JP2013190439A - 基準分銅のトレーサビリティを保証する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】重量測定装置用、具体的には天秤チェック用又は更なる分銅チェック用の、識別を有する基準分銅を提供する。
【解決手段】基準分銅１の外面に適用されるこのマークは、恒久的に適用される機械読み取り容易な識別コード２を有していて、個別品目として個々の分銅片を再識別することを可能にする。これによって、識別可能な基準分銅１を遡ってトレースする方法を実装することが可能になる。また基準分銅１の逆トレーサビリティに関するシステムは、マーク検出用の１つ以上の読取機６と、電子的に処理され得る識別コードに機械読み取り容易な識別コードが逆変換され得るための１つ以上のプロセッサー１０と、１つ以上のメモリーユニット、具体的には少なくとも、識別コードに含まれているデータ記憶用のデータベース８と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、測定方法に関する分野に属し、天秤をチェックするための分銅、及び別の分銅をチェック又は測定するために使用される分銅に関する。

高精度天秤、具体的には微量天秤、及び超−微量天秤、化学天秤、又は精密天秤などは、時間の経過を通して測定偏差を引き起こし得る影響要素に支配される。したがって、そのような天秤は、それらが正確な計量結果を生み出すことを確実にするために、定期的にチェックされる必要がある。そのような規定の枠組みの中で実行されるチェック、いわゆる定期検査は、薬理学、バイオテクノロジー、及び具体的には食品技術分野において使用される天秤に対し公式に要求されていて、ＦＤＡ規則（食品医薬品局、米国保健社会福祉省）に定められている。しかしながら、天秤の製造業者は、自らの顧客に商用アプリケーションにおいて使用される天秤が一定間隔でチェックされることも推奨している。

人は、偏差を決定するための公称値に定義されている基準分銅を使用している。標準規格、例えば、ＯＩＭＬ（国際法定計量機関）によって発行されている国際的に認められている勧告Ｒ１１１によると、これらの種類の基準分銅は、実際の重量値が、公称重量値と関連した範囲になければならない許容範囲限界の支配下にある。このトレラントシステム下において、分銅は、異なる精度要件に従う異なる分銅等級に分けられている。例えば、Ｅ１級（最大精度等級）において、１ミリグラムに対する許容範囲限界は±０．００３ｍｇであるが、Ｍ１級（１ミリグラムの分銅に適切な最小精度等級）において、許容範囲限界は±０．２ｍｇである。

本文脈で使用されている用語「基準分銅」は、具体的には調整制御の支配下にある領域において、天秤又は分銅をチェック、校正、及び／又は証明するために使用されるすべての種類の分銅を含んでいることを理解されたい。これらの基準分銅は、時として検証分銅又は校正分銅とも呼ばれている。

基準分銅は、１つの固体片又はいくつかの材料の片で構成され得る。単一片の基準分銅は、一材料の塊からできているが、より多くの片から構成されている基準分銅は、内部に空洞を有していて、その空洞が、公称分銅が得られる地点まで、いわゆる調整物質で満たされて塞がれる。しかしながら、複数の片で構成されている基準分銅が、ＯＩＭＬに従う最大精度の等級において許容されないことを留意されたい。

基準分銅の実際の重量値は、時間経過につれ、摩耗のために変化するので、−これらの基準分銅が基準天秤に使用される場合、−これが、計量結果も産業プロセスもそれらの許容範囲限界外に及び得る結果を有し得る。したがって、どんな場合でも基準分銅の許容範囲を満たすことを保証する必要がある。この目的を達成するために、基準分銅それ自体が、定期的に別の基準分銅、いわゆる検証規格に対し、チェックされる。そのような検証チェックに関する時間間隔は、分銅の精度等級それぞれ、又は適用領域及び適用の特定環境に依存している。

個々の基準分銅それぞれに関して、特定時の実際の重量値、公称重量値、所与の等級限度に関連する精度等級、並びに校正識別番号及び校正数の証明書を記載された証明書が要求時に発行される。その都度、別の検証チェックいわゆる再校正が、後日実行され、同一の分銅に割り当てられる新しい証明書番号で新しい証明書が発行されるが、同一の校正識別番号が、分銅に割り当てられたままである。

