Kalibratie opnieuw gedefinieerd: Als digitalisering een motor van innovatie wordt

Betrouwbare metingen zijn de ruggengraat van de kwaliteitsborging in de elektronicabranche, maar ze zijn slechts zo goed als de kalibratie van de gebruikte meetinstrumenten. Tegelijkertijd is de kwaliteitsborging aan het veranderen. Bedrijven worden geconfronteerd met steeds hogere eisen op het gebied van veiligheid, conformiteit en transparantie, in combinatie met toenemende economische druk. Daar komt nog bij: In een steeds meer geautomatiseerde en wereldwijd in netwerken geïntegreerde productie neemt de druk toe om de traceerbaarheid volgens internationale normen te waarborgen. In deze omgeving kan de kalibratie van meetapparatuur een belangrijke concurrentiefactor worden.

Jan-Christoph Pakusa, productmanager Power Supplies/Test & Measurement bij reichelt elektronik, belicht hieronder de uitdagingen waar bedrijven voor staan, en welke innovatieve benaderingen ze kunnen volgen om processen efficiënter, veiliger en toekomstbestendiger te maken.

Basisprincipes van kalibratie

Allereerst is het belangrijk dat het begrip kalibratie een andere betekenis heeft dan de verwante begrippen justering en ijking.

• Kalibratie – vergelijken & documenteren
  Bij kalibratie worden de waarden van het meetsysteem vergeleken met de waarden van een referentieapparaat of een norm. In het kader van deze vergelijking worden alle afwijkingen gedocumenteerd. Deze resultaten worden vastgelegd in een kalibratiecertificaat, met inbegrip van alle informatie over het te testen object, de referenties, de testopstelling en -procedure als zodanig, en de omgevingsomstandigheden tijdens de test. Het doel is de meetresultaten herleidbaar te maken naar nationale en internationale kalibratiestandaarden – ook wel normalen genoemd – en zo de vergelijkbaarheid en traceerbaarheid ervan te waarborgen.
  
  
• Ijking – wettelijk geregeld & uitgevoerd door de overheid
  IJking is daarentegen een wettelijk geregelde procedure. Deze worden uitsluitend uitgevoerd door door de overheid aangewezen bedrijven. Bij een ijking wordt gecontroleerd of een meetinstrument aan de wettelijke eisen conform de metrologiewet voldoet. IJkingen zijn in de eerste plaats bedoeld voor de bescherming van de consument en de gezondheid: Een ijkplicht geldt bijvoorbeeld overal waar meetresultaten direct in geldwaarden worden omgerekend. Denk hierbij aan weegschalen in de detailhandel of elektriciteitsmeters.
  
  
• Justiering – nauwkeurig afstemmen op een referentiewaarde
  Het derde verwante begrip is justering. Dit is de directe en exacte aanpassing aan de bekende referentiewaarde. Afhankelijk van het apparaat, kan dit door mechanische elementen zoals potentiometers, via menu’s of via pc-software worden uitgevoerd. Omdat een justering de oorspronkelijke instellingen van apparatuur verandert, wordt daarbij altijd een nieuwe kalibratie uitgevoerd: eenmaal voor en eenmaal na de justering. Deze procedure is de enige manier om de meetresultaten volledig te documenteren en meetfouten te detecteren tijdens de kalibratie.
  

Overkoepelend bieden normen en regelgeving het kader voor deze processen. Met name ISO/IEC 17025, die de eisen voor test- en kalibratielaboratoria definieert, en ISO 9001, de internationale norm voor kwaliteitsmanagementsystemen, zijn van belang. Afhankelijk van de branche kunnen er nog aanvullende voorschriften gelden, zoals de IPC- en IEC-normen in de elektronicabranche.

Algemene uitdagingen bij kalibratie in de dagelijkse praktijk

In de praktijk brengt kalibratie verschillende uitdagingen met zich mee, zowel op technisch als economisch, en met name op organisatorisch vlak.

Enerzijds gaat een kalibratie gepaard met een grote organisatorische en logistieke inspanning. De planning en beschikbaarheid van de testapparatuur en de verzending en terugzending ervan naar externe dienstverleners vereisen een nauwkeurige en gedetailleerde coördinatie. Met name in sterk geautomatiseerde productieomgevingen vormt een ontbrekend meetapparaat een risico op vertragingen of kwaliteitsgebreken.

Daarnaast is er de verplichting om internationale normen en steeds strengere regelgeving in acht te nemen. Dit leidt tot hiërarchisch gestructureerde kalibratieprocessen waarin naast verschillende verantwoordelijkheden ook verschillende technologieën en testvoorschriften zijn geïntegreerd. De coördinatie van deze meerlaagse structuren is complex en foutgevoelig en kan ook directe gevolgen hebben voor de productveiligheid en de betrouwbaarheid van de conformiteitsverklaringen.

