MITTATEKNIIKAN KESKUKSEN TIEDOTUSLEHTI 2 2004 Mittausten luotettavuus ja jäljitettävyys
2 2004 Sisältö Pääkirjoitus......................................... 3 3 4 6 Toiveena kemiallisia kansallisia mittanormaaleja Suomeen............................. 4 4 Nanometrologian edistysaskel MIKESissä: uusi atomivoimamikroskooppi.......................... 6 8 9 Päästökauppa alkanee 1.1.2005, FINAS EMV:N yhteistyökumppani........................ 8 12 14 21 Pentti Kaasisen kolumni: Miksi mittauksia ei arvosteta kiinteistöalalla?.............. 9 10 12 14 16 18 20 21 22 Nimitysuutisia....................................... 10 Jäljitettävyys kemiallisissa mittauksissa.................. 12 Määrätietoisuutta, kiinnostusta, intensiteettiä: Johtaminen on vaativa ammatti........................ 14 Diplomityö: Normaalitaajuusvastaanottimen prototyyppi valmis....... 16 Diplomityö: Termoelementtien epähomogeenisuus........ 18 Uudisrakennuksen harjannostajaiset.................... 20 Uuden toimitalon teknisiä ratkaisuja.................... 21 Ajankohtaisia tapahtumia............................. 22 MITTATEKNIIKAN KESKUKSEN TIEDOTUSLEHTI Kannen kuva: Lehtikuva Oy Päätoimittaja: Tapio Ehder Toimitus: COCO Viestintä Oy / Irja Nurmi-Rättö Ulkoasu: Up-to-Point Oy Paino: Libris Mittatekniikan keskus PL 239, 00181 Helsinki Puh: (09) 616 761 fax: (09) 616 7467 työskentelee Suomessa tehtyjen mittausten, testausten ja tarkastusten luotettavuuden varmistamiseksi ja kansainvälisen vertailukelpoisuuden saavuttamiseksi ylläpitää ja kehittää kansallista mittanormaalijärjestelmää toimii kansallisena akkreditointielimenä (FINAS) huolehtii muusta säädösperusteisesta teknisen toiminnan pätevyyden arviointitoiminnasta tarjoaa korkealaatuisia kalibrointeja sekä metrologian asiantuntijapalveluja tiedottaa akkreditoinnista ja kalibroinnista sekä osallistuu niiden kehittämiseen
PÄÄKIRJOITUS Jäljitettävyys tuo laatua ja turvaa Jäljitettävyys on toimivan laatuketjun peruselementti. Jos ketju ei ole katkeamaton, toiminnan uskottavuuteen jää aukkoja. Jäljitettävyyttä tarvitaan, kun valmistetaan tavaroita ja tuotteita, tehdään yksittäisiä mittauksia tai tutkitaanpa vaikka sukujuuria. Yhtenäinen ketju linkittää eri tapahtumat toisiinsa. Toimimattomasta jäljitettävyysketjusta kertoo vanha tarina meijerististä, joka osti kilon jauhoja paikalliselta kauppiaalta. Seuraavana päivänä samainen meijeristi myi kauppiaalle kilon voita. Kauppias kiukkuisena valitti, että voita oli 50 grammaa liian vähän. Onpa kummallista, varmistaakseni oikean määrän käytin punnuksena eilen teiltä ostamaani jauhopakettia, oli meijeristin vastaus. Voiko tämän päivän jäljitettävyysketjuissa olla edelleenkin samoja piirteitä? Ketju onkin päättymätön kehä, joka ei linkity perussuureisiin, kansainvälisiin standardeihin tai katkeamattomaan vertailuketjuun. Jäljitettävyys on tekemisen dokumentointia ja mittaustulosten luotettavuuden varmistamista. Mitä kiinteämmin toimijat linkittävät oman osuutensa ketjun kokonaisuuteen sitä vähemmän sattuu hallitsemattomia vahinkoja. Elintarvikkeiden laatuketjussa on perusperiaatteena ottaa yksi askel taaksepäin ja eteenpäin. Ketjun jokaisen lenkin on varmistettava, että sekä edeltävä että seuraava toimija noudattaa sovittuja pelisääntöjä. Akkreditointi todentaa jäljitettävyyden Yksittäisen mittaustuloksen jäljitettävyys on selkeä ja varsin helposti toteutettava kokonaisuus. On vain rakennettava katkeamaton ketju käytännön mittauksesta ylimpään mittanormaaliin ja ylimmän tason vertailututkimukseen. Metrologisen määritelmän mukaan jäljitettävyys syntyy vertailumittauksiin osallistumisesta, vertailumateriaalien käytöstä ja mittausepävarmuuden määrittämisestä. Näihin samoihin perusasioihin perustuu myös akkreditointi ja laboratorioiden pätevyyden toteaminen. Asiakas voi luottaa tutkimustulokseen, kun laboratoriolla on katkeamaton kuvaus näytteenotosta tulosten mittausepävarmuuden määrittämiseen. Akkreditoinnin avulla voidaan todeta laboratorion toimintojen linkittyminen toisiinsa ja ulkopuolisen jäljitettävyyden mukanaolo. Jäljitettävyys on tulossa osaksi laatuketjujen toimintaa ja siitä puhutaan paljon hyvin monissa yhteyksissä. Ei ole epäilystäkään siitä, etteivätkö kaikki laatuketjut usko jäljitettävyyden tärkeyteen. Toistaiseksi ollaan vielä liikaa puheiden tasolla, teot ovat tahtoneet jäädä tekemättä. Kun jäljitettävyys saadaan osaksi arkisia tekoja, toiminnan luotettavuus ja mittausten vertailtavuus paranevat. Toimiva ja jäljitettävä laatuketju vahvistaa toiminnan uskottavuutta ja lisää turvallisuutta ja kuluttajien luottamusta. Timo Hirvi 3
Toiveena kemiallisia kansallisia MITTANORMAALEJA SUOMEEN Markkinajohtaja Tamro MedLab Oy toimittaa laboratoriotuotteita kaikille Suomen laboratorioille, ja on asettanut tavoitteekseen erikoistumisen mm. jäljitettävien mittaliuosten ja referenssimateriaalien toimittajaksi. Asiakas viime kädessä määrittelee, millaista jäljitettävyyttä laboratoriotuotteilta vaaditaan. Teksti: Irja Nurmi-Rättö Kuvat: Spyrou Tamro MedLab Oy:n toimitukset sisältävät laboratoriomittakaavassa kemikaaleja aina analyysipuhtaista liuoksista teknisiin laatuihin saakka, jonkin verran toimituksia myös pilottimittakaavassa, mutta teollisuuden raakaainetoimittaja Tamro MedLab ei ole. Yhä puhtaampien kemikaalien käyttö on lisääntynyt, tekninen laatu alkaa olla hyvin harvinainen laboratoriokäytössä ja myös pilottipuolella, myyntipäällikkö Iiris Välimaa kertoo. Olemme laboratorioiden tarvikkeiden ja kemikaalien toimittajana mukana laadunvarmistusketjussa. Laadunvarmistuksessa käytettävien kemikaalien toimitukset ovat lisääntyneet, kun taas peruskemikaalien volyymit ovat tippuneet, kun on siirrytty yhä tarkempiin analyysimenetelmiin, markkinointipäällikkö Aarno Saarelainen vahvistaa. Tärkeä analyysitodistus Olemme laboratorioiden tarvikkeiden ja kemikaalien toimittajana mukana laadunvarmistusketjussa, Tamro MedLabin markkinointipäällikkö Aarno Saarelainen ja myyntipäällikkö Iiris Välimaa toteavat. Koko ajan tiukentuvien laatuvaatimusten myötä vertailumateriaalien käyttö ja luotettavien analyysitulosten, jotka sisältävät kokonaismittausepävarmuuden ja jäljitettävyyden, tarve kasvaa jatkuvasti. Nykyinen laitekehitys mahdollistaa em. vaatimusten täyttämisen, niinpä laboratorioissa tulisi kiinnittää myös tähän asiaan huomiota entistä enemmän. 4