異なる重量値を有する基準分銅又は基準分銅セットは、それらの適用場所に後で配布するために、ユーザーによって保存用に、特別な分銅コンテナ・ケースに保存されている。そのようなコンテナ・ケースの中には、適切に形取られて配置している分銅単位それぞれを提供する収納部が存在していて、例えば、１００グラム分銅は、１００グラム分銅用の収納部だけに正確に噛み合って正しい位置に配置され得るが、５０グラム分銅用の収納部には正しい位置に配置されないと同時に、２００グラム分銅用の収納部には完全に満たされず、分銅と収納部との間の相関が大きさに基づいて考えられている。個々の分銅片に関する証明書がこれらのコンテナ・ケースに配置されていて、原則として証明書と基準分銅との間の関係が規定されている。これは通常、コンテナ・ケース上に添付された校正識別番号が印刷されているラベル及び証明書番号が印刷されている更なるラベルによって、明らかにされる。

しかしながら、前述した定期検査を実行する過程においては、手動の基準分銅処理のために分銅片とそれに関連する証明書及び／又はその校正識別番号との間の関係が容易に失われる可能性がある。これは例えば、天秤が４００グラムに対する証明又は校正がされる場合、−利用可能な４００グラムの分銅が存在しないので−この目的の場合、代わりに２００グラムの分銅片及び２つの１００グラムの分銅片が使用される場合、発生する。２つの１００グラムの分銅片が、同一のコンテナ・ケースに保存されているか、又は２つの異なるコンテナ・ケースからもたらされるか否かにかかわらず、処理中に、２つの１００グラムの混同をもたらす処理エラーが生じる可能がある。この結果は、証明書と分銅片との間の誤った照合一致であって、効果的なチェックもされ得ず、この種類の誤りは発見されないままである。

この方法は、証明書を基準分銅、すなわち物理的な分銅片自体と結びつけるどんな明確な相関関係もないという課題を有している。したがって、そのような基準分銅の取り扱いは、証明書と校正分銅片との間の正しい照合一致が恒久的に保存されていることを保証にするための最大の努力を必要とする。まだ、この目標を達成するどんな保証も存在しない。不注意による混同は排除され得ず、それらは事後、確実に検出され得ない。

ドイツ特許出願第４００６３７５Ａ１号において、重量値を表すマーキングコードを有する基準分銅装備に関する概念が開示されている。これは、重量値を分銅片自体の中に含まれている電子回路に電子的にストアすることによって実現されている。これは、電気接触がデータ送信に分銅片から天秤、逆もまた同様に必要なことと、これらの接触のために分銅を定義された位置に設定する必要があって、具体的には製造品を作成して誤りやすいプロセスを使用する、特別な装置を必要とする。電子データの記憶装置も全体的にエラーが起こりにくいわけではなくて、この場合も、基準分銅の不適当な取扱い又は素材疲労どちらかによるデータエラー、及びその結果かくして生ずる校正誤差が完全に排除され得ない。更に、この種の基準分銅を製造することは高価である。

識別マークだけは、実際の初期値を含んでいるので、このコード体系は、分銅片それぞれに関する個々の識別を提供するのではなくて、重量値に従った分類だけを提供する。この参照の中で説明されている方法において、分銅の電子データ記憶装置に入力される、実行され得る最大可能な分銅のチェック数の範囲だけ個々の分銅片が遡ってトレースされ得、分銅のチェックそれぞれがこの上限に達するまで数えられる。この時間枠を超えたトレーサビリティ、又は製造場所及び製造日、製造ロット番号のような他の属性に関するトレーサビリティは、不可能である。したがって、例えば、製造ロットの製造エラーの場合、要求され得るリコール運動は、このように識別されている基準分銅に対しては考えられ得ない。

ドイツ特許第４００６３７５Ａ１号

したがって本発明の目的は、基準分銅の設計を、分銅が恒久かつ個別にトレース可能な方法で前に進めることである。

本目的は、基準分銅自体が識別、具体的には、分銅外面の機械可読識別コードを介するマークを伝え、それによって分銅片それぞれが個別に認識可能にされ得る概念を介し、達成される。

