Đo lường là khoa học về đo lường.
Bắt nguồn từ các từ metron trong tiếng Hy Lạp, có nghĩa là “thước đo”, và –ology, nghĩa là “nghiên cứu về”, đo lường là một thành phần cơ bản bao gồm tất cả những gì chúng ta đã có, nơi chúng ta hiện nay và sẽ tồn tại trong tương lai. Đo lường, trong mọi khía cạnh, là một ngôn ngữ mở rộng cho tất cả các ngôn ngữ khác — được sử dụng để truyền đạt số lượng, kích thước, tốc độ và thời gian.
Thêm vào định nghĩa này về đo lường là các từ “bao hàm cả các xác định thực nghiệm và lý thuyết ở bất kỳ mức độ không chắc chắn nào trong bất kỳ lĩnh vực khoa học và công nghệ nào. Tuy nhiên, khoa học đo lường không hoàn toàn là sự bảo tồn của các nhà khoa học. Nó là một cái gì đó quan trọng đối với tất cả chúng ta. Mạng lưới phức tạp nhưng vô hình của các dịch vụ, nhà cung cấp và thông tin liên lạc mà tất cả chúng ta đều phụ thuộc vào đo lường để hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy. Ví dụ: sự thành công về kinh tế của các quốc gia phụ thuộc vào khả năng sản xuất và kinh doanh các sản phẩm và linh kiện được chế tạo và thử nghiệm chính xác ”. (Văn phòng Trọng lượng và Đo lường Quốc tế, Đo lường là gì?)
Chúng tôi sử dụng phép đo mỗi ngày. Nó cung cấp cho chúng ta thông tin chức năng mà từ đó chúng ta có được kiến thức, hiểu biết và tầm nhìn xa. Chỉ riêng sự hiện diện của nó đã trở nên thiết yếu trong cuộc sống hiện đại. Khi chúng tôi có được một hoặc nhiều phép đo cho một quy trình hoặc nhiệm vụ, chúng tôi sẽ tự động đạt được hiểu biết sơ đẳng về nó. Mặc dù thông tin này có vẻ không liên quan đến chúng tôi, nhưng nó cung cấp cho chúng tôi một sự yên tâm không thể giải thích được. Chúng ta thường sợ hãi những điều chúng ta không hiểu. Tuy nhiên, một khi thứ gì đó được đo lường, chúng ta có thể trích xuất thông tin và thu được kiến thức — và kiến thức có sức mạnh.
Các đơn vị đo lường là phổ biến và không phụ thuộc vào ngôn ngữ mẹ đẻ của một người. Khi nói đến đo lường trong một lĩnh vực cụ thể, điều cần thiết là chúng ta phải nói cùng một ngôn ngữ. Ví dụ: hiệu quả tối đa trong sản xuất — do các công cụ chúng tôi sử dụng hàng ngày — phụ thuộc rất nhiều vào các phép đo chính xác. Xem xét động cơ đốt trong hoặc bộ vi xử lý cho van tim nhân tạo; trong những trường hợp này và những trường hợp khác, độ tin cậy và tuổi thọ của sản phẩm phụ thuộc vào dung sai sản xuất của micromet / micro-inch, và đôi khi thậm chí ít hơn.
“Khi bạn có thể đo lường những gì bạn đang nói và diễn đạt nó bằng con số, bạn biết điều gì đó về nó; nhưng khi bạn không thể diễn đạt nó bằng số, kiến thức của bạn thuộc loại ít ỏi và không đạt yêu cầu. Nó có thể là sự khởi đầu của kiến thức, nhưng trong suy nghĩ của bạn, hầu như không có gì là tiến bộ của khoa học ”.
Lord Kelvin (1824-1907)
Kể từ khi con người ban đầu bắt đầu đo lường mọi thứ cho mục đích riêng của mình, đã có nhiều nỗ lực (thành công hoặc cách khác) để tiêu chuẩn hóa. Chúng tôi đã phát triển nhiều cách đo chiều dài rõ ràng, từ cubit đến barleycorns; ngày nay, chúng ta có inch, foot, yard và dặm — tất cả đều bắt nguồn từ các đơn vị thông thường của Hoa Kỳ. Với rất ít trường hợp ngoại lệ, gần như mọi khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta đều được hệ thống phong tục của Hoa Kỳ ngày nay chạm vào.
