネットで検索した結果ではGUM??が該当くらいのイメージ
しか起きませんでした。
今までは、測定顕微鏡がIEC17025校正できていればOKというイメージしかなかったもので...

回答No.1

pringlez

経験が浅い人に判断は難しいものです。また、本を読んでどうにかなるものでもありません。

経験のある先輩や上司に聞きましょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。
難しいです。