この概念は、基準分銅がそれらの証明書に恒久的に確実に照合一致され得、すべてのデータが機械によって読み出され得、処理され得、必要な場合、中枢にストアされ得るという利点を有する。かくして、分銅の取り扱いにおける混同は、それらが発生した後、大体において回避され得るか又は確実に検出され得る。更に、例えば、ＯＩＭＬのＥ級の分銅等級に分類された基準分銅が、許容範囲から逸脱していることが見出された場合、そのような分銅は、どのような問題もなく、より下位の精度の等級に割り当てられ得る。

そのような識別システムは、モノリシック構造及び１つより大きい片から組み立てられる基準分銅に好都合である。基準分銅は、適切な標準規格によって定められる不変の物質密度の金属又は合金で作られている。

分銅片の外部に識別コードを配置することは、単純な方法でコードを添付してそれを読み取る処理を実現できるという利点を有する。
好都合な実施形態において、識別コードをバイナリー形式の表現、具体的にはデータマトリクスコード又は小型バーコードとして実装することを意図している。

望ましい実施形態において、識別コードは、分銅片に固有に割り当てられる分銅番号を含んでいる。
実用的な更なる開発された実施形態において、識別コードは、例えば、製造ロット番号及び特定の日付、具体的には製造日、マーク適用日、及び／又は最初の校正日を含む分銅片それぞれに関する更なるデータを含む。これは、分銅のチェックプロセスの間、基準分銅のデータが外部データベース又は社内の記憶媒体上のデータバックアップにアクセスせずに取得され得、したがって、そのような処理が簡素化され、迅速に処理されるという利点も有する。

本発明は更に、前述の基準分銅が、時間を遡ってトレースされ得るための方法を提供する目的を有している。
これは以下によって達成される。
１）識別コードを規定し、
２）識別コードの機械可読コード形式を変換し、
３）分銅片上にマーク又は区別手段としての機械可読フォーマットコードを配置する。

識別コードは実質的に、基準分銅に固有に割り当てられる分銅番号を含む。しかしながら、所望され得る別の任意の方法で識別コードを設定することも考えられる。ただ１つの本質的必須要件は、このように規定された識別コードが分銅片上のマークとして配置される意図された機械可読コードへの変換に適し得る必要があることである。この処理は、基準分銅の製造に続いて直ちに実行されるか又は後の時点においても実行され得る。製造過程の範囲内のマークを含むことは、単一の分銅片すべてが識別可能であって、その結果、製造過程完了のときには既にトレース可能であるという利点を有する。一方、マークを後で適用することは、それらの証明書それぞれとの相関関係が失われた場合、既に使用中の基準分銅がその後、再度、それらをトレース可能な識別を付与されるという利点を有する。

実際には、識別コードをマトリクスコードか又は小型バーコードに変換することによって、コード変換を実装することを意図している。
バイナリー形式の表現を使用するマーキング方法の好都合な実装において、マーキング処理は、レーザーを用いて実行される。これは、マーキング処理が材料損失もなく、又は最悪の場合でも最小量の損失だけで実行され得、マーキングが分銅片と恒久的な方法で同時に接続されるという利点を有する。既知のレーザーマーキング処理は、マット仕上げ法又はいわゆるアニーリングカラー方法を介して識別コードのパターンを製造し得る。

マーキングアプリケーションに適合した別のインスクライビング方法は、例えば、ピンマーキング、エッチング、又は電子ビームスクライビングを含む。しかしながら、本明細書に言及されているもの以外の更なる方法が同じく考えられる。

本方法の好都合な更なる開発によるマーキングが基準分銅に適用された後、識別コードそれぞれは、データベースに恒久的にストアされる。これは、登録された識別コード及びそれらを用いてマーキングされた分銅片のデータを系統的に処理し、管理する好都合な可能性を生成する。データベースに識別コードと一緒に証明書データを登録し、ストアすることも好都合である。かくして、個々の単一の基準分銅のための証明書データが利用可能なように、自動的に保存され、単純で確実な方法で要求時に送出され得る。