Kemikaalien analyysitodistus varmistaa asiakkaalle tuotteen soveltuvuuden käyttötarkoitukseen. Laadukas kemikaalivalmistaja ilmoittaa tuotteen analyysitodistuksessa saadun tuloksen lisäksi myös kokonaismittausepävarmuuden ja jäljitettävyyden referenssimateriaaliin. Tällä hetkellä jäljitettävyyden saatavuus kemiallisiin referenssimateriaaleihin on vielä rajallista, joten kaikkien tuotteiden osalta tätä ominaisuutta ei voida ilmoittaa. Asiakkaan loppukäytöstä kuitenkin riippuu, tarvitaanko siihen tuote, joka täyttää ko. vaatimukset, Iiris Välimaa toteaa. Analyysitodistus on toimittajan antama todistus tuotteen puhtaudesta, pitoisuudesta ja muusta määritetystä ominaisuudesta ja sen sisältö vaihtelee sen mukaan, millainen laatujärjestelmä toimittajalla itsellään on. Vertailumateriaalin analyysitodistuksessa on myös ohjeistus tuotteen käytöstä ja säilytyksestä. ISO 9001 -standardissa ei määritetä, mitä laboratoriokemikaalin analyysitodistuksessa on vähintään oltava, valmistaja määrittelee sen itse. Tamro MedLabin suurimmalla kemikaalitoimittajalla J.T. Bakerilla analyysitodistus sisältää tuotteen spesifikaatiot sekä kyseisen erän analyysituloksen. Kaikki toimittajat eivät toimi tällä tavalla vaan ilmoittavat ainoastaan tuotteen täyttävän spesifikaatiot, Iiris Välimaa kuvailee. Kemiallisten mittausten tarkkuuteen vaikuttavat reagenssien lisäksi myös mittavälineet. Tamro MedLab toimittaa asiakkailleen sertifikaatilla varustettuja tilavuuden mittavälineitä, joita osataan kysyä yhä enemmän. Tuotekohtainen sertifikaatti toimitetaan joko mittavälineen mukana tai eräkohtaisen todistuksen voi hakea internetistä tuote- ja eränumeron perusteella. Mikäli tuotteelle halutaan yksilöllinen DKD-todistus, siitä on mainittava jo tuotetta tilatessa. Katkeamaton jäljitettävyysketju Jäljitettävyys on mittaamisen kulmakivi ja se on perusta vertailtaville ja luotettaville mittaustuloksille. Tämä tarkoittaa sitä, että laboratorioiden tulee Yhä puhtaampien kemikaalien käyttö lisääntyy. osata käyttää vertailuaineita ja hallita mittausepävarmuuden määrittäminen. Aarno Saarelaisen mielestä asiakaskunnan asiantuntemusta tulisi edelleen pyrkiä lisäämään. Yritämme omalta osaltamme turvata katkeamattoman jäljitettävyysketjun valmistajalta asiakkaalle. Valitsemme huolella toimittajamme ja sen lisäksi meillä on itsellämme käytössä sertifioitu ISO 9001:2000 -standardin mukainen laadunhallintajärjestelmä, Aarno Saarelainen painottaa. Hänen mielestään asiakkaat eivät välttämättä aina osaa etsiä sopivan tarkkaa tuotetta, vaan he tarvitsevat siihen apua. Tamro MedLabin tuotespesialistit auttavat asiakkaita valitsemaan tuotetarjonnasta käyttötarkoituksen mukaiset tuotteet. Panostamme asiakaskunnan tietämyksen lisäämiseen, mutta varsinainen valistajan rooli sopisi paremmin MIKESille. Mielestämme kemiallisia kansallisia mittanormaaleja pitäisi saada Suomeen, Aarno Saarelainen tarkentaa. Kemiallisen mittanormaalilaboratorion toteutuminen saattaakin olla lähitulevaisuuden asia, sillä MIKES on käynyt alustavia neuvotteluja kotimaisen FF-Chemicals Oy:n kanssa MIKESin nimeämänä sopimuslaboratoriona toimimisesta. FF-Chemicalsilla on jo laboratorio- ja tutkimuskemikaalien sekä -reagenssien valmistuksen kattava ISO 9001:2000-laatujärjestelmäsertifiointi. FF-Chemicals on jättänyt FINASille laboratorion akkreditointiin tähtäävän SFS- EN ISO/IEC 17025 vaatimukset täyttävän akkreditointihakemuksen. Hakemus koskee ph-määrityksiä, titrimetrisiä analyysejä ja niihin liittyviä mittavälineiden kalibrointeja. Akkreditointi sekä asiantuntijan lausunto laboratorion metrologisesta tasosta on edellytys MIKESin nimeämänä sopimuslaboratoriona toimimiselle. Jäljitettävyys (Traceability) Mittaustuloksen tai mittanormaalin yhteys ilmoitettuihin referensseihin, yleensä kansallisiin tai kansainvälisiin mittanormaaleihin, sellaisen aukottoman vertailuketjun välityksellä, jossa kaikille vertailuille on ilmoitettu epävarmuudet Jäljitettävyysketju (Traceability chain) Aukotonta vertailuketjua sanotaan jäljitettävyysketjuksi. Sanastoa Varmennettu vertailuaine, sertifioitu referenssimateriaali (Certified reference material, CRM) Vertailuaine, jota seuraa todistus ja jonka yksi tai useampi ominaisarvo on varmennettu menettelyllä, jossa syntyy jäljitettävyys sen mittayksikön tarkkaan toteutukseen, jonka suhteen ominaisarvo on ilmaistu ja jossa kullekin varmennetulle arvolle annetaan tiettyä luottamustasoa vastaava epävarmuus. Vertailuaine, referenssimateriaali (Reference material, RM) Materiaali tai aine, jonka yksi tai useampi luontainen ominaisuus on riittävän homogeeninen ja vakaa ja tunnettu, jotta sitä voidaan käyttää mittauslaitteen kalibrointiin, mittausmenetelmän arviointiin tai materiaalien arvojen määrittämiseen. 5
