La gestione dei processi di misurazione
all'interno delle organizzazioni

1. Introduzione

La norma UNI EN ISO 9001:2000 è basata sul modello PDCA - Plan, Do, Check, Act - applicato ad ogni tipo di processo dell'organizzazione certificata secondo la norma citata. In base a tale modello, i quattro passaggi chiave nella gestione del generico processo sono:

1. 1) la pianificazione del processo, ovvero l'individuazione degli obiettivi e delle strategie da adottare per raggiungere gli obiettivi stessi;
2. 2) la conduzione del processo secondo quanto pianificato;
3. 3) il monitoraggio dell'efficacia ed efficienza del processo;
4. 4) tenendo conto di quanto emerso in fase di monitoraggio, l'attuazione di opportune azioni migliorative per ottenere maggiore efficienza e maggiore efficacia.

Va da sè che in un processo a carattere puramente chimico-fisico (figura 1), la fase di monitoraggio avviene sostanzialmente attraverso il controllo di parametri quali ad esempio temperatura, pressione, pH, concentrazione di una particolare sostanza chimica ecc.

Gli aspetti principali che influenzano la fase di monitoraggio del processo sono i seguenti:

• scelta del parametro o dei parametri chiave per il controllo del processo;
• scelta della zona di controllo del processo (a monte, lungo il processo o a valle di questo);
• misura dei parametri chiave;
• analisi delle misure effettuate.

I primi due punti rappresentano sicuramente un aspetto critico della fase di monitoraggio ma vengono essenzialmente analizzati nella fase di pianificazione del processo; di contro, gli ultimi due punti sono parte integrante della fase di controllo, che può essa stessa essere definita come "processo di misurazione".

Attraverso l'elaborazione e l'analisi dei dati misurati sarà possibile decidere quali siano le azioni correttive e/o preventive da adottare sul processo principale. È ovvio come tali decisioni, oltre che dal metodo di analisi, siano influenzate dalla correttezza delle misure effettuate o, per meglio dire, dall'efficacia ed efficienza del processo di misurazione.

L'AUTORE.
L'ingegner Sergio Giacobello
svolge la libera professione
come consulente aziendale
per sicurezza, ambiente e qualità
telefono: 070.2087084
sergiogiacobello@tiscali.it

2. Classificazione delle apparecchiature di misura

I casi in cui la qualità di un servizio o prodotto è fortemente influenzata dalla correttezza delle misure eseguite lungo la filiera produttiva sono molto frequenti. La norma UNI EN ISO 9001 (punto 7.6) impone precisi requisiti circa la gestione delle "apparecchiature di misurazione". La norma richiede che le apparecchiature di misura siano tarate o verificate ad intervalli regolari.

Questo importante requisito offre la possibilità di classificare le apparecchiature di misura in due categorie principali:

• apparecchiature di misura utilizzate per effettuare controlli nei processi produttivi, che in questa sede chiameremo dispositivi di misurazione;
• apparecchiature di misura utilizzate per il controllo dei dispositivi di misurazione, che in questa sede chiameremo dispositivi campione.

Per meglio chiarire può essere opportuno un esempio. Una catena di supermercati incarica la ditta di trasporti Rossi Srl di effettuare il trasporto di alcuni prodotti alimentari. Uno dei requisiti richiesti è quello di effettuare il trasporto ad una temperatura di 4 °C ± 1 °C. Per tale motivo il responsabile del sistema qualità della ditta decide di dotare i camion frigoriferi di termometri di minima e massima ed incarica ogni autista di riportare giornalmente su un modulo le temperature indicate dai termometri.

Viene inoltre acquistato un termometro campione utilizzato per effettuare mensilmente la taratura dei termometri in dotazione ad ogni mezzo. Secondo la classificazione operata, i termometri di minima e massima costituiranno i dispositivi di misurazione della ditta Rossi, mentre il termometro campione costituirà il dispositivo campione.

È importante sottolineare che la presenza dei dispositivi di misurazione non implica necessariamente la presenza dei dispositivi campione. Le operazioni di taratura possono essere infatti demandate ad una o più ditte esterne. La scelta di effettuare direttamente con risorse aziendali la taratura, o di demandarla a terzi, è dettata sicuramente da considerazioni di carattere economico.

Nel caso preso come esempio, la ditta Rossi ha scelto di effettuare direttamente la taratura dei propri termometri. Tale scelta implica una serie di attività quali la formazione del personale incaricato di effettuare la taratura, l'acquisto del termometro campione, la redazione di un'istruzione di taratura, l'effettuazione periodica della taratura. Evidentemente la ditta Rossi ha valutato che i costi relativi alle attività elencate sono inferiori rispetto a quelli necessari per l'affidamento della taratura ad una ditta esterna.