証明書がコントロール分銅用に書き込まれるとき、それは、識別コードへの固有の参照を含んでいる。特に、識別コードが分銅に固有に割り当てられている分銅番号を含んでいる場合、分銅番号も証明書に記載される。

また、チェック手続き、校正手続き、又は再校正手続きは、最初の基準分銅、具体的には検証規格に対する更なる基準分銅比較も含み得るので、最初の基準分銅、特に検証規格の識別コードがデータベースに同じく記録されている場合、それは好都合であってそれが証明書にも記載され得る。このようにして、高度のトレーサビリティが達成され得る。

証明書データは更に、校正識別番号、証明書番号、証明書発行日、基準分銅の形状及び材料、分銅のチェックを実行者の身元、計量の実行環境、温度及び気圧のような環境条件、及び最新の重量値、並びに基準分銅に関する統計データを含む。

分銅片は、時々再調整されるので、証明書データの年代順シーケンスに基づいて特定の分銅に関する履歴ファイルを規定することが好ましい実施である。履歴ファイルとともに計量された及び／又はストアされたデータは、以前の証明書のそれと比較され得、その結果が更に処理され得、所望される場合、その結果が分銅が将来利用可能なまま残る範囲を予測するために使用され得る。

定期検査が実行されるとき、すなわち基準分銅によって天秤をチェックするためのプログラムが天秤のプロセッサーにおいて実行されるとき、計量テストが始められる前に、それによって、基準分銅の識別が調査され、検証される。

本発明は更に、基準分銅がいつまでも個別にトレースされ得るためのシステムを提供する目的を有している。これは、請求項２２の特徴及び請求項２２を逆に参照する請求項に関する実施形態を用いて達成される。これらの実施形態は、個別にマーキングされた分銅片のすべてが系統的に管理されていて、具体的には集中制御下で保存され得、所与の個々の分銅片に属するデータすべてがいつでもアクセスされ得るという利点を有する。１つ以上のプロセッサーが、マーキングコードを基本的な識別コードに逆変換し、後者を直接に利用する。少なくとも１つのメモリーユニットは、識別コード、及び有利に、恒久的でリトリーブ可能な種類の記憶装置に分銅片それぞれに属する（例えば証明書データを含む）更なる登録済データもセーブする役目を果たす。集中化したアクセス及び系統的な急速な処理能力を提供するようなデータが、データベースに理想的に利用可能なように保持されている。これを用いて所与の分銅のトレーサビリティの基本が規定され、基準分銅の耐用期間の間、例えば、過去の摩耗に関する遡及効果の査定を可能にし、その結果、未来の推定も可能にする。これは、例えば、それが適用可能な許容範囲を超えたことを見出した場合、再校正間隔を変更する推薦又は分銅をより下位の級に割り当てる推薦も含み得る。こうした監視において、可能な限り高い基準分銅の品質が保証され、これらの基準分銅を用いて検証される天秤及び／又は分銅の信頼性を増大させる。

更に、好都合なシステムの実施形態によると、少なくとも１つのプロセッサーは、例えば、検証時間間隔の満了に関する通知などの結果、及び／又は生成された推定に基づくレポートを送出する機能を装備している。これは、それらを用いて実行される基準分銅及び計量の監視が系統的であって、例えば、分銅製造者によって、中心地から確実に制御できるという利点を有する。このように、基準分銅のユーザーは、実行する必要がある測定システムそれぞれの品質を増加させる任意の動作に関し、直接的で確実に警告される保証がある。

以下に本発明を、図面を参照し更に詳細に説明する。

基準分銅の側面図の例を示している。 上から見た基準分銅の例を示していて、本発明によるマーク形式の機械可読識別コードを図的に示している。 分銅に配置されたマトリクスタイプのマークの拡大された画像を示している。 基準分銅のトレーサビリティに関するシステムの略図である。 定期検査の時間シーケンスを示す流れ図を表している。

図１は、基準分銅（１）の例を示す。当然のこととして、そのような基準分銅（１）の比率は、異なり得るか又は分銅（１）は、具体的には公称重量値に依存する完全に異なる形状を有し得る。例えば、最小の公称値を有する分銅は、通常、いわゆるワイヤ分銅又は薄鋼板分銅として構成される。