AFM-mikroskoopin hankinta on osa nanometrologia-projektia. Tutkimushankkeesta vastaavat erikoistutkija Antti Lassila ja tutkija Virpi Korpelainen. Nanometrologian edistysaskel MIKESissä: uusi atomivoimamikroskooppi MIKESin pituuslaboratorioon on äskettäin hankittu PSIA XE-100 atomivoimamikroskooppi (AFM). Hankinta liittyy projektiin, jossa luodaan jäljitettävä mittauspalvelu modernien mikroskooppien siirtonormaalien kalibrointia varten. Teksti: Irja Nurmi-Rättö Kuvat: Spyrou MIKESin pituuslaboratorio nimettiin vuonna 1995 kansalliseksi mittanormaalilaboratorioksi. Sen tärkein tehtävä on pituuden yksikön, metrin, realisointi ja pituusmittausten jäljitettävyydestä vastaaminen Suomessa. Metri määritellään valon nopeuden avulla ja realisoidaan stabiloiduilla lasereilla, joiden aallonpituus tunnetaan hyvin tarkasti. Laboratoriossa kehitettyjen erilaisten interferometrien avulla laserin aallonpituus voidaan siirtää fyysisiin kappaleisiin ja liikepituuksiin. Tällä hetkellä pituuden siirtonormaaleista esim. piirtomittojen kalibrointi on mahdollista 10 mikrometristä 30 metriin. Atomivoimamikroskoopin hankinta on osa pidempiaikaista nanometrologia-projektia, jonka tarkoitus on luoda jäljitettävä mittaus- ja kalibrointipalvelu erilaisille nanometrialueen siirtonormaaleille ja muille näytteille, erikoistutkija Antti Lassila kertoo. Hyöty tutkimukselle ja elinkeinoelämälle Pituuslaboratoriossa käynnissä oleva tutkimushanke jäljitettävän mittauspalvelun luomiseksi hyödyttää suoraan suomalaista liike-elämää ja tutkimusta, sillä hankittua AFM-mikroskooppia käytetään sekä siirtonormaalien kalibrointiin että asiakkaan näytteiden mittauksiin. Siirtonormaalien avulla voidaan kalibroida teollisuudessa ja tutkimuslaitoksissa käytettyjä mikroskooppeja ja siten parantaa laitteilla tehtyjen mittausten tarkkuutta. Erilaisia moderneja mikroskooppeja kuten AFM, STM ja SEM käytetään teollisuudessa ja tutkimuslaitoksissa materiaalien ominaisuuksien ja rakenteen tutkimiseen ja ne ovat tärkeitä apuvälineitä etenkin nanoteknologian kehittämisessä. Mikro- ja nanoteknologian kehittämiseksi Suomessa on ollut käynnissä useita Suomen Akatemian ja TE- KESin rahoittamia tutkimusohjelmia. Siinä vaiheessa, kun ideat kypsyvät ja kehittyvät valmiiksi tuotantoa varten, myös laadunvarmistuksen ja jäljitettävien mittauspalvelujen kysyntä kasvaa. 6
Metrin jäljitettävän siirron mahdollistamiseksi nanometrialueella pituuslaboratoriossa on suunniteltu ja rakennettu 3D-interferometrilaitteisto, johon AFM mittauspää liitetään. Laitteisto mahdollistaa nanometritason mittaukset, joissa käytetään laserin aallonpituutta asteikkona ja siten saadaan mahdollisimman lyhyt ja tarkka jäljitettävyysketju (katso kaavio 1.). Sen lisäksi, että suoritamme palvelumittauksia ja kalibrointeja, tulemme käyttämään atomivoimamikroskoopin mittauspäätä interferometrisen 3D-laitteiston kanssa. Interferometrisesti jäljitettävän laitteiston avulla pystytään siirtämään laserin aallonpituus liikeakseleihin ja mitattavaan näytteeseen. Tarkkuustavoitteena on 1 nanometri ja resoluutiona 0,1 nanometriä, Antti Lassila selvittää hankkeen tavoitteita. Tutkimushankkeesta vastaavat pituuslaboratoriossa erikoistutkija Antti Lassila, tutkija Virpi Korpelainen sekä apulaistutkija Asko Rantanen. AFM tuore keksintö Pituuslaboratoriossa on suunniteltu ja rakennettu interferometrilaitteisto, johon AFM-mikroskoopin mittauspää liitetään. haluttu mitata tarkasti etäisyyksiä mikroskoopin kuvasta, laitteiden kalibrointi on tullut tärkeäksi, Virpi Korpelainen kertoo. AFM-mikroskoopin käytön suurin hyöty on siinä, että sillä nähdään näkyvän valon aallonpituutta pienempiä kohteita. Käytännössä pinta on pystytty näkemään jopa atomiresoluutiolla. Mikroskooppien siirtonormaalien kalibrointimittaukset pyritään lähiaikoina käynnistämään pituuslaboratoriossa. Kansainväliseen vertailumittaukseen osallistuminen toteutunee vuonna 2005. Atomivoimamikroskoopin käyttö on yleistynyt uusien tekniikanalojen kehittymisen myötä. AFM-mikroskooppi konseptina on kehitetty vasta 1980- luvulla, ja sen yleistyminen on tapahtunut vasta viime vuosina. Suomessa AFM-mikroskooppeja on teollisuudessa, yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa muutamia kymmeniä kappaleita. AFM-mikroskooppi on kehitetty erityisesti nanoteknologian ja puolijohdeteollisuuden lisääntyviä mittaustarpeita varten. Laitteista ja komponenteista pyritään valmistamaan yhä pienempiä, ja jos teollisuudessa näitä komponentteja mitataan esim. laadunvarmistusmielessä, silloin myös mittausten pitää olla jäljitettäviä. Mittausten jäljitettävyyden varmistaminen taas on MIKESin tehtävä, Antti Lassila kuvailee. Tarvetta jäljitettäville AFM-mittauksille ei aiemmin ole aina tiedostettu. Pelkkä mikroskoopin näyttämä kuva on monesti riittänyt. Vasta kun on AFM:llä pinnanmuotoa mitataan liikuttamalla kevyesti erittäin ohutta ja terävää mittauskärkeä kuvattavan pinnan yli. Kaarevuussäteeltään vain muutamia kymmeniä nanometrejä oleva terävä kärki viedään niin lähelle pintaa, että kärjen ja näytteen atomien väliset voimat alkavat taivuttaa jousilevyä, jossa kärki on kiinni. Levyn taipuma havaitaan levyn pinnasta heijastuvan lasersäteen paikan muutoksesta detektorilla. Pitämällä voima vakiona ja mittaamalla tarkasti kärjen pystysuuntainen liike pinnan eri kohdissa saadaan selville pinnan muoto. Käyttämällä halutuissa kohdissa suurempaa mittauskärjen ja pinnan välistä voimaa pintaa voidaan myös mekaanisesti täsmätyöstää eli nanomanipuloida. Ohjausyksikkö paikkaherkkä detektori näyte x, y ja z pietso AFM:n toimintaperiaate laser diodi peili mittauskärki Atomivoimamikroskoopissa näytteen ja/tai kärjen liikkeet aikaansaadaan yleensä pietsojen avulla. Pietsot ovat luonteelta varsin epälineaarisia ja epästabiileja. Tarkka mittaus edellyttää liikeakseleiden kalibrointia esim. siirtonormaalien avulla. 7