Việc thiếu một hệ thống đo lường chuẩn hóa trong quá khứ là nguyên nhân gây ra sai sót liên tục và thậm chí là gian lận trong các giao dịch thương mại và xã hội. Cho đến khi có sự phát triển vượt bậc trong cả lĩnh vực công nghiệp và thương mại, các tiêu chuẩn đo lường mới được áp dụng. Tuy nhiên, có một điều không đổi: để sử dụng một tiêu chuẩn, nó phải chính xác. Trong lịch sử của ngành công nghiệp bê tông và nhiều ngành công nghiệp khác, các tiêu chuẩn hạn chế đã dẫn đến việc đo lường nhất thiết phải phụ thuộc vào các ước tính và lời kêu gọi phán đoán đôi khi rất sai lệch, ngay cả khi được thực hiện một cách thiện chí. Các thước đo tiêu chuẩn nhằm cho phép so sánh giữa các công ty không phải lúc nào cũng là cách chính xác nhất để đánh giá giá trị của một công ty cụ thể. Điều này đặc biệt đúng đối với các công ty đổi mới trong các nền kinh tế đang phát triển nhanh chóng - dẫn đến các biện pháp không chính thức đi kèm với các vấn đề của chính họ. Các ví dụ khác về sự không chính xác hoặc không có khả năng tiêu chuẩn hóa các phép đo đã góp phần vào trách nhiệm giải trình mờ nhạt và hiệu suất không đạt yêu cầu.
Tại Hoa Kỳ, các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô và máy tính trị giá hàng trăm tỷ đô la. Hiệu suất và chất lượng cảm nhận của các sản phẩm hoặc dịch vụ do các ngành này sản xuất có ảnh hưởng trực tiếp đến thành công thương mại của họ. Những yếu tố này đã được kiểm soát bởi sản phẩm đã được tạo ra hoặc dịch vụ đã được cung cấp tốt như thế nào. Như trường hợp của bất kỳ ngành nào, luôn có nhận thức để cải thiện cả hai trong khi các công ty tìm cách vượt lên đối thủ cạnh tranh và chiếm thị phần. Sự cạnh tranh này, cùng với nhận thức rằng việc cắt giảm chi phí thông qua các lối tắt (dẫn đến sai sót trong quá trình), đã buộc sự suy giảm của dung sai kỹ thuật nói chung. Sự phát triển nhất quán trong phép đo độ chính xác (đo lường) - cùng với sự ra đời của các công nghệ đo lường mới (trớ trêu thay, chỉ có thể là do công nghệ cũ) - đã cho phép những dung sai này liên tục giảm xuống mà không cần suy đoán nhiều. Xem xét quá trình hoàn thiện bê tông: hiệu suất của quá trình hoàn thiện bê tông sẽ tiếp tục được cải thiện theo thời gian do các công nghệ hiện đại và khoa học tiên tiến — bất chấp các lỗi trong quá trình do kỹ thuật giá trị.
Một ví dụ cổ điển về cách đo lường chính xác có liên quan đến chất lượng và thành công thương mại được tìm thấy trong các lực bắt buộc để mở cửa ô tô được sản xuất tại thị trường Hoa Kỳ và Nhật Bản. Trong những năm 1980, lực lượng yêu cầu mở cửa ô tô của Mỹ và Nhật Bản chênh lệch nhau một hệ số. Nguồn gốc của sự khác biệt là cửa ô tô Nhật Bản có dung sai trên cửa và các cụm cửa là 1mm và dễ mở hơn so với đối tác Mỹ sử dụng dung sai 1/8 inch (3.175mm). Việc dễ dàng mở cửa là một khía cạnh quan trọng trong chất lượng cảm nhận của toàn bộ sản phẩm — liên quan trực tiếp đến độ chính xác của sản xuất. Chỉ riêng chi tiết này đã dẫn đến những hậu quả kinh tế lớn đối với ngành công nghiệp động cơ của Mỹ.
Năm 1989, chuyến bay 232 của United Airlines hạ cánh xuống sân bay Sioux City, Iowa, với thiệt hại rất lớn — 110 trong số 285 hành khách trên máy bay của hãng đã bị thương nặng. Máy bay Douglas DC-10 bị hỏng động cơ số hai, khiến cả ba hệ thống thủy lực bị phá hủy. Không có bộ điều khiển nào hoạt động ngoại trừ cần đẩy lực đẩy cho hai động cơ còn lại, chiếc máy bay đã vỡ thành nhiều đoạn khi cố gắng hạ cánh khẩn cấp. Sự cố thảm khốc của động cơ là kết quả của sự không hoàn hảo bề mặt trong đĩa quạt tuabin được đánh giá là nhỏ hơn một hạt cát đơn giản. Sự không hoàn hảo này là kết quả của một lỗi trong sản xuất và bị bỏ qua bởi nhiều biện pháp kiểm soát chất lượng.
Phép đo vĩ mô và vi mô liên quan đến việc gán các số cụ thể cho các khía cạnh và tính năng khác nhau, làm cho các phép đo nói trên có thể so sánh ngay lập tức với các phép đo khác. Nếu phương sai này xảy ra với kích thước của một quả bóng đá, thì giá cuối cùng sẽ bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, tầm quan trọng của một phương sai đo lường thường không được hiểu rõ và dễ bị bỏ qua cho đến khi một điều gì đó thảm khốc xảy ra như chúng ta đã thấy từ ví dụ trên.
Đo lường là gốc rễ của nghiên cứu và kiểm tra trong lĩnh vực đo bề mặt bê tông. Chính hành động tiêu chuẩn hóa là nguyên nhân để tiến hành phép đo. Chủ đề thường được thực hiện là về kết cấu bề mặt - cụ thể là việc định lượng rõ ràng các đặc điểm của kết cấu bề mặt bằng phần mềm để dễ dàng tính toán các thông số kết cấu bề mặt và tạo ra một chỉ định số của lớp hoàn thiện đã dịch.
Theo truyền thống, phép đo bề mặt trong các ngành khác được giải thích theo mối liên hệ chặt chẽ của nó với các ngành khác — chẳng hạn như kiểm soát máy móc (tốc độ quy trình), chất lượng của dụng cụ / vật liệu mài mòn và quy trình sản xuất. Nghe có vẻ quen? Các nguyên tắc và quy trình tương tự, gần như chính xác, có thể được so sánh với ngành công nghiệp bê tông. Ai là người sản xuất các công cụ ưu việt nhất để tạo ra thành phẩm được chỉ định? Nếu chúng ta đo lường kết quả, chúng ta có thể tự tin dự đoán kết quả một cách chắc chắn. Ai là người chế tạo ra chiếc máy ưu việt nhất để gia công những công cụ mới được trao giải mà chúng tôi đã chọn? Chúng tôi sẽ đo lường. Bề mặt bê tông phải được sản xuất để có vẻ nghệ thuật nhưng được hoàn thiện bằng các quy trình đo lường và quy định.
Nguyên nhân tạo ra kết cấu bề mặt? Mọi bề mặt, ngay cả khi nhìn bằng mắt thường, đều có một số dạng cấu trúc kết cấu có dạng một loạt các đỉnh và thung lũng. Việc kiểm tra dưới dụng cụ phóng đại sẽ cho thấy cấu trúc phức tạp của các đỉnh và thung lũng khác nhau về chiều cao và khoảng cách và tạo nên một kết cấu bề mặt cụ thể. Việc kiểm tra kết cấu này có một ý nghĩa rất thiết thực. Kết cấu bề mặt có các đặc tính là kết quả của cách bề mặt được tạo ra (ví dụ: dụng cụ cắt tạo ra khoảng cách đồng nhất với các hướng xác định (phay dọc) trong khi mài tạo ra khoảng cách ngẫu nhiên), cũng như các yếu tố khác như cấu trúc tinh thể và chất đóng rắn / đông đặc trên bề mặt. Đúng vậy, ngay cả các hóa chất và phản ứng của chúng cũng có thể được đo lường tích cực vì chúng cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến không chỉ kết cấu được tạo ra mà còn cả tiềm năng của kết cấu được giữ lại. Những yếu tố này kết hợp với nhau tạo nên các đặc tính của bề mặt và ảnh hưởng đến hiệu suất, chất lượng và tuổi thọ của sản phẩm. Nếu chúng ta có thể kiểm soát kết cấu bề mặt thì chúng ta có thể kiểm soát những khía cạnh này của sản phẩm. Để thử điều này, chúng ta phải định lượng nó bằng cách đo lường trước.
Việc đo kết cấu bề mặt trong suốt quá trình cho phép cải thiện thành phẩm bằng cách kiểm soát và tối ưu hóa quy trình. Việc kiểm soát kết cấu bề mặt này đã được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô trong nhiều năm và cho phép giảm thời gian “ngắt quãng” đối với động cơ với hiệu suất nhiên liệu tăng và lượng khí thải thấp hơn. Tất nhiên, điều này không chỉ mang lại lợi ích cho ngành công nghiệp ô tô — mọi thứ từ khớp hông giả đến ổ đĩa cứng và thậm chí cả nha khoa đều đã cải thiện hiệu suất từ việc kiểm soát kết cấu bề mặt. Việc đo lường khi kết thúc quy trình sẽ tiết lộ một chương trình bắt buộc để duy trì lớp sơn hoàn thiện đã sản xuất và góp phần nâng cao chất lượng tổng thể được bảo toàn theo thời gian.
Cuối cùng, mọi thứ được làm đối với bê tông đều ảnh hưởng đến kết cấu bề mặt của nó và có thể được đo lường — từ cách sử dụng đến cách bảo dưỡng. Ngay cả khi mới bắt đầu, bê tông được đo ở cấp vĩ mô (độ phẳng sàn / độ phẳng sàn, Ff / Fl). Mặc dù vẫn còn sự tăng trưởng to lớn cần đạt được ở cấp độ vi mô (kết cấu bề mặt, Ra), nhưng tất cả chúng ta chắc chắn có thể nỗ lực để hiểu rõ hơn về phép đo và các tác động của nó và theo mặc định, trở thành những người tạo ra sự thay đổi mạnh mẽ trong một ngành năng động.