Hier komt nog bij dat bedrijven vaak te maken hebben met knelpunten bij externe kalibratiedienstverleners, alsmede bij hun eigen gespecialiseerde personeel. Lange doorlooptijden, gebrek aan personeel en beperkte flexibiliteit van kalibratielaboratoria kunnen leiden tot vertragingen die hoge kosten met zich meebrengen in de productieomgeving.

Een ander probleemgebied is de digitale integratie en documentatie. Veel bedrijven werken nog steeds met op papier gebaseerde of afzonderlijke systemen, wat een feilloze traceerbaarheid bemoeilijkt. Het ontbreken van interfaces tussen productie- en kwaliteitsborgingssystemen belemmert efficiënte processen en vormt een risico bij audits. Bovendien kan onvolledige of onjuiste documentatie de wettelijke conformiteit en productveiligheid nadelig beïnvloeden.

De verhouding tussen kosten en baten blijft voor veel bedrijven een constante uitdaging. Door de toenemende economische druk worden bedrijven vaak gedwongen af te wegen welke kalibraties werkelijk nodig zijn en welke kunnen worden uitgesteld. Besparingen op de verkeerde zaken kunnen echter ernstige gevolgen hebben.

Van hindernis naar oplossing: Innovatiegebieden in de kalibratie

Kalibraties kunnen echter niet alleen worden gezien als een noodzakelijke verplichting, maar bieden ook een kans – met name op het gebied van digitalisering en automatisering. Processen kunnen namelijk aanzienlijk worden versneld, wanneer bijvoorbeeld tijdrovende routinetaken zoals de registratie van meetgegevens geautomatiseerd kunnen worden.

Digitale traceerbaarheid kan van bijzonder belang zijn. Belangrijk hierbij is het verschil met het begrip herleidbaarheid: Herleidbaarheid wordt beschouwd als een technisch bewijs van meetnauwkeurigheid, terwijl met traceerbaarheid de volledige documentatie van productie- en leveringsprocessen wordt bedoeld. In plaats van versnipperde documenten of handmatige invoer, maken digitale systemen een continue koppeling van meetapparatuur, kalibratiegegevens en normen mogelijk voor digitale traceerbaarheid. Hiermee kunnen ook de vereisten voor de herleidbaarheid volgens internationale normen worden gewaarborgd. Door gebruik van digitale managementsystemen wordt de volledige kalibratiegeschiedenis automatisch gedocumenteerd en gekoppeld aan relevante normen zoals ISO/IEC 17025 of ISO 9001. Dit vergemakkelijkt niet alleen interne kwaliteitscontroles, maar ook externe audits en zorgt voor meer transparantie.

Als andere centrale bouwsteen kunnen cloudoplossingen worden toegepast, die niet alleen zorgen voor een efficiënt beheer van de kalibratiegegevens maar ook de auditconformiteit versterken. Door centrale gegevensopslag en gestandaardiseerde toegangsrechten kunnen bedrijven altijd aantonen dat hun testapparatuur volledig wordt bewaakt. Bovendien bieden cloudsystemen in de regel een hogere mate van gegevensbeveiliging dan veel lokale oplossingen. Met versleuteling van de gegevens tijdens verzending en opslag alsmede regelmatige back-ups bieden zij meestal een beveiligingsconcept op meerdere niveaus en zorgen ze tegelijkertijd voor toegang ongeacht de locatie.

Naast efficiëntere processen komen ook steeds meer oplossingen naar voren die direct bij het meetapparaat beginnen: Met automatische kalibratie en externe kalibratie kunnen bepaalde kalibraties direct tijdens bedrijf en zonder tijdrovende verzending naar externe dienstverleners worden uitgevoerd. Met name in sterk geautomatiseerde productieomgevingen vermindert dit stilstandtijden en verhoogt het de flexibiliteit.

Een strategisch voordeel kan vooral Predictive Maintenance zijn. Daarbij is het mogelijk om op basis van sensorgegevens, AI en statistische analyses vooraf te plannen wanneer een kalibratie daadwerkelijk nodig is. Dit kan de kosten verlagen, bijvoorbeeld door onnodige controles te vermijden.

Kwaliteit, veiligheid en conformiteit

Hoewel het kalibreren van meetapparatuur een technische noodzaak is die gepaard gaat met veel vereisten op organisatorisch vlak en qua regelgeving, biedt het tegelijkertijd een groot potentieel. Met het oog op de Smart Factory en Industrie 4.0 wordt namelijk duidelijk dat kalibratie een sleutelrol heeft in intelligente netwerkgebonden systemen. Digitale traceerbaarheid, cloudsystemen en anticiperende kalibratiestrategieën met behulp van Predictive Maintenance maken het mogelijk om processen niet alleen efficiënter, maar ook flexibeler en transparanter te maken. Kalibratie wordt zo een strategisch kwaliteitsinstrument dat bedrijven klaarstoomt voor de toekomst.

Afbeeldingen: Adobe Stock