Energiamarkkinavirasto (EMV) on toiminut Suomen päästökauppaviranomaisena 4.8.2004 alkaen. Päästökaupan myötä syntyy uusi ammattiryhmä, päästökauppatodentajat, joiden pätevyyden arviointia kaavaillaan FINASin vastuulle. Teksti: Irja Nurmi-Rättö Kuvat: Spyrou FINAS EMV:n yhteistyökumppani Päästökauppa alkanee 1.1.2005 Päästökauppalailla (683/2004) toimeenpannaan EY:n päästökauppadirektiivi (2003/87/EY) ja sen mukainen EU:n sisäinen päästökauppa. EMV:n tehtäviin päästökauppaviranomaisena kuuluu mm. päästölupien myöntäminen ja valvominen, päästökaupparekisterin ylläpitäminen, päästökaupasta johtuvien velvoitteiden noudattamisen valvominen ja päästökauppatodentajien hyväksyminen. FINAS (Mittatekniikan keskuksen akkreditointiyksikkö) tullaan todennäköisesti nimeämään kauppa- ja teollisuusministeriön valmistelemassa asetuksessa päästökauppatodentajien arviointielimeksi. Todentajien pätevyysvaatimukset määritellään kansallisesti tässä asetuksessa, jonka valmistelutyö on käynnistetty tämän syksyn aikana tarkkailua ja raportointia koskeneen asetuksen tultua hyväksytyksi. Todentajien pätevyysvaatimuksia selvitetään parhaillaan myös eurooppalaisena yhteistyönä mm. akkreditointielinten yhteistyöorganisaation EA:n (European co-operation for Accreditation) puitteissa, jossa Suomea edustaa FINAS, EMV:n ylitarkastaja Johanna Haverinen kertoo. Vielä ei ole selvillä, mitkä tahot Suomessa ovat kiinnostuneita toimimaan päästökauppatodentajina. Lain mukaan todentajatahojen tulee olla organisaatioita, yksittäiset henkilöt eivät tule kyseeseen. Potentiaalisia ovat sellaiset tahot, jotka jo tällä hetkellä toimivat vaatimustenmukaisuuden arviointitehtävissä. 8
Valmistautumisvaihe loppusuoralla Päästökauppadirektiivissä määritellään todentajien yleiset pätevyysvaa- EMV:n uusi rooli päästökauppaviranomaisena on mullistanut viraston arkirutiinit. Kireä valmistautumisaika pääs- kelpoisuusvaatimuksia ja tehtäviä tästimukset. Nyt odotamme todentajien tökauppaan on vaatinut kovaa työtä mentävän kansainvälisen oppaan valmistumista, jossa tulee todennäköises- ja lisähenkilöstön rekrytointia. Myös FINAS on valmistautunut mahdolliseen ti olemaan erilaisia vaativuusluokkia. tehtäväänsä hyvin perusteellisesti. Käyttökelpoinen luonnos valmistunee Valmistautuminen päästökauppatodentajien arviointiin on merkinnyt Rantanen kuvailee syksyn tunnelmia. vielä tämän vuoden aikana, Varpu meille perehtymistä direktiiveihin ja Pieni maa, pienet resurssit kansalliseen lainsäädäntöön sekä ulkopuolisten asiantuntijakumppanien etsintää. FINASin ydinosaamista on arvi- kuinka paljon erilaisia mahdollisia to- Todentamisasetuksen sisällöstä riippuu, ointiprosessien läpivienti, ulkopuoliset dentajatahoja Suomeen tullaan hyväksymään. Lähtökohtaisesti todentajana asiantuntijat tuntevat parhaiten mm. päästöjen syntymekanismit ja laskentamenetelmät, FINASin pääarvioija kreditoimia organisaatioita. voisi toimia mm. nykyisiä FINASin ak- Varpu Rantanen kertoo. Mahdollisia todentajatahoja arvioitaessa kannattaa muistaa, että toden- Potentiaalisia yhteistyökumppaneita ovat tutkimus- ja oppilaitosten asiantuntijat, jotka toimivat energiantuo- kattamaan koko EU-alueen. Tämä mertamistoiminta tulee todennäköisesti tannon ja ympäristöasioiden kanssa. kitsisi toteutuessaan sitä, että hyväksytty suomalainen todentaja voisi toi- Osa päästökauppatodentajien arvioijista voi olla myös nykyisiä yhteistyökumppaneita. muissa EU-maissa hyväksytyt todentamia muissa EU-maissa ja vastaavasti Todentamiskohteet tulevat olemaan jat voisivat harjoittaa todentamistoimintaa Suomessa. Tästä vastavuoroi- vaativuustasoltaan hyvin erilaisia. Terästeollisuusyritys poikkeaa ratkaisevasti suudesta ei kuitenkaan ole tehty päätöksiä EU-alueella, Johanna Haverinen pienestä voimalaitoksesta jo kokonsa puolesta. Kansallisesti ajatellen määrällisesti suurin osa todentamiskohteista Varpu Rantanen korostaa arvioita- muistuttaa. tulee olemaan pieniä polttolaitoksia. van toimialan asiantuntemuksen lisäksi Päästökaupan osapuolet ja niiden tehtävät Lähde: EMV FINASin ydinosaamista on arviointiprosessien läpivienti, ulkopuoliset asiantuntijakumppanimme tuntevat parhaiten mm. päästöjen syntymekanismit ja laskentamenetelmät, FINASin pääarvioija Varpu Rantanen sanoo. todentajien riippumattomuutta ja jääviyttä. Näihin vaatimuksiin liittyy myös haasteita. Suurin huoli Suomessa liittyy siihen, kuinka pienen maan resursseilla löydämme kaikille toimialoille riittävää asiantuntemusta olematta esteellisiä suorittamaan todentamistehtävää. Alalle halutaan luoda myös kilpailua, mutta asiakkaiden tärkeimpänä kriteerinä päästökauppatodentajan valinnassa tulee toivottavasti olemaan toimialaosaaminen ja todentajan maine eikä palvelun hinta, Varpu Rantanen kuvailee. Millaisia ongelmia päästökauppatodentajien arviointiin mahdollisesti liittyy, niitä on hänen mukaansa tässä vaiheessa mahdotonta vielä hahmottaa. FINASin rooli todentajien arviointielimenä konkretisoituu vuoden 2005 aikana. Nyt keskitytään siihen, että valmius aloittaa toiminta on hyvä heti vuoden alusta alkaen, ja muiden EUmaiden akkreditointielinten kanssa saadaan luoduksi yhdenmukaiset todentajien pätevyysvaatimukset. 9