図２は、識別コードを含むマトリクスコード（２）形式のマークを用いた図１に表示されているような本発明による同一タイプの基準分銅（１）を例示している。マトリクスコード（２）の形状及びサイズは、拡縮に忠実ではない。使用されているマークの種類にしたがって、マークの形状及びサイズは異なり得る。しかしながら、Ｅ級及びＦ級のより正確な分銅の場合、最大サイズは、標準規格によって定められる。マークを分銅片に配置する方法は、同じく異なり得る。マークは、有利に容易に可読になるように先端に配置される。しかしながら、横側又は下側などその他のいくつかの位置にマークを配置することもまさに考えられる。

図３は、そのようなマトリクス形式のマーク（２）の設計に関する例を示している。例として、例示のマトリクス（２）は、１２×１２の配列のマトリクスセル（３）、（３’）であって、２つのバイナリー値が、この場合、黒いマトリクスセル（３）及び白いマトリクスセル（３’）によって、それぞれ表されている。マトリクスの１つの角で交わる縁のセル列（４）及び（４’）、反対の角で交わる縁の列（５）及び（５’）それぞれは、読取装置がマトリクスコードを見出すことを可能にし、正しい方向でそれを読み取り、解釈可能にするパターンを形成する。矢印（４）、（４’）方向に続く一様の（黒い）バイナリー値の縁のセル列は、いわゆるファインダーパターンを表すと同時にマトリクスの反対のそれぞれに沿って矢印（５）、（５’）方向に続く交互の値を有する縁のセル列の２つの列は、いわゆる方向パターンを表す。ファインダーパターン（４）、（４’）は、分銅上のマトリクスコードを見出すために使用されると同時に、それぞれ反対の境界に沿う方向パターン（５）、（５’）は、コードの読み取り及び評価時における正しい方向を与える。２つの境界パターン（４）、（４’）及び（５）、（５’）によって囲まれているセルが、実際の識別コードを表す。

白及び黒のバイナリービットの表現は、例えば、製造プロセスにおいて、図面の中の黒で表示されるマトリクスセル（３）に対しマット仕上げ法を元の研磨面に適用することによって実現され得る。バイナリー表現を生成する他の技法も使用され得る。一例は、例えば、ピンマーキング処理を介し製造される圧痕、又はレーザーを用いた表面アニーリングによるか又は代替としてエッチングによって達成されるカラー変更である。

図４は、本発明に従って作成される基準分銅（１）のトレーサビリティを規定するためのシステムの図的概観を表す。プロセッサー（１０）を装備されている読取装置（６）が、分銅上のマーク、この場合、マトリクスコード（２）を読む。プロセッサー（１０）が、マトリクスコードを識別コードに変換し、１つ以上のプロセッサーを同じく装備する計算機（７）へ後者を送信する。計算機（７）は、証明書（９）を発行するために必要なデータすべてを含むデータベース（８）と接続される。計算機（７）は、識別コードに基づいて、直ちにデータベース（８）から必要なデータをリトリーブし、証明書（９）を発行可能になる。

識別コードすべてが、一度だけ発行されることを保証するために、マーク、すなわち、マトリクスコード（２）を生成し、例えば、（本明細書に図示されていない）レーザースクライビング装置は、適切なソフトウェアモジュールを装備している。

データベース（８）は、ストアされている識別コードに関連する更なるデータ、具体的には証明に必要であるデータを受け入れる機能を有しているが、例えば、基準分銅の再校正に関して単に後の時間に生成されるデータもある。

