Метрология - это наука об измерениях.
От греческих слов metron, означающих «мера», и –ology, что означает «изучение», метрология является фундаментальным компонентом, включающим все, чем мы были, где мы находимся сегодня, и то, что будет существовать в будущем. Во всех аспектах измерение - это язык, который распространяется на все остальные и используется для передачи количества, размера, скорости и времени.
К этому определению метрологии добавлены слова «охватывающие как экспериментальные, так и теоретические определения на любом уровне неопределенности в любой области науки и техники. Однако наука об измерениях не является прерогативой только ученых. Это очень важно для всех нас. Сложная, но невидимая сеть услуг, поставщиков и коммуникаций, от которой мы все зависим, полагается на метрологию в своей эффективной и надежной работе. Например: экономический успех наций зависит от способности производить и продавать точно изготовленные и испытанные продукты и компоненты ». (Международное бюро мер и весов, что такое метрология?)
Мы используем измерения каждый день. Он предоставляет нам функциональную информацию, из которой мы черпаем знания, понимание и предвидение. Одно только его присутствие стало необходимым в современной жизни. Когда мы получаем одно или несколько измерений для процесса или задачи, мы автоматически достигаем элементарного понимания этого. Хотя эта информация может показаться нам неуместной, она дает нам необъяснимую уверенность. Мы часто боимся того, чего не понимаем. Однако как только что-то измеряется, мы можем извлекать информацию и получать знания, а вместе со знанием приходит сила.
Единицы измерения универсальны и не зависят от родного языка. Когда дело доходит до измерения в определенной области, абсолютно необходимо, чтобы мы говорили на одном языке. Например, максимальная эффективность производства - как следствие инструментов, которые мы используем каждый день - во многом зависит от точных измерений. Рассмотрим двигатель внутреннего сгорания или микропроцессоры для искусственных клапанов сердца; в этих и других случаях надежность и срок службы продуктов зависят от производственных допусков микрометров / микродюймов, а иногда и меньше.
«Когда вы можете измерить то, о чем говорите, и выразить это в цифрах, вы кое-что знаете об этом; но когда вы не можете выразить это числами, ваши знания скудны и неудовлетворительны. Может быть, это начало познания, но в своих мыслях вы едва ли достигли уровня науки ».
Лорд Кельвин (1824-1907)
С тех пор, как древний человек начал измерять вещи для своих собственных целей, было много попыток (успешных или нет) стандартизировать. Мы разработали множество однозначных способов измерения длины, от локтей до ячменя; сегодня у нас есть дюйм, фут, ярд и миля - все они получены из общепринятых единиц измерения США. За очень немногими исключениями, сегодня американская система обычаев затрагивает почти все аспекты нашей жизни.
Отсутствие стандартизированной системы измерений в прошлом было источником постоянных ошибок и даже мошенничества в коммерческих и социальных сделках. Стандарты измерений были вынуждены принять стандарты только после значительного развития промышленности и торговли. Однако одно осталось неизменным: чтобы использовать стандарт, он должен быть точным. В истории бетонной промышленности, как и многих других отраслей, ограниченность стандартов привела к тому, что измерения обязательно зависели от оценок и суждений, которые иногда сильно ошибались, даже если они были сделаны добросовестно. Стандартные метрики, предназначенные для сравнения компаний, не всегда были самым точным способом оценки стоимости конкретной компании. Это особенно характерно для инновационных компаний в быстроразвивающейся экономике, что приводит к неофициальным мерам, связанным с их собственными проблемами. Другие примеры неточности или неспособности стандартизировать измерения способствовали плохой отчетности и неудовлетворительной работе.
В США такие отрасли, как аэрокосмическая, автомобильная и вычислительная, оцениваются в сотни миллиардов долларов. Производительность и воспринимаемое качество продуктов или услуг, производимых этими отраслями, оказали непосредственное влияние на их коммерческий успех. Эти факторы контролировались тем, насколько хорошо были произведены продукты или оказаны услуги. Как и в любой отрасли, существует постоянное стремление к совершенствованию, в то время как компании стремятся превзойти своих конкурентов и захватить долю рынка. Эта конкуренция, наряду с представлением о том, что сокращение затрат с помощью сокращений (которые приводят к ошибкам в процессе), вызвала снижение технических допусков в целом. Последовательная эволюция прецизионных измерений (метрология) - вместе с внедрением новых измерительных технологий (по иронии судьбы возможной только благодаря первому) - позволила этим допускам постоянно снижаться без особых предположений. Рассмотрим отделку бетона: характеристики отделки бетона со временем будут улучшаться благодаря современным технологиям и передовой науке, несмотря на ошибки в процессе из-за оптимизации затрат.
Классический пример того, как прецизионная метрология связана с качеством и коммерческим успехом, - это силы, необходимые для открытия дверей автомобилей, произведенных в США, по сравнению с японскими рынками. В 1980-х годах сила, необходимая для открытия дверей американских и японских автомобилей, различалась в три раза. Причина различия заключалась в том, что двери японских автомобилей имели допуск 1 мм на двери и дверные узлы, и их было легче открывать, чем их американские коллеги, которые использовали допуск 1/8 дюйма (3,175 мм). Легкость открывания двери - важный аспект воспринимаемого качества продукта в целом, что напрямую связано с точностью производства. Сама по себе эта деталь привела к значительным экономическим последствиям для автомобильной промышленности США.
В 1989 году рейс 232 United Airlines совершил аварийную посадку в аэропорту Су-Сити, штат Айова, с огромными потерями - 110 из 285 пассажиров на борту получили смертельные ранения. У самолета Douglas DC-10 отказал двигатель номер два, в результате чего были разрушены все три гидравлические системы. При неработающих органах управления, кроме рычагов тяги двух оставшихся двигателей, самолет разбился на сегменты при попытке аварийной посадки. Катастрофический отказ двигателя был результатом дефекта поверхности диска вентилятора турбины, который был оценен как меньше простой песчинки. Этот недостаток был результатом ошибки при производстве и игнорировался многими мерами контроля качества.
Макро- и микроизмерения включают в себя присвоение определенных чисел различным аспектам и функциям, что делает указанные измерения мгновенно сопоставимыми с другими измерениями. Если это отклонение будет размером с футбольный мяч, то в конечном итоге это отразится на цене. Однако значение дисперсии измерения часто недооценивают и легко упускают из виду, пока не произойдет что-то катастрофическое, как мы видели из приведенного выше примера.
Измерение - это основа исследований и исследований в области метрологии бетонных поверхностей. Это акт стандартизации, который дает повод для проведения измерений. Часто материализуется тема текстуры поверхности - в частности, однозначная количественная оценка особенностей текстуры поверхности с помощью программного обеспечения, позволяющего легко рассчитать параметры текстуры поверхности и создать числовое присвоение переведенной отделки.
Традиционно метрология поверхности в других отраслях промышленности интерпретировалась в соответствии с ее тесной связью с другими дисциплинами, такими как управление станком (скорость процесса), качество инструментов / абразивов и производственные процессы. Звучит знакомо? Те же дисциплины и процессы почти точно можно сравнить с бетонной промышленностью. Кто производит самые лучшие инструменты для получения требуемой отделки? Если мы измеряем результат, мы можем с уверенностью предсказать результат. Кто производит самое лучшее оборудование для обработки этих недавно отобранных инструментов? Будем мерять. Бетонные поверхности должны казаться художественными, но обработанными с помощью размерных и предписывающих процессов.
Что вызывает текстуру поверхности? Каждая поверхность, даже если она может казаться гладкой для человеческого глаза, имеет некоторую форму текстурной структуры, которая принимает форму ряда вершин и впадин. Изучение под увеличительным инструментом выявит эту сложную структуру пиков и впадин, которые различаются по высоте и расстоянию и составляют определенную структуру поверхности. Изучение этой текстуры имеет очень практическое значение. Текстура поверхности имеет свойства, которые являются результатом способа изготовления поверхности (например, режущие инструменты создают равномерный интервал с определенными направлениями (вертикальное фрезерование), в то время как шлифование производит случайное расстояние), а также других факторов, таких как кристаллическая структура и отвердители / уплотнители. на поверхности. Да, даже химические вещества и их реакции можно точно измерить, поскольку они также оказывают непосредственное влияние не только на создаваемую текстуру, но и на потенциал сохраняемой текстуры. В совокупности эти факторы составляют характеристики профиля поверхности и влияют на характеристики, качество и срок службы продукта. Если бы мы могли контролировать текстуру поверхности, мы могли бы контролировать эти аспекты продукта. Чтобы попытаться это сделать, мы должны сначала измерить его количественно.
Измерение текстуры поверхности во время процесса позволяет улучшить готовый продукт за счет управления и оптимизации процесса. Такой контроль текстуры поверхности использовался в автомобильной промышленности в течение многих лет и позволил сократить периоды обкатки для двигателей с повышенной топливной эффективностью и меньшими выбросами. Конечно, это принесло пользу не только автомобильной промышленности - все, от протезов тазобедренных суставов до жестких дисков и даже стоматологии, улучшило характеристики благодаря контролю текстуры поверхности. Измерение в конце процесса позволит выявить предписывающую программу ухода за произведенной отделкой и будет способствовать общему повышению качества, сохраняющемуся с течением времени.
В конце концов, все, что делается с бетоном, влияет на его текстуру поверхности, и ее можно измерить - от того, как он используется, до того, как за ним ухаживают. Даже в самом начале бетон измеряется на макроуровне (ровность пола / ровность пола, Ff / Fl). Несмотря на то, что на микроуровне еще предстоит достичь огромного роста (текстура поверхности, Ra), мы все, безусловно, можем работать над более глубоким пониманием измерений и их последствий и, по умолчанию, стать мощными проводниками изменений в динамичной отрасли.