Pentti Kaasisen kolumni Kuva: Susa Junnola Miksi mittauksia ei arvosteta kiinteistöalalla? KOLUMNI Suomen Kuluttajaliitto ei arvannut, kuinka merkittävään asiaan se tarttui, kun se vaati kauppa- ja teollisuusministeriön metrologian neuvottelukunnalta toimenpiteitä kosteusmittausten parantamiseksi. Neuvottelukunta järjesti aiheesta viime keväänä asiantuntijakokouksen. Riippumatta tuloksista, kokouksella oli kauaskantoinen merkitys. Se avasi metrologian neuvottelukunnan työn laajempaan viitekehykseen, kiinteistöalan kaikkiin mittauksiin. Neuvottelukunnan järjestämän kokouksen jälkeen osallistujille selvisi vallitsevan tilanteen merkillisyys: Metrologian neuvottelukunnassa ei ole kiinteistöalan edustajaa, vaikka rakentamisen laatuongelmat ovat jo vuosia aika ajoin rajustikin olleet julkisuudessa, ja kiinteistöala tiedetään tärkeimmäksi osaksi kansantaloutta! Mikä on metrologian neuvottelukunnan tehtävä? Tehtäviin kuuluu mm. huolehtia sellaisten mittausten tarkkuustasosta, jotka vaikuttavat taloudellisten toimien läpinäkyvyyteen ja terveyteen. Kiinteistöalalla on runsaasti mittauksia, joiden tarkkuustasosta huolehtiminen olisi tarpeen. Kosteus- ja ilmanvaihto- ja sisäilmamittaukset ovat osa niistä. Näiden tarkkuustasot ovat selvittämättä. Epäluotettavuus vaikuttaa mm. asuntojen ja työtilojen terveellisyyden kehittämiseen. Mutta ei niin huonoa, ettei jotakin hyvääkin: Kosteusvauriot vauhdittivat kehitystä! Suuret kiinteistöyritykset ensin havahtuivat ja sitten suivaantuivat rakentamisen kehnoon laatuun, joka pahimmillaan ilmeni pahoina homeongelmina. Huono laatu vaikeutti varsinaista liiketoimintaa, kiinteistösijoitusta ja tilojen vuokrausta. Kiinteistösijoitusyhtiöiden oli ilman homeongelmiakin vaikea laskea sijoitusten tuottoa. Kiinnostusta rakentamisen laatukehitykseen lisää voimakkaasti kasvavan kiinteistöliiketoiminnan kansallinen ja kansainvälinen kilpailu. Syitä mittausten näkymättömyyteen ja vaikeasti käsitettävään aliarvostamiseen alalla löytyy mm. rakennusurakoitsijoiden ylivahvasta asemasta rakentamisen päätöksenteossa. Valta-asema syntyi 60- ja 70-luvun massiivisen grynderirakentamisen myötä. Monien pitkäaikaisesti vaikuttavien laatutekijöiden kehittäminen pysähtyi. Näihin kuului mittausten luotettavuus, jonka arvostus ilman rakentamisen 70-luvun taantumaa olisi varmasti saanut enemmän jalansijaa. Koska perinteisellä kiinteistöalalla ei ole ollut rakennusteknistä asiantuntemusta, vahvat rakennusliikkeet vaikuttivat välillisesti myös kiinteistöalan päätöksentekoon ja siten koko rakennuskulttuurin muotoutumiseen. Kiinteistöalalla ei ollut tarvittavaa asiantuntemusta vaatia laatua. Kiinteistöala oli olemukseltaan isännöintiä, taloushallintoa ja kirjanpitoa. Ei ollut edellytyksiä arvostaa eikä arvostellakaan mit- Käsitteiden horjuvuuden vuoksi olen sisällyttänyt kiinteistöalan käsitteeseen rakentamisen teollisuuden. Vuodesta 1997 lähtien olen seurannut kiinteistöalaa konsulttina ja kouluttajana. Tänä aikana muutokset alalla ovat tapahtuneet niin nopeasti, että hiljainen mittausala jäi lähes täysin huomioitta. Vuosien 1999 2002 laajassa alan kehittämishankkeessa ja sitä seuranneessa valtioneuvoston rakennuspoliittisessa ohjelmassa mittaamista ei mainita. tauksia, niin kuin ei ylipäätään teknistä laatua. Grynderirakentamisen vaikutukset ovat onneksi häviämässä. Rakennusteollisuuden suuri organisaatiouudistus vauhditti myönteistä kehitystä. Se vahvisti selvästi teollisuutena normaalin rakennustuoteteollisuuden asemaa. Tämä tukee koko rakennusteollisuuden ja kiinteistöliiketoiminnan keskinäistä yhteistyötä. Mittaustenkin kehittäminen sujuisi jo kohtuullisesti, jos rakentaminen ei olisi projektiluonteista. Kahden vuoden rakennusprojektit eivät kaikilta osin ole uuden mittauskulttuurin kasvupohjaa. Mittausten arvostus kasvaa, kun niiden taloudelliset hyödyt nähdään. Niiden osoittamiseksi olisi selvitettävä tärkeimpien mittausten luotettavuustasot. Muuten kehittämisen seuranta jää vaille viitetasoja. Ilman niitä olemme viiden vuoden kuluttua samassa epäluotettavuuden suossa kuin tänäkin päivänä. Seurasin kiinteistöliiketoiminnan kehitystä mm. Rembrandt-teknologiaohjel- 10
man elinkaariklinikan sisäilmakysymysten konsulttina. Kiinnostusta mittauksiin ei tuolloin yrityksissä juuri ollut. Tilanne suurissa yrityksissä on ratkaisevasti muuttunut. Nyt on oikea aika puhua mittausten hyödyistä, kun kiinteistöliiketoimintakin tarmolla laatii elinkaarimittareita. Niiden tavoitteissa terveellisyys, ympäristö ja energiataloudellisuus on priorisoitu korkealle. Myös informaatioteknologian vahva tuleminen kiinteistöalalle korostaa mittauksilla saatavien lähtötietojen luotettavuutta automaattisissa tieto- ja säätöjärjestelmissä. Kiinteistöalan kansainvälistyessä tarvitaan ripeitä toimenpiteitä. Metrologian neuvottelukunta voi olla vain niiden herättäjä. Tähän herätystyöhön sillä on niukasti resursseja. Kauppa- ja teollisuusministeriö ja sosiaali- ja terveysministeriö rahoittivat neuvottelukunnan kokouksen. Kun uskottavuutta mittausten hyödyllisyydestä syntyy laajemmin julkisella sektorilla, tulee mittausten luotettavuus myös yritysten menestysja kilpailutekijäksi. Yhteistyötä pitäisi nyt laajentaa ja sekä julkisella sektorilla että elinkeinoelämän suuntaan. Lopuksi muutama sana viestinnästä. Mittaamisen hyötyjä ei pidä markkinoida kiinteistö- ja rakennusalalla ensisijaisesti metrologian nimellä. Keskustelujen perusteella minusta näyttää, että kahdelle kolmasosalle alan ihmisistä sana metrologia ei sano juuri mitään, kolmasosalle se merkitsee sääasioita. Sisällön antamisen viestinnässä metrologian myönteiselle käsitteelle ei pitäisi olla vaikea tehtävä. Kirjoittaja on filosofian maisteri ja toimii kiinteistöalalla ympäristöfysiikan konsulttina. NIMITYSUUTISIA Uudet mikesläiset Pekka Knihti aloitti työnsä FINASilla 1.9.2004. Hän valmistui konetekniikan insinööriksi Tampereen teknillisestä yliopistosta vuonna 1994, pääaineenaan lujuustekniikka ja materiaalitekniikka. Pekka toimii pääarvioijana FINASin testauslaboratoriopuolella. Pääarvioijan työstä Pekalle on kertynyt kokemusta kuuden vuoden ajan ennen FINASiin tuloa SGS Fimkossa ja Det Norske Veritasilla. Suurin osa Pekan vapaa-ajasta kuluu vaimon ja kahden kouluikäisen lapsen kanssa. Hänen mieliharrastuksiaan ovat kuntosaliharjoittelu ja talvisin laskettelu. Miia Nurmi aloitti FINASin palveluksessa 1.9.2004. Hän valmistui tradenomiksi keväällä 2004. Miia on aikaisemmin työskennellyt Keskon tuotetietoassistenttina