更に、システムに読み取られるマトリクスコード（２）に関するエラーチェックを可能にする手段があり得る。
象徴的だけを示すデータ接続（１２）を介し、データが計算機（７）のプロセッサー（１１）から（図面に示されていない）別のプロセッサー及び／又は計算機に送信され得るか又は後者によって受信され得る。これらのプロセッサーは、プロセッサー（１１）と直接に接続され得るか又はそれらが、イントラネットの一部か又はインターネットを介しアクセス可能でもあり得る。そのような計算機は、例えば、顧客の場所又は証明書データが送信され得る公認の度量衡学の別の実験室に設置され得る。データ接続（１２）を介し、読取装置（６）によって取得された識別コードが、直接に、すなわち、データベース（８）中の仲介記憶装置なしに（例示されていない）リモートの場所のプロセッサーへ送信され得る。例えば、（図示されていない）校正チェックが実行される天秤との更なるデータ接続は、この標準天秤からのデータ、例えば、計量結果のデータを計算機（７）のプロセッサー（１１）に送信されることを可能にするか、又は計算機（７）からのデータ、例えば証明書データを基準天秤に送信されることを可能にする。更なるシステム構成も考えられる。

図５の流れ図ダイヤグラムは、本発明に従ってマーキングされた分銅片（１）を用いた天秤のチェックに関する定期検査の時間シーケンスを示している。例えば、図２に示されているような分銅片（１）上のマトリクスコード（２）形式の機械可読識別コードが、本明細書において検証及び妥当性確認のために使用される。例えば、特定の分銅片（１）は、内部的に生成されたか又は外部的に強制された手続きであり得るチェック手続きに記載されている分銅片と照合一致するか否かを確認することが可能である。

天秤のプロセッサーにおいて実行されるプログラムが、計量チェックプロセスを制御し、それに従ってユーザーに指示する。開始の後の第１ステップとして、分銅片（１）は、マトリクスコード（２）を読み取って計算機（７）にストアされている計量チェック用のデータと対応する識別コードとを比較する読取装置（６）に、提示される。計算機（７）は、天秤から別個に設定される計算機であり得るか、又はそれは天秤に組み込まれ得、天秤のプロセッサーによって実質的に構成され得る。識別コードが許されていて、コードデータすなわち、登録された分銅片（１）に合っている場合、分銅のチェックプロセスは、継続され得、定期検査が継続され得る。識別コードに対する照合一致が見出されなかった場合、分銅のチェックプロセスは中止され、失敗メッセージが発行される。結果の記録が、天秤及び／又は計算機（７）に接続されているプリンターによって製造され得る。対応するエントリーが、計算機（７）に接続されているデータベース（８）に作成されることも考えられる。

図面は、例としてだけ意味されている実施形態の略図を表す。個々の分銅片上のマークの異なる構成と同様に、異なる種類のマークも考えられる。主要なトレーサビリティシステムをより包括的にするためにコード中に、所望される別の任意の情報項目を含むことも可能である。

１ 基準分銅
２ マトリクスコード
３ マトリクスセル
３’ マトリクスセル
４ 端のセル列
４’ 端のセル列
５ 端のセル列
５’ 端のセル列
６ 読取装置
７ 計算機
８ データベース
９ 証明書
１０ プロセッサー
１１ プロセッサー
１２ 通信装置

Claims (6)

1. 規格管理の対象である天秤又は分銅を検査し、校正し、認証するための度量衡分野で用いられる重量測定器用の、一様の物質密度を有する金属あるいは合金から成り、識別用のマーキングを有する基準分銅（１）であって、
   その外表面に恒久的に添付された、バイナリ形式の機械可読識別コードを載置し、
   前記マーキングが物質の損失無くあるいは最悪でも最小限の損失で実施され、前記識別コードが前記特定の分銅片を個別に識別させることを特徴とする前記基準分銅（１）。
2. 前記度量衡上の基準分銅（１）が、一体構造物であることを特徴とする請求項１記載の基準分銅（１）。
3. 前記機械可読識別コードが、マトリクスコード（２）又は小型バーコードとして構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の基準分銅（１）。
4. 前記識別コードが、前記分銅片に割り当てられている固有の分銅番号を含むことを特徴とする請求項１〜３の内の１つに記載の基準分銅（１）。
5. 前記識別コードが、前記特定の分銅片に関連する更なる情報項目、特に製造ロット番号及び製造日、マークの適用日、及び／又は最初の校正日を含むことを特徴とする請求項４記載の基準分銅（１）。
6. 前記基準分銅が、一様の物質密度を有する合金から成ることを特徴とする請求項１〜５の内の１つに記載の基準分銅（１）。

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