3. Taratura e conferma metrologica

Come gia detto, la norma UNI EN ISO 9001, impone la taratura periodica delle apparecchiature di misura. È opportuno, pertanto, chiarire meglio il concetto di taratura. La norma UNI ISO 10012-2 :2001 "Assicurazione della qualità relative agli apparecchi per misurazione. Linee guida per il controllo dei processi di misurazione" dà la seguente definizione di taratura: "insieme delle operazioni che stabiliscono, sotto condizioni specificate di misurazione, la relazione tra valori indicati da uno strumento di misura, o da un sistema per misurazione, o i valori rappresentati da un campione materiale ed i corrispondenti valori di un misurando".

La definizione appena data può essere non esaustiva nel caso di apparecchiature le cui operazioni di taratura debbano necessariamente essere accompagnate da verifiche o controlli di contorno, come, per esempio, controlli di tenuta di guarnizioni, oppure raggiungimento di valori di pressione particolari. In altri casi, l'intervento di taratura richiede addirittura la sostituzione di alcuni componenti (filtri, valvole, misuratori di portata, ecc.).

In questi casi più che di taratura è opportuno parlare di conferma metrologica dell'apparecchiatura di misura. La norma UNI ISO 10012-2:2001 fornisce la seguente definizione: "insieme di operazioni richieste per assicurare la conformità dell'apparecchiatura per misurazione ai requisiti relativi alla sua prevista utilizzazione".

È opportuno inoltre riportare la nota n. 1 di accompagnamento alla definizione di conferma metrologica riportata nella norma UNI EN ISO 9000: "La conferma metrologica di regola comprende la taratura o la verifica, le eventuali regolazioni o riparazioni necessarie e la successiva ritaratura, il confronto con i requisiti metrologici relativi alla prevista utilizzazione dell'apparecchiatura, nonché la sigillatura e l'etichettatura eventualmente richiesta".

Un'organizzazione che intenda certificarsi deve assolutamente stabilire in maniera univoca quali processi di misura possano essere considerati delle tarature e quali delle conferme metrologiche.

4. Riferibilità delle tarature

Uno dei requisiti richiesti dalla norma nell'ambito della taratura dei dispositivi di misurazione è quello di effettuare la taratura con dispositivi campione che siano riferibili a campioni nazionali o internazionali. In altre parole, deve essere definita in maniera univoca la catena di riferibilità che lega la taratura effettuata in un'azienda od organizzazione a campioni di riferimento di indubbia attendibilità, attraverso una serie di altrettante operazioni di taratura effettuate in momenti diversi con apparecchiature via via sempre più precise (figura 2).

In Italia, la legge n. 273 dell'11 agosto 1991 ha istituito un sistema di taratura nazionale identificato con l'acronimo SIT (Sistema Italiano di Taratura). Il sistema di taratura prevede l'esistenza di laboratori accreditati per l'effettuazione di tarature che siano riferibili a campioni nazionali o internazionali. I certificati di taratura emessi da tali laboratori riportano un logo comune che garantisce all'utente, anche legalmente, la riferibilità delle misure.

Un'organizzazione che voglia ottenere la certificazione di qualità dovrà quindi accertarsi che le tarature effettuate presso la propria struttura siano riconducibili, attraverso una catena di riferibilità, a quelle effettuate da laboratori accreditati ad emettere certificati di taratura con logo SIT (nel gergo comune tali laboratori vengono chiamati centri SIT).

Nella pratica, tale accertamento è di facile attuazione: pensiamo infatti all'esempio della ditta di trasporti Rossi Srl che, come visto in precedenza, ha deciso di effettuare direttamente la taratura delle proprie apparecchiature di misura (i termometri minima e di massima in dotazione ad ogni camion). Di tale attività viene data evidenza tramite l'emissione contestuale di rapporti di taratura. Per soddisfare il requisito della riferibilità, una delle informazioni da riportare nei rapporti di taratura della ditta Rossi è quella relativa all'identificazione del dispositivo campione utilizzato (il termometro campione). Tale apparecchiatura deve, a sua volta, essere periodicamente tarata e, per far questo, la ditta Rossi la spedisce annualmente ad una ditta esterna.

Analogamente a prima, l'evidenza di tale attività è fornita dal rapporto di taratura emesso dalla ditta esterna ed in possesso della ditta Rossi. La ditta esterna non deve necessariamente essere un centro SIT, ma sicuramente dovrà citare nel rapporto di taratura quali dispositivi campione ha utilizzato per effettuare la taratura stessa. La riferibilità è garantita soltanto se queste apparecchiature sono state tarate presso un centro SIT e, pertanto, nel rapporto di taratura della ditta esterna dovranno anche essere riporatati i riferimenti di tale certificazione.

Sistemi di taratura analoghi a quello italiano esistono anche in altri paesi. Si citano quali esempi il COFRAC (Francia), l'UKAS (Gran Bretagna), il RAT (Germania); reciproci accordi tra gli organismi indicati fanno si che le certificazioni di taratura siano equivalenti indipendentemente da quale organismo abbia fornito l'accreditamento al centro di taratura.

5. Risultato delle misurazioni e incertezza di misura

La misura di una grandezza è sempre affetta da errori di carattere casuale o sistematico; ciò implica l'impossibilità di determinare con esattezza il valore reale di un misurando. D'altra parte è possibile stimare un intervallo di valori entro cui, con un determinato grado di probabilità, è lecito supporre sia compreso il valore reale. L'intervallo in questione è definito una volta che sia stato quantificato un parametro chiamato "incertezza di misura" e generalmente indicato con la lettera U. Alla luce di quanto abbiamo detto, la maniera corretta di esprimere il risultato Y di una misurazione è il seguente:

Y ± U

Indicando con Y_V il valore reale del misurando, la notazione precedente implica l'esistenza di una probabilità nota P che sia:

Y - U ≤ Y_V ≤ Y + U

La differenza Y - Y_V è definita come accuratezza della misurazione. È possibile affermare quindi che quanto più tende a zero il valore di U, tanto più è accurata la misurazione.

Obiettivo principale di un'operazione di taratura dovrebbe essere quello di stimare l'incertezza U. Tale stima di U implica una serie di competenze difficilmente disponibili presso un'azienda di piccole o medie dimensioni ed è comunque effettuata attraverso:

• valutazioni di carattere statistico su una serie "n" di misure ripetute;
• valutazioni di tipo documentale (certificati di taratura, parametri chimico-fisici noti in natura, ecc.);
• esperienza dell'operatore.

Generalmente, la scelta più semplice è demandare la taratura ad un ente esterno che assicuri e dia evidenza oggettiva della riferibilità delle misure effettuate (§ 4). L'azienda, comunque, dovrebbe essere in grado di leggere criticamente i rapporti o i certificati di taratura che ha commissionato. In altre parole, l'azienda deve essere in grado di valutare gli elementi in entrata nella determinazione dell'efficacia del processo di misurazione.

Torniamo all'esempio della ditta di trasporti Rossi. Supponiamo che la taratura del termometro in dotazione ad uno dei camion abbia dato i risultati seguenti:

L'efficacia del processo di misurazione è strettamente subordinata al requisito del processo principale, ovvero trasporto effettuato ad una temperatura compresa nell'intervallo 4 ± 1 °C. Nel caso in esame risulta:

U < 1

Siamo quindi in grado di valutare quali misure del termometro possono essere considerate conformi e quali potenzialmente no. Supponiamo infatti che risulti dalle registrazioni una situazione come questa:

Le temperature rilevate devono essere riviste sommando e sottraendo l'incertezza di misura pari a 0.3 °C. Così facendo, è possibile verificare che le temperature evidenziate con l'asterisco rappresentano dei dati potenzialmente non conformi.

Se ottenessimo dalla taratura un valore di U superiore a 1, tutti i valori di temperatura riportati nella tabella sarebbero da considerarsi potenzialmente non conformi ed il processo di misurazione totalmente inefficace.

Nell'esempio in esame, possiamo definire le seguenti condizioni di efficacia del processo di misurazione:

1 - U = 0 : efficacia nulla

1 - U = 1 : efficacia massima

6. Conclusioni

La poca attenzione applicata agli aspetti metrologici dei processi, è una consistente fonte di non conformità sia in fase produttiva che durante le visite ispettive effettuate dagli enti di certificazione. Il trattamento di tali non conformità è molto spesso accompagnato da costi elevati (si pensi per esempio a cosa possa significare il ritrattamento o addirittura l'eliminazione di prodotti non conformi). È opportuno, pertanto, che le aziende considerino la gestione metrologica delle apparecchiature un investimento e non, come solitamente accade, un costo.

Sergio Giacobello