NISTトレーサブル規格の実践

100 年を超える革新の成果

以前、米国国立標準技術研究所（NIST）について、また NIST トレーサブル規格が QMS 規格の重要な部分であることについて少しお話ししました。しかし、NIST トレーサビリティは、インチ、グラム、およびその他の測定値の基準を設定する、業界の単なる基礎ではありません。 NIST のトレーサブルな標準は、非常に奇妙で風変わりで興味深い多くの方法で機能します。

NIST トレーサブル ピーナッツ バター用のたくさんのパン

適切な例:ほんの数年前、761 ドルのピーナッツ バターの瓶の写真がインターネット上で広まり始めたとき、大きな騒ぎがありました。このゴールデングーの瓶が特別で、その価格が驚くべきものになった理由は何ですか?食品科学ラボの機械の校正を支援するために設計されたこの製品は、NIST によって作成された 1,300 を超える標準参照物質 (SRM) の 1 つです。 SRM は、世界中の科学者や研究者、規制機関、製造業者によって使用されており、NIST トレーサブル校正の基礎として、また品質管理の基準点として機能しています。

NIST トレーサブル SRM メニューは、ピーナッツ バターに限定されません。同様に、ベーキングチョコレートから、ほうれん草をすりつぶしたもの、「肉のホモジネート」まで、あらゆるものに高価な基準があります。そしてもちろん、NIST のトレーサブルな基準は、クジラの脂身の有機物、湖の堆積物粉末、凍結した人間の尿のニコチン代謝物などの物質の SRM など、食品化学を超えて拡張されています。実際、NIST は、組織の驚くべき歴史と現在に至るまで、幅広い製品とアプリケーションに影響を与えてきました。

NIST の簡単な歴史

NIST は、1901 年に国立標準局として設立されました。これは、最初の所長 (1923 年まで) を務めたサミュエル ウェズリー ストラットン博士の努力のおかげです。当時は規格がまったくなかったため、たとえば、ガロンには少なくとも 8 つの異なるバージョンがあり、4 つの異なるフィートが使用されていました。多くの場合、製品検査員は十分な訓練を受けておらず、不正確またはあからさまな不正な測定装置によって製品に一貫性がなかったり、消費者が欺瞞的な行為にさらされたりしていました。

1905 年、NIST は、法律を作成し、統一基準を配布し、検査官にトレーニングを提供するために、最初の全国度量衡会議 (NCWM) を招集しました。最初の公式の NIST トレーサブルな標準物質 (SRM 1) は粘土質石灰岩で、微量化学物質の組成を測定するために石灰岩業界で使用するために 1910 年に発売されました。そこから、NIST のトレーサブルな基準のコレクションが拡大し、最終的には食品製造基準、身体の健康マーカー、環境汚染物質を測定するためのツールが含まれるようになりました。

最近では、NIST トレーサブル証明書は、製品が NIST SRM に対してテストされ、その製品の厳しい要件を満たしていることを示しています。毎年、NIST は約 14,500 の SRM ユニットを出荷し、CDC や EPA などの規制機関向けに 5 ～ 10 個の新しい SRM を開発しています。

その他の NIST マイルストーン

SRM プログラムの NIST トレーサブル標準を維持および開発することに加えて、NIST はいくつかの魅力的な開発に責任を負っています。たとえば、セントルイスで開催された有名な 1904 年の世界博覧会で、NIST の物理学者 Perley G. Nutting は、おそらく電化ガスによって照らされた最初の兆候を示しました。ナッティングが NIST で行っていたガス分光分析の研究から開発された標識は、当時は目新しいものにすぎませんでしたが、20 年後、この技術はネオン標識の出現により商業的に大きな影響を与えることになりました。タイムズ スクエアが以前と同じになることはありません。

1916 年、NIST による無線方向探知機 (RDF) 技術の改良により、米国海軍のプロトタイプとして機能し、第一次世界大戦中に敵軍の位置を特定するために使用された新しい設計が生まれました。最初の商用ラジオ局が 1920 年に開設されたとき、NIST は初期のラジオで経験された技術的問題を研究するために、音楽と音声の放送を実験していました。 1923 年までに、NIST は独自の局から標準周波数を放送し、商用ラジオ局が互いの信号の干渉を回避できるようにしました。

多くの業界にとって幸いなことに、1926 年に NIST のスタッフが、加えられた力を測定するために使用されるばね秤のような装置であるプルービング リングを発明しました。デザインは時間の経過とともにいくらか進化しましたが、証明リングは今日でも広く使用されており、NIST トレーサブル基準に従って製造されています。

1928 年、NIST はワシントン D.C. の 2 つの有罪判決を受けた建物を意図的に全焼させました。これはおそらく最初の本格的な火災試験でした。発生した実際の状況を監視し、当時の理論的な時間温度曲線と比較して、チームはデータを収集し、最終的に建物の耐火性に関する NIST トレーサブル基準の一部になりました。

1936 年の夏、NIST はナショナル ジオグラフィック協会と提携して、日食を観測するためにカザフスタンに遠征隊を派遣しました。 NIST によって設計および製造された特別な 14 フィート カメラと 9 インチ レンズを使用して、チームは日食の最初の自然なカラー写真を撮りました。

NIST は 1949 年に世界初の原子時計を製造しました。この時計は時間標準として使用できるほど正確ではありませんでしたが、概念が証明され、最終的に時間標準として使用できるほど正確な最初の原子時計が開発されました。 、1955 年に英国の国立物理研究所で建設されました。 (現在、NIST は世界の公式原子時計を維持していることに注意してください。)

1953 年までに、NIST は米国歯科医師会と協力してパノラマ X 線装置を発明しました。これにより、1 回の照射で口全体の画像を作成できるようになり、放射線被ばくを最小限に抑えることができました。以前は、NIST と ADA が高速歯科用ドリルの発明に貢献していました。

1960 年の米国国勢調査を見越して、1954 年に NIST と国勢調査局は、コンピューターへの入力用のフィルム光学センシング デバイスを開発しました。 「FOSDC」として知られているように、手書きのフォームをスキャンしてマイクロフィルムに変換し、コンピューター コードに変換することができました。 1 時間に 1,000 万件の回答を読み取ることができるデバイスが更新され、1990 年まで国勢調査データの処理に使用されました。

他のデジタル ニュースでは、1957 年に NIST で設計および製造された第 1 世代のコンピューターを使用して、最初のデジタル画像が作成されました。 NIST エンジニアのラッセル・カーシュと彼の同僚は、スタンダーズ・イースタン・オートマティック・コンピューター (SEAC) が数字と文字を認識する方法に取り組んでいる間に、キルシュの生後 3 か月の息子、ウォルデンのスキャン画像を作成しました。 Kirsch の遺産は生き続けています:Little Walden は成長して Intel で働き、2003 年の Life 雑誌は、デジタル写真の発展に影響を与えたことから、この画像を「世界を変えた 100 枚の写真」の 1 つに挙げました。

1967 年、臨床応用のための最初の SRM は命の恩人でした。それは、人間のコレステロールをテストするための NIST 追跡可能な標準です。それ以前は、コレステロール検査は信頼できないことで有名でした。 23% も減少し、不必要な治療や、患者を危険にさらすリスクが検出されないという結果になることがよくありました。

1970 年代初頭の石油危機が石油埋蔵量の増加とアラスカ沿岸の環境リスクにつながると、米国海洋大気庁は NIST に海洋環境に関するベースライン データの収集を依頼しました。かなり後の 1989 年に、NIST が収集した堆積物、水、および海洋生物の 700 のサンプルは、エクソン バルディーズ油流出の影響を評価する上で重要であることが証明されました。

NASA とのパートナーシップにより、NIST トレーサブルな標準も宇宙で作られた最初の製品となりました。 1983 年、スペース シャトル チャレンジャーの初飛行中に、シャトルの微小重力環境で NIST SRM 1960 が作成されました。この製品は、完全に球形で安定したポリスチレン ビーズで構成されており、医薬品、化粧品、食品、塗料、セメント、汚染物質などに含まれる小さな粒子を一貫して測定できるように設計されています。

米国司法省の研究部門の要請により、NIST は 1992 年に世界初の DNA プロファイリング標準を作成しました。2 年かけて開発された SRM 2390 は、人を識別するための複雑な分析方法のすべてのステップをテストするように設計されています。

時間の経過とともに、NIST は時間を伝える新しいより正確な方法を開発し続けてきました。 1993 年には、NIST インターネット タイム サービスが導入されました。これにより、人々はコンピュータの時計を協定世界時 (UTC) に合わせることができます。協定世界時 (UTC) は、今日まで世界中の時間標準として受け入れられています。そして 2010 年には、NIST の実験的な量子論理時計が世界で最も正確な時計であると考えられていました。 40 億年で 1 秒も遅れることはないと予測されています。

NISTトレーサブルな未来は何を保持していますか?

明らかに、NIST が行ったことは重要であるだけでなく、広範囲に及ぶものでもあります。たとえば、ここメタル カッティング コーポレーションでは、NIST トレーサブルな校正を他の QMS 規格と共に使用することで、顧客の仕様を満たす高品質の部品を提供することができます。ただし、高融点金属の亀裂などの表面欠陥を検査するためによく使用する渦電流試験方法については、NIST 追跡可能な標準をまだ待っています。 (NIST の皆さん、これを読んでいますか?) ECT 標準の欠如や校正に関連するその他の問題については、ブログ「The Quandaries of Calibration Standards」で詳しく読むことができます。

NIST トレーサブル規格への準拠、ISO 9001:2015 認証、および実績のある QMS は、金属切削パートナーに求められる品質の一部にすぎません。詳細については、無料のガイド「新しい契約パートナーを選択するための 7 つの秘訣:精密金属加工をアウトソーシングするための技術ガイド」をダウンロードしてください。

今週のブロガー、Joshua Jablons は Metal Cutting Corporation の社長です。