Metrologi Dasar:Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Pengukuran Presisi

Baik Anda membuat blade dirgantara, kepala silinder otomotif, atau katup pada ventilator, presisi dalam manufaktur sangat penting. Inilah yang perlu Anda ketahui tentang pengukuran presisi di bidang manufaktur.

Kebutuhan akan pengukuran presisi sudah ada sejak manusia pergi ke suatu tempat dan membangun sesuatu. Tanpanya, tidak akan ada cara untuk membual tentang jarak yang ditempuh pasukan Anda, ketinggian piramida yang Anda bangun, atau luasnya ladang pertanian Anda.

Namun, baru setelah manusia mulai memproduksi massal komponen yang dapat dipertukarkan—terutama senjata api dan suku cadang untuk mesin—akurasi menjadi sama pentingnya bagi produsen dan mereka yang menggunakan produk mereka.
 

Akurasi? presisi? Apa bedanya? Untuk meminjam dari ilustrasi populer, seorang pemanah presisi dapat berulang kali menyerang area yang sama pada target, bahkan jika tempat itu tidak tepat sasaran. Tembakan akurat, di sisi lain, adalah tembakan tepat sasaran, terlepas dari apakah tembakan berikutnya menyimpang. Orang yang membawa pulang hadiahnya adalah orang yang dapat mencapai keduanya—presisi dan akurasi—kualifikasi yang sama berlakunya untuk bidang panahan seperti halnya lantai produksi.

Bahasa Pengukuran Internasional

Diskusi seperti ini termasuk dalam lingkup metrologi, ilmu pengukuran. Ahli metrologi akan memberi tahu Anda bahwa penentuan akurasi objek apa pun (seberapa dekat dengan target) dan ketepatan proses yang digunakan untuk memproduksinya (seberapa sering dapat mengulangi kinerja itu) memerlukan sistem standar yang diterima secara universal.

Ini juga membutuhkan satuan ukuran yang dapat dilacak ke fenomena fisik yang tidak dapat diubah — tetapi dipahami dengan baik. Misalnya, Sistem Satuan Internasional (SI) mendefinisikan 1 meter sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam 1/299.792.458 detik, dengan standar waktu, suhu, massa, dan lainnya yang serupa.

Berbagai macam standar kualitas dan organisasi seperti itu ada. American Society of Mechanical Engineers (ASME), misalnya, mempromosikan Standar Nasional Amerika dalam metrologi dimensional, yang juga dikenal sebagai B89. Demikian pula, ada berbagai standar dari American National Standards Institute (ANSI), ASTM International, dan International Organization for Standardization (ISO). Tambahkan ke ini seluruh diskusi kekaisaran vs. metrik (alias Amerika Serikat vs. semua orang lain), dan Anda akan segera melihat mengapa metrologi dan pengukuran bagian bisa agak membingungkan, bahkan bagi para ahli.

Memenuhi standar ini membutuhkan usaha. Produsen dari semua ukuran dan spesialisasi bekerja keras setiap tahun untuk mencapai sertifikasi mutu ISO 9001:2015 mereka. Jika Anda berkecimpung dalam industri kedirgantaraan, Anda juga harus mematuhi AS9100, dokumen yang diterbitkan oleh Society of Automotive Engineers (SAE) dan European Association of Aerospace Industries (AECMA). Produsen perangkat medis diharuskan memenuhi standar kualitas yang dijelaskan dalam ISO 13485, sementara pembuat mobil telah lama mengikuti ISO/TS 16949 (tetapi sekarang harus beralih ke standar IATF 16949 dari International Automotive Task Force). Tidak ada sertifikasi atau kepatuhan terhadap standar ini, tidak ada pekerjaan.

Mengukur Pergeseran Dramatis Teknologi

Seperti kebanyakan kegiatan manufaktur, metrologi adalah bidang yang kompleks. Dan sementara toko mungkin menyambut sedikit harmonisasi dan penyederhanaan, tidak ada yang akan membantah pentingnya mematuhi standar kualitas yang kuat. Tanpa itu, suku cadang tidak sesuai, produk gagal, pertumbuhan perusahaan (dan kadang-kadang, kehidupan manusia) dalam bahaya. Itulah mengapa produsen harus bekerja dengan rajin untuk memahami dan mematuhi standar apa pun yang berlaku untuk jenis suku cadang yang mereka buat dan industri yang mereka layani. Melakukannya berarti membaca dokumentasi yang relevan, mengikuti kelas atau seminar jika tersedia, memenuhi pedoman kualitas yang ditetapkan sendiri, dan bersandar pada para ahli sesuai kebutuhan.

Salah satunya adalah Dan Skulan. Manajer umum metrologi industri di Renishaw Inc., dia mengatakan bahwa teknologi pengukuran sedang mengalami perubahan dramatis karena produsen di mana pun mencoba berbuat lebih banyak dengan lebih sedikit.