ja tietokannan päivittäjänä Unibasella. Miia toimii arviointisihteerinä. Hänen tehtäviinsä kuuluvat mm. pääarvioijien avustaminen, koulutusryhmän sihteerinä toimiminen ja koulutusten järjestely. Pienet lapset ja perhe täyttävät suuren osan Miian vapaa-ajasta. Harrastuksinaan hän listaa kirjojen lukemisen ja elokuvien katselun. Jenni Kuva aloitti työnsä MIKESin tiedotussihteerinä 1.10.2004. Hän erikoistui opiskelunsa aikana verkkomedioihin ja valmistui medianomiksi vuoden 2004 alussa. Jenni on työskennellyt verkkosivujen suunnittelijana Innocasa Oy:ssa. Tiedotussihteerinä Jenni huolehtii MIKESin sisäisen ja ulkoisen viestinnän tarpeista. Käytännössä toimenkuva on vasta muotoutumassa, mutta siihen kuuluu kaikenlainen viestintään liittyvä toiminta. Vapaa-aikansa Jenni viettää kahden partasuunsa, eli borderterrieri Brunon ja avomiehen, ja ystävien seurassa, joiden kanssa harrastetaan ulkoilua, ruoanlaittoa ja sohvalla löhöilyä. Jennin harrastuksiin kuuluu musiikin kuuntelu, elokuvien katselu ja erilaiset luovat käsityöt ja askartelu. 11
JÄLJITETTÄVYYS kemiallisissa mittauksissa Luotettavien mittausten keskeisiä kulmakiviä ovat mittausten pätevyys ja jäljitettävyys sekä tarkkuuden tunteminen. Teollistuneessa maassa mittaamista sisältävien tuotteiden arvo on noin puolet bruttokansantuotteesta eli Suomessa useita kymmeniä miljardeja euroja. Pelkästään mittaamiseen on arvioitu käytettävän 3-6 % bruttokansantuotteesta. Teksti: Tapio Ehder Kemialliset mittaukset ovat puolet kaikista mittauksista, joten luotettavuuden parantamisella on suurta taloudellista merkitystä. Prosentin virhe mineraalien tai malmien metallimäärityksissä voi aiheuttaa laivalastissa kymmenien tuhansien eurojen tappiot. Vielä pienempää mittausepävarmuutta tarvitaan jaloromumetallien kulta- ja platinapitoisuuksien määrityksissä. Samoin öljyn rikkipitoisuus, juomien alkoholipitoisuus, bensiinin oktaaniluku tai teollisuuden päästöt ovat suoraan kannattavuuteen liittyviä mittauksia. USAn terveysministeriö on laskenut että 3 % mittausvirhe kolesterolin mittauksissa aiheuttaa 5 % vääriä positiivisia tai negatiivisia tuloksia. Väärien tulosten takia aloitetut hoitotoimenpiteet ja turhat uusintamittaukset aiheuttavat 100 miljoonan dollarin ylimääräiset kustannukset vuosittain. Kustannuksia lisäävät myös mittausten toistamistarpeet, jos mittaustuloksien luotettavuutta epäillään. Oleellista on, että mittaamisen jäljitettävyyden ja luotettavuuden ketju saadaan katkeamattomaksi ja toimimaan kaikilla tasoilla. Mittaustulokset ovat luotettavia, kun niiden käyttötarkoitusta vastaava tarkkuus on määritetty, toisin sanoen kun mittausepävarmuus tunnetaan. Mittausepävarmuuden tuntemiseen tarvitaan tietoutta mittauksen jäljitettävyydestä käytettyyn mittayksikköön, useimmiten SI-mittayksikköjärjestelmän mittayksiköihin. Jäljitettävyys ja mittausepävarmuus ovat keskeisiä metrologisia käsitteitä. Kaikki näiden määrittämiseen liittyvät tekijät kemiallisessa analytiikassa muodostavat kemian metrologian. Kemian metrologia on perusta myös kaikelle muulle kemiallisten mittausten luotettavuuteen vaikuttaville tekijöille, joita arvioidaan mm. laboratorioiden akkreditoinnissa kansainvälisen standardin SFS-EN ISO/IEC 17025 mukaan (Testaus- ja kalibrointilaboratorioiden pätevyys. Yleiset vaatimukset). Kemiassa mittaustulos riippuu hyvin paljon monista tekijöistä, eniten näytteen laadusta ja matriisista, joten kemiassa tarvitaan epäsuoria jäljitettävyysmenetelmiä. Käytännön kemiassa jäljitettävyyden keskeisiä elementtejä ovat mm. sertifioidut vertailumateriaalit, vertailumittaukset, menetelmien validointi ja mittausepävarmuuden määrittäminen. Mittaustulosten tulee olla vertailukelpoisia Melko usein laboratorioiden välisissä vertailumittauksissa ilmenee, että kemiallisten mittausten tuloksien vertailukelpoisuus on huono. Osittain tämä johtuu siitä, että kemiallisissa mittauksissa ei ole vielä omaksuttu metrologisia perusperiaatteita jäljitettävyydestä ja mittausepävarmuudesta. Jotta mittaustuloksista saataisiin vertailukelpoisia riippumatta mittausajankohdasta tai paikasta on tärkeää, että kaikki yksittäiset mittaustulokset on linkitetty johonkin yhteisesti tunnettuun stabiiliin vertailumateriaaliin tai mittanormaaliin. Tällöin tuloksien luotettavuutta voidaan arvioida ko. vertailumateriaalin tai mittanormaalin suhteen ja näin muodostuu jäljitettävyysketju tunnettuine mittausepävarmuusarvioineen. Kemiallisen mittauksen laskennalliseen tulokseen voivat vaikuttaa monien eri suureiden mittaustulokset, kuten massa, tilavuus ja kemiallisen vertailuaineen konsentraatio. Jotta koko kemiallisen mittauksen mittaustulos olisi jäljitettävä, tulee kaikkien mittauksen lopputulokseen vaikuttavien mittaustapahtumien olla myös jäljitettäviä. Myös muiden mittaustuloksen laskennalliseen kaavaan kuulumattomat tekijät kuten ph ja lämpötila jne. voivat merkittävästi vaikuttaa tulokseen. Tällöin näillekin mittauksille tulee varmistaa jäljitettävyys sopiviin mittanormaaleihin tai vertailumateriaaleihin. Kemiallisissa mittauksissa esiintyvien fysikaalisten suureiden (massa, tilavuus jne.) kohdalla jäljitettävyyden aikaansaaminen on selväpiirteistä ko. suureiden siirtonormaaleja käyttämällä. Myös kemian metrologiassa, kuten metrologiassa yleensä, pyritään kemi- 12
allisten mittausten jäljitettävyys ulottamaan aina SI-mittayksiköihin kuuluvan ainemäärän määritelmään, mooliin saakka ns. primaarimenetelmien avulla, joita ovat mm. isotooppilaimennus massaspektrometria, gravimetria ja titrimetria. Näitä ns. primaarimenetelmiä käytetään ensisijaisesti kemiallisten primaarinormaalien valmistamiseen. Periaatteessa primaarimenetelmiä voidaan käyttää kaikilla tasoilla, esim. myös rutiinilaboratorioissa. Korkeat käyttökustannukset rajaavat kuitenkin niiden käytön lähinnä kansallisille mittanormaalilaboratorioille ja tutkimuslaitoksille. Siksi käytännön analytiikassa jäljitettävyys varmistetaan useimmiten kaupallisilla sertifioiduilla vertailumateriaaleilla, joilla ei aina ole suoraa jäljitettävyyttä mooliin, vaan ilmoitettu arvo voi perustua kahdella tai useammalla referenssimentelemällä tehtyihin mittauksiin tai useiden päteväksi todettujen laboratorioiden välisiin vertailumittauksiin ja kyseessä on tämän pohjalta konsensukseen perustuva pitoisuusarvo epävarmuusarvioineen. Vertailumateriaaleja käytetään osoittamaan tulosten tarkkuutta, laitteistojen ja menetelmien kalibrointiin, laboratorion suorituskyvyn valvontaan ja menetelmien validointiin. Kuten määritelmään kuuluu, sertifioidun vertailumateriaalin mukana tulee olla todistus, sertifikaatti, jossa on esitetty vertailumateriaalin validoinnissa todetut ominaisuudet sekä selvitys jäljitettävyydestä sekä muut kansainvälisessä oppaassa ISO Guide 31:ssä (Contents of certificates of reference materials) esitetyt asiat. Luotettavin jäljitettävyysketju muodostuu akkreditoitujen laboratorioiden tuloksista tai suorasta yhteydestä kansallisen mittanormaalilaboratorion tuloksiin. Myös sertifioitujen vertailumateriaalien valmistajan tulee noudattaa kansainvälisiä laatujärjestelmävaatimuksia, joita on esitetty mm. ISO Guide 34: 2000:ssa (General requirements for the competence of reference material producers) sekä kansainvälisen akkreditointielinten yhteistyöjärjestön oppaassa ILAC-G12:2000 (Guidelines for the Requirements for the Competence of Reference Material Producers). Hyvä osoitus valmistajan laboratorion pätevästä toiminnasta on myös standardin SFS-EN ISO/IEC 17025 (Testaus- ja kalibrointilaboratorioiden pätevyys. Yleiset vaatimukset) vaatimusten noudattaminen ja laboratorion pätevyyden toteaminen kolmannen osapuolen suorittamalla akkreditoinnilla. Tarkoituksenmukainen mittausepävarmuuden ilmoittaminen on olennainen osa luotettavaa mittaustulosta, liittyipä se sitten tuotannollisiin testeihin, terveydenhuollon tutkimuksiin tai tieteellisiin tutkimuksiin. Siksi kemiallisten mittausten jäljitettävyyskysymykset ovat kemisteille yhä tärkeämpiä kvantitatiivisia analyyseja suoritettaessa. Viime vuosina on aiheesta ilmestynyt hyviä oppaita käytännön kemistin avuksi mm. eurooppalaisten analyyttisten kemian laboratorioiden yhdistyksen EURACHEMin ja maailmanlaajuisen analyyttisten kemian laboratorioiden yhteistyöjärjestön CITACin toimesta. Oppaat voi kopioida internetistä: EURACHEM/CITAC Guide (2003): Traceability in Chemical Measurement http://www.eurachem.ul.pt/guides/ec_trace _2003.pdf EURACHEM/CITAC Guide CG 4 (2000): Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement http://www.measurementuncertainty.org/ Jäljitettävän vertailumateriaalin tunnusmerkit Kemiallisten mittausten jäljitettävyys Sertifioituja vertailumateriaaleja on saatavissa kymmeniä tuhansia. On puhtaita aineita, liuoksia, erilaisia matriisipohjaisia vertailumateriaaleja sekä fysiko-kemiallisiin ominaisuuksiin pohjautuvia vertailumateriaaleja. Jäljitettävän vertailumateriaalin pitoisuus tms. ominaisuus ilmoitetaan aina epävarmuusarvion kanssa. Epävarmuusarvio tulisi ensisijaisesti olla määritetty ISO:n GUMoppaan mukaisesti (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM), ISO Geneva Switzerland, 1995). Vertailumateriaali, jossa ei ole ilmoitettu epävarmuutta, olkoonkin varustettu jonkinlaisella sertifikaatilla, ei täytä jäljitettävyysvaatimuksia. 13
Määrätietoisuutta, kiinnostusta, intensiteettiä: JOHTAMINEN ON VAATIVA AMMATTI Teksti: Irja Nurmi-Rättö Kuva: Spyrou Hyvä johtajuus on edellytys hyvälle johtamiselle. Johtajuus koostuu henkilön synnynnäisistä ominaisuuksista, mutta paljon on myös opittavissa, HAUSin kehitysjohtaja Seppo Mansukoski sanoo. HAUSin ja MIKESin monivuotinen yhteistyö suhteellisen nuoren viraston strategian ja johtamiskulttuurin kehittämiseksi on kantanut hedelmää. MIKES toimii pian HAUSin johtamistaidon kursseilla esimerkkinä strategian jalkauttamisesta. HAUS kehittämiskeskus Oy:n liiketoiminta-alueet ovat konsultointi ja johdon valmennus sekä koulutus ja kansainväliset projektit. Asiakaskunnan muodostavat julkisen sektorin toi- mijat; MIKES yhtenä malliesimerkkinä. Yhteistyö käynnistyi muutama vuosi sitten MIKESin strategisen linjauksen tarpeesta. Samoihin aikoihin HAUS oli lanseerannut oman sovelluksensa Balanced Score Card -mallista eli tasapainoisen onnistumisen strategiamallin, jota ryhdyttiin käyttämään työskentelyn pohjana. Yhteistyö on sisältänyt myös perustason esimiesvalmennusta. Vaikka strategiatyön aktiivivaihe onkin takana, yhteistyö MIKESin ja HAUSin välilllä jatkuu strategian ajan tasalla pitämiseksi. Me olemme perinteisesti kokoontuneet vapunaattona johtoryhmän ja johtokunnan jäsenten kanssa tarkista- 14
