Measurement Uncertainty คือการบอกว่าผลที่วัดได้น่าเชื่อถือเพียงใด มาตรฐาน ISO/IEC 17025:2017 ข้อ 7.6 กำหนดให้ห้องปฏิบัติการต้องระบุ uncertainty ของทุกการวัดที่ทำ และต้องรายงานในใบรับรองผลทดสอบเสมอ แต่หลายห้องแล็บยังเข้าใจผิดว่า uncertainty คือแค่ ±X% ที่ระบุในใบ CoC โดยไม่ได้คำนวณจริง

จากการวิเคราะห์ CAR ในห้องแล็บ ปัญหา Uncertainty Budget เป็น 1 ใน 10 อันดับ NC ที่พบบ่อยที่สุด บทความนี้จะอธิบายตั้งแต่หลักการ ไปจนถึงตัวอย่างการคำนวณจริง

ทำไม Uncertainty สำคัญต่อ ISO/IEC 17025

ข้อ 7.6 ระบุว่าห้องแล็บต้องประเมิน uncertainty สำหรับทุกการวัด และคำนึงถึง:

ผลการวัดที่ไม่มี uncertainty หรือมีแต่ไม่ได้คำนวณจริง = หลักฐานที่ไม่สมบูรณ์ ลูกค้าตัดสินใจ Pass/Fail ไม่ได้ และทำให้ผลทดสอบไม่มีค่าทางกฎหมาย

Type A vs Type B ของ Uncertainty

แหล่งความไม่แน่นอนแบ่งเป็น 2 ประเภทตาม GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement):

หัวข้อ Type A Type B
วิธีประเมิน สถิติจากการทำซ้ำ ข้อมูลภายนอก (CoC, manual)
ตัวอย่าง Repeatability, Reproducibility Calibration uncertainty, Resolution
Distribution Normal (มักใช้ s/√n) Rectangular, Triangular, Normal
สูตรพื้นฐาน u = s/√n u = a/√3 (rectangular)

โดยทั่วไป Type A คำนวณจากการทำซ้ำ ส่วน Type B ใช้ข้อมูลจาก CoC ของเครื่องมือ คุณสมบัติของ reference standard และ resolution ของจอแสดงผล

ขั้นตอนสร้าง Uncertainty Budget

ขั้นที่ 1: เขียนสมการการวัด (Measurement Equation) ระบุว่าผลการวัด (Y) ขึ้นกับตัวแปรอะไรบ้าง (X₁, X₂, ...)

ขั้นที่ 2: ระบุแหล่งความไม่แน่นอน ทบทวนทุกแหล่งที่อาจส่งผลต่อผลการวัด ใช้เทคนิค Fishbone Diagram จาก การวิเคราะห์ root cause ช่วยได้

ขั้นที่ 3: ประเมิน Standard Uncertainty (u) แต่ละแหล่ง แปลงค่าให้อยู่ในรูป standard uncertainty (1σ) เสมอ

ขั้นที่ 4: รวมเป็น Combined Uncertainty (uc) ใช้สูตร: uc = √(Σ(ci·ui)²) เมื่อ ci คือ sensitivity coefficient

ขั้นที่ 5: คำนวณ Expanded Uncertainty (U) U = k × uc โดยทั่วไป k = 2 ที่ 95% confidence

ตัวอย่าง: Uncertainty Budget ของการสอบเทียบ Vernier Caliper

สมมติว่าเราสอบเทียบ vernier caliper ที่ 50 mm ด้วย gauge block reference

ขั้นที่ 1: สมการ Lcaliper = Lgauge + Δrep + Δres + Δtemp

ขั้นที่ 2-3: ระบุและประเมินแหล่งความไม่แน่นอน

แหล่ง ค่า Distribution Divisor Standard u (mm)
Gauge block CoC 0.001 mm (k=2) Normal 2 0.0005
Repeatability (n=10) s = 0.003 mm Normal √10 0.00095
Resolution caliper 0.02 mm Rectangular 2√3 0.00577
Temperature effect 0.002 mm Rectangular √3 0.00115

ขั้นที่ 4: Combined Uncertainty uc = √(0.0005² + 0.00095² + 0.00577² + 0.00115²) ≈ 0.0060 mm

ขั้นที่ 5: Expanded Uncertainty (k=2) U = 2 × 0.0060 = 0.012 mm

ดังนั้น รายงานผล: 50.000 ± 0.012 mm (k=2, 95% confidence)

แหล่งความไม่แน่นอนที่มักลืม

หลายห้องแล็บใส่แค่ 2–3 แหล่งหลักลงใน budget แล้วลืมแหล่งอื่น ทำให้ uncertainty ที่คำนวณได้ต่ำเกินจริง ส่งผลให้ลูกค้าตัดสินใจผิด

แหล่งที่มักลืม:

แนะนำให้ทบทวน Budget ปีละครั้งใน Management Review และทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงวิธีหรือเครื่องมือ

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

1. ใช้ค่า uncertainty จาก CoC โดยตรงโดยไม่บวกแหล่งอื่น CoC บอก uncertainty ของ reference standard เท่านั้น ไม่ได้รวม contribution ของเครื่องมือ ตัวอย่าง และสภาพแวดล้อม

2. ลืมหารด้วย divisor ที่ถูกต้อง

❌ ใส่ค่า resolution 0.02 mm เป็น standard u ตรงๆ ✅ ต้องหารด้วย 2√3 เพราะ resolution มี rectangular distribution

3. ไม่ทบทวน Budget เมื่อเปลี่ยนวิธีหรือเครื่อง ทุกครั้งที่มี Method Validation หรือเปลี่ยนเครื่องมือ ต้องทบทวนว่า budget เดิมยังครอบคลุมอยู่หรือไม่

4. ไม่รายงาน uncertainty ในใบรับรอง ข้อ 7.8.3.1 (c) ระบุว่ารายงานผลต้องมี uncertainty เสมอ ยกเว้นกรณีที่ลูกค้าไม่ต้องการและกฎหมายไม่บังคับ การละเลยข้อนี้คือ Major NC

บทความที่เกี่ยวข้อง