“Hari-hari ketika seseorang berdiri di depan mesin, mikrometer di tangan, akan berlalu,” kata Skulan. “Semakin banyak toko yang memasang CMM (mesin pengukur koordinat) dan sistem pengukur serbaguna seperti Khatulistiwa kami di lantai, atau menggunakan probe sentuh di peralatan mesin CNC sebagai bagian integral dari proses pemesinan.”
 

Tonton video ini untuk mempelajari bagaimana kemajuan dalam otomatisasi mesin dan pabrik, pencetakan 3D, perkakas, serta metrologi dan analitik berbasis mesin membantu meningkatkan hasil produksi:

Jenis teknologi pemeriksaan otomatis ini meningkatkan fleksibilitas sekaligus mengurangi biaya, tambahnya. Karena satu perangkat dapat melakukan beberapa pengukuran, pengukuran keras khusus yang lama digunakan di seluruh industri tidak terlalu diperlukan. Dan karena sistem ini tidak membuat kesalahan manusia seperti lupa memeriksa fitur bagian atau merekam dimensi, proses kontrol kualitas lebih konsisten dan andal. Selanjutnya, umpan balik dimensional bersifat otomatis dan langsung. Manusia juga dapat diperingatkan untuk mengambil tindakan ketika nilai menyimpang dari nominal, atau perangkat bahkan dapat mematikan peralatan mesin jika diperlukan.

Patrick Sullivan, spesialis penjualan distribusi strategis di Mitutoyo America Corp., melihat hal ini sedikit berbeda.

“Otomasi telah menjadi tren yang berkelanjutan selama bertahun-tahun, tetapi jenis manufaktur seperti itu tidak tepat untuk semua orang atau setiap bagian,” katanya. “Ada banyak tempat bagi masinis terampil yang dapat mengoperasikan peralatan mesin dan melakukan pembacaan yang akurat dengan alat ukur manual, memberi mereka kemampuan untuk membuat keputusan yang tepat dengan cepat yang tidak dapat dilakukan robot. Teknisi saat ini tidak hanya dapat bekerja untuk meningkatkan proses di lantai pabrik, dengan bantuan pemancar pengumpulan data, departemen kualitas juga dapat menerima data yang baik dan andal, serta bekerja untuk lebih proaktif dalam mengatasi tantangan manufaktur.”

Teknologi Metrologi:Perkembangan Digital Terbaru

Perangkat inspeksi yang lebih otomatis bukan satu-satunya perubahan dramatis; bagian juga berubah.

“Otomotif beralih ke kendaraan listrik, dengan baterai dan motor serta sensor yang belum pernah kami ukur sebelumnya,” kata wakil presiden penjualan Mitutoyo, Michael Creney.

“Pada saat yang sama, beberapa industri utama memperketat persyaratan mereka. Pabrikan medis, misalnya, memerlukan tanda tangan elektronik, jejak audit, dan kredensial login khusus untuk memenuhi pedoman FDA,” lanjut Creney. “Dan industri kedirgantaraan mendorong keras pada kembar digital dan rekayasa berbasis model. Karena itu, semakin banyak model CAD sekarang berisi informasi pembuatan produk (PMI), yang dapat kami manfaatkan di MeasurLink, MiCAT Planner, dan jenis perangkat lunak berkualitas lainnya.”

Inilah akronim lain:QIF, kependekan dari kerangka kerja informasi berkualitas. Creney menyarankan bahwa QIF dapat dianggap sebagai penerus DMIS (Dimensional Measuring Interface Standard), standar kuasi di mana CMM dan peralatan pengukur otomatis lainnya telah lama beroperasi. Namun bahasa yang berusia puluhan tahun ini mulai berkembang seiring dengan a) sistem pengukuran menjadi lebih otomatis, dan b) semakin banyak informasi digital yang tersedia.

“DMIS adalah spesifikasi yang ditafsirkan secara berbeda oleh setiap orang, dan tidak memiliki ketahanan yang dibutuhkan dalam lingkungan manufaktur digital,” katanya. “Tetapi QIF adalah dunia yang sangat berbeda. Kemampuan untuk mengimpor file CAD dan membuat perangkat lunak berkualitas Anda mengekstrak data dimensi dan toleransi yang relevan, kemudian menggunakannya untuk membuat rutinitas pengukuran otomatis—ini adalah perkembangan besar, dan merupakan sesuatu yang kami dukung sepenuhnya. QIF akan mengubah segalanya.”

Polling Cepat:Memastikan Pengukuran Presisi

Tanpa pengukuran yang akurat di manufaktur, suku cadang tidak sesuai, produk gagal, dan pelanggan dapat berada dalam risiko.

Langkah apa yang Anda ambil untuk memastikan bisnis Anda mematuhi standar pengukuran presisi?