maan ja jalostamaan MIKESin strategiaa, Seppo Mansukoski kertoo pilke silmäkulmassa, mutta vakuuttaa vakavampaan sävyyn: Balanced Score Card -ajattelusta kehittyi MIKESissä käytännön työkalu. Sisällöllistä ja menetelmällistä strategista johtamista on harvinaisen hyvin pidetty yllä. Innovatiivinen etunoja tarpeen Ammattimaisen johtajuuden tarve on ilmeinen kaikissa valtion laitoksissa, ei vain MIKESissä. Sitä peräänkuulutetaan yhtä hyvin myös yksityisektorilla, sillä ilmiömaailman muutokset ovat tänä päivänä niin nopeita ja jopa yllätyksellisiä, että ilman hyvää johtajuutta ei pärjätä. Hyvä johtajuus on edellytys hyvälle johtamiselle. Johtajuus koostuu henkilön synnynnäisistä ominaisuuksista, mutta paljon on myös opittavissa. Määrätietoisuus, kiinnostus kaikkea ympäröivää kohtaan, intensiivisyys ovat ominaisuuslistan kärkipäässä. Virkamiesjohtamisessa ei aiemmin ole tarvittu riskinotto- ja -sietokykyä, nyt nekin ovat tarpeen, ja johtajia jopa kannustetaan ottamaan innovatiivista etunojaa, Seppo Mansukoski korostaa. MIKESin tyyppisessä organisaatiossa tarve innovatiiviselle etunojalle on ilmiselvä, koska kyse on tutkimuslaitoksesta ja asiantuntija- ja palveluorganisaatiosta. Hyvä johtaja kiinnostuu myös heikoista signaaleista ja pienistä asioista, jotka voivatkin yllättäen olla osa merkittävää kokonaisuutta. Huippujohtajien kohdalla puhutaan paljon myös intuitiosta, se kehkeytyy Seppo Mansukosken mielestä kokemuksen kautta. Johtaminen on vaativa ammatti ja se tulee jokaisen johtotehtäviin pyrkivän tunnistaa. Uikutus siitä, kuinka aika ei riitä, on turhaa. Sitähän on harvinaisen paljon, 24 tuntia vuorokaudessa! Kyse on priorisoinnista. Ihminen käyttää aikaansa siihen, mistä on kiinnostunut ja johtajan tulisi olla kiinnostunut johtamistyöstä. Ei silloin pidä miettiä, että meneepäs tässä aikaa, Mansukoski lataa. MIKES erikoistapaus Valtionhallinnossa on meneillään tällä hetkellä muodonmuutos, jonka seurauksena valtion ja kunnan organisaatiot ovat HAUSin termein ilmaistuna monimuotoistumassa. MIKES hakee identiteettiään, jonka luomista edellyttää mm. toiminnan kansainvälistyminen. Toimialat, metrologia ja akkreditointi, asettavat nekin omat erityisvaatimuksensa. Metrologia on tutkimuskeskeistä toimintaa ja johdettavina on kansainvälisestikin ajatellen huippuluokan tutkijoita. Johtajalta vaaditaan silloin johtajuuden vaatimusten lisäksi myös hyvää substanssiosaamista. Akkreditoinnissa on puolestaan selvästi palvelubisneksen piirteitä, ja johtajaan kohdistuvat vaatimukset ovat tietysti sen mukaiset, Seppo Mansukoski sanoo. MIKESin erityislaatuisuutta kuvaa hyvin se, että MIKESistä on tekeillä case-esimerkki HAUSin johtamistaidon kurssille. Case on nimeltään MILES, jossa MIKESin johtohenkilöt ovat mukana alias-nimillä, ja se koeponnistetaan marraskuun puoliväliin ajoittuvalla JUST-ohjelmajaksolla. Syy MIKESin valintaan on yksinkertainen. MIKESin johtamisessa on nähtävissä sitä intensiteettiä, jota peräänkuulutan, sekä kiinnostusta viedä organisaatiota eteenpäin ja uudistua. Pikantti yksityiskohta on myös mittava toimitalohanke. MIKES on vuosien varrella kohtaamieni asiakkaiden kärkipäässä, siksi case-esimerkki laadittiin juuri MIKESistä, Seppo Mansukoski toteaa. Turhaa vaatimattomuutta Seppo Mansukoski ei näe julkisen ja yksityisen sektorin johtajuuden vaatimuksissa suuria eroja, mutta pitää julkisen puolen johtamista yksityissektoria vaativampana. Toiminnan mitattavuus ei ole julkisella puolella helppoa ja sidosryhmiäkin on aina poliittista johtoa myöten. Nämä seikat nostavat vaikeusastekerrointa. Johtamiskoulutuksessa tärkeintä on oikea kohdistettavuus. Koulutuksen tulee olla oikealla tavalla fokusoituvaa, ja teorian ja käytännön tulee yhdistyä. Johtajan tulisi olla kiinnostunut johtamistyöstä. Koulutusohjelmissa johtajien abstraktiotasovaatimus on kova, eikä mikään ole pahempaa kuin väärä johtaja väärässä koulutusohjelmassa. Johtaminen on mallintamista ja käsitteet ovat tärkeitä. Niiden käyttö aiheuttaa monesti kompurointia, Mansukoski kuvailee. Alaisten rooli johtajan kouluttamisessa on myös merkittävä, sillä ihmisten johtaminen on aina vuorovaikutusta. Body language näkyy ja vaikuttaa. Organisaation kannalta parhaita ovat kriittiset, vaativat alaiset, he ovat myös tuloksentekijöitä. Heistä johtajan tulisi olla Seppo Mansukosken mukaan kiitollinen. Suomessa julkisen sektorin johtajuus on Mansukosken mielestä korkeatasoista ja johtajat turhan vaatimattomia, itsetuntoa pitäisi olla enemmän. Myönteisessä mielessä nöyryys on paikallaan, paras tulos saavutetaan kuitenkin määrätietoisuuden ja nöyryyden yhdistelmällä. 15
Normaalitaajuusvastaanottimen prototyyppi valmis MIKESissä on valmistunut diplomityönä 25 MHz:n normaalitaajuusvastaanotin, joka kykenee vastaanottamaan MIKESin normaalitaajuuslähettimen signaalin. Ilkka Iisakan diplomityönä valmistaman prototyypin toiminta-alue kattaa aluksi pääkaupunkiseudun. Teksti: Irja Nurmi-Rättö Kuvat: Spyrou DIPLOMITYÖ Tähtitieteen, tietoliikenteen, ilmailun ja geofysiikan alalla vaatimukset ajan ja taajuuden tarkkuudelle ovat suuret. Luotettava ajan ylläpitäminen on kuitenkin mahdollista vain, jos käytettävissä on tarkka taajuus sekä keino verrata tätä taajuutta ulkopuolisiin taajuusnormaaleihin. Vastaanotin antaa käyttäjälleen tarkan taajuuden ja ajan. Yleisimmin käytettyjä lähes kaikkialla maailmassa toimivia tarkan ajan ja taajuuden lähteitä ovat GPS-järjestelmä sekä vanhempi Loran-C -navigointijärjestelmä. Lisäksi kansallisella tasolla on ollut käytössä TV-lähetysten juovapoikkeutustaajuuden stabiilisuuteen perustuva taajuuskalibraattori TV-SYNC FC40, jolla on päästy jopa 10-11 epätarkkuuteen tuhannen sekunnin vertailuajalla. Vuodesta -75 alkaen ajan ja taajuuden jakelukanavana on toiminut YLEn verkko. Referenssioskillaattorien kalibrointiin käytetään apuna TV:tä, jonka taajuus on lukittu MIKESin taajuuteen. Televisiojärjestelmien digitalisointi on kuitenkin tärvellyt TV:stä saatavan taajuuden, eikä se enää kelpaa Normaalitaajuusvastaanottimen prototyyppi. Takana oikealla kideoskillaattori, edessä oikealla lyhytaaltovastaanotin ja edessä vasemmalla lisäelektroniikka. hyvien oskillaattoreiden kalibrointiin, professori Kalevi Kalliomäki MIKESin aika- ja taajuuslaboratoriosta kertoo. Hänen johdollaan diplomityöntekijä Ilkka Iisakka MIKESin sähköryhmästä on valmistanut normaalitaajuusvastaanottimen prototyypin, joka kykenee vastaanottamaan MIKESissä sijaitsevan normaalitaajuuslähettimen signaalia. Kansallinen järjestelmä tarpeen Valmistuneen normaalitaajuusvastaanottimen olennaisimmat osