精密測定入門：製造卓越性のための必須計量技術

航空宇宙ブレード、自動車シリンダーヘッド、人工呼吸器のバルブを作るにせよ、製造における精度は不可欠です。製造における精密測定について知っておくべきことを解説します。

精密測定の必要性は、人間が場所へ行き、物を建設し始めたのと同じくらい古くから存在します。それがなければ、軍隊が行進した距離、建設したピラミッドの高さ、耕作地の広さを自慢する方法はありませんでした。

しかし、人間が交換可能な部品を大量生産し始めて初めて、つまり主に火器と機械部品において、精度がメーカーとその製品を使う人々の双方にとって等しく重要になりました。

精度？ 正確さ？ 違いは何？ よくある例えで説明しましょう。精密なアーチャーは、的に同じ場所を繰り返し射抜けます、たとえそれがブルズアイ（正中心）から遠くても。一方、正確な一矢はブルズアイを射抜きます、次の矢が外れようが関係なく。賞を得るのは、両方、つまり精度と正確さの両方を達成できる人です。これはアーチェリー場でも生産現場でも同じ真理です。

測定の国際共通言語

こうした議論は計量学、すなわち測定の科学の管轄です。計量学者は、いかなる物体の正確さ（目標にどれだけ近いか）と、それを製造するプロセスの精度（その性能をどれだけ繰り返せるか）を判定するには、普遍的に受け入れられた標準システムが必要だと言います。

また、不変だがよく理解された物理現象にトレーサブルな測定単位も必要です。例えば、国際単位系（SI）では、1メートルを「真空中で光が1/299,792,458秒間に進む距離」と定義し、時間、温度、質量などについても同様の基準があります。

このような品質基準と組織は幅広く存在します。米国機械学会（ASME）は、米国国家標準の寸法計量、いわゆるB89を推進しています。同様に、米国国家規格協会（ANSI）、ASTMインターナショナル、国際標準化機構（ISO）からも様々な基準があります。さらにヤードポンド法とメートル法の議論（いわゆる米国対その他の国々）を加えると、計量と部品測定が専門家でさえ少し混乱する理由がすぐに分かります。

これらの基準を満たすには努力が要ります。あらゆる規模と専門のメーカーが、毎年ISO 9001:2015品質認証取得に懸命に取り組んでいます。航空宇宙業界ならAS9100にも準拠しなければなりません。これは自動車技術者協会（SAE）と欧州航空宇宙産業協会（AECMA）が発行した文書です。医療機器メーカーはISO 13485の品質基準を満たす必要があり、自動車メーカーは長らくISO/TS 16949を遵守してきましたが、現在は国際自動車タスクフォースのIATF 16949標準への移行が必須です。認証も基準遵守もなければ、仕事はありません。

測定技術の劇的なシフト

ほとんどの製造活動と同様、計量学は複雑な分野です。ショップが多少の調和と簡素化を歓迎するとしても、堅牢な品質基準の遵守の重要性を否定する人はいません。それがなければ、部品は合わらず、製品は失敗し、企業成長（時には人命）が危険にさらされます。だからこそ、メーカーは自分が作る部品の種類と対応する業界に適用される基準を理解し、遵守するために懸命に努めるべきです。それは関連文書を読み、利用可能なクラスやセミナーを受け、自ら課した品質ガイドラインを守り、必要に応じて専門家に頼ることを意味します。

その専門家の一人がDan Skulan氏です。Renishaw Inc.の産業計量ゼネラルマネージャーである彼は、メーカーがどこもより少ないリソースでより多くのことをしようとする中、測定技術が劇的なシフトを undergoing していると言います。

「工作機械の前でマイクロメーターを手に立っている人の時代は去りつつあります」とSkulan氏。「ますます多くのショップが、CMM（三次元測定機）や、我々のEquatorのような多目的ゲージングシステムを現場に置いたり、CNC工作機械のタッチプローブを加工プロセスの不可欠な一部として使ったりしています。」

この動画を見て、工作機械と工場の自動化、3Dプリント、工具、機械ベースの計量と分析の進歩がいかに生産アウトプットを押し上げているかを学んでください：

こうした自動検査技術は柔軟性を高めながらコストを削減すると氏は付け加えます。単一デバイスで複数の測定ができるため、業界で長く使われてきた専用ハードゲージングの必要性が減ります。これらのシステムは、部品形状のチェック漏れや寸法記録忘れといった人間のミスをしないため、品質管理プロセスがより一貫性があり信頼できます。さらに、寸法フィードバックは自動的かつ即時的です。値が公称値から外れたときに人間に警告してアクションを促したり、必要なら工作機械を停止させたりすることもできます。

Mitutoyo America Corp.の戦略的流通セールススペシャリスト、Patrick Sullivan氏は少し異なる視点を持っています。

「自動化は長年のトレンドですが、そのタイプの製造がすべての人やすべての部品に適しているわけではありません」と氏。「熟練機械技師が工作機械を操作し、手動測定工具で正確な読み取りを行い、ロボットではできないその場での適切な判断を下せる場所は、非常に大きく存在します。今日の機械技師はデータ収集トランスミッターの助けを借りて、ショップフロアでプロセス改善に取り組むだけでなく、品質部門も良質で信頼できるデータを受け取り、製造課題に対してよりプロアクティブに対処できるようになります。」

計量技術：最新のデジタル展開

より自動化された検査デバイスだけが劇的なシフトではありません。部品自体も変化しています。

「自動車はEVへシフトしており、これまで測定したことのないバッテリー、モーター、センサーを測定する必要が出てきています」と、Mitutoyoのセールスバイスプレジデント、Michael Creney氏。

「同時に、いくつかの主要業界が要求を厳しくしています。例えば医療機器メーカーは、FDAガイドラインを満たすために電子署名、監査証跡、特定のログイン資格情報を必要としています」とCreney氏は続けます。「航空宇宙業界はデジタルツインとモデルベースエンジニアリングを強く推進しています。このため、CADモデルに製品製造情報（PMI）を含めるケースが増えており、我々のMeasurLink、MiCAT Planner、その他の品質ソフトウェアで活用できます。」

また新しい略語が登場します：QIF、品質情報フレームワークの略。Creney氏は、QIFをDMIS（寸法測定インターフェース標準）の後継と考えることができると示唆します。DMISは、CMMや他の自動測定機器が長らく運用してきた準標準です。しかし、この数十年の言語は、a) 測定システムがより自動化され、b) 利用可能なデジタル情報の富が増大するにつれ、進化し始めています。

「DMISは皆が異なる解釈をし、デジタル製造環境に必要な堅牢性を欠いています」と氏。「しかしQIFは全く別の世界です。CADファイルをインポートし、品質ソフトウェアが関連する寸法と公差データを抽出し、それを使って自動測定ルーチンを作成できる。これは巨大な進展であり、我々は完全にサポートしています。QIFはすべてを変えるでしょう。」

クイック投票：精密測定の確保

製造における正確な測定がなければ、部品は合わず、製品は失敗し、顧客がリスクにさらされる可能性があります。

貴社が精密測定基準を遵守するために講じている措置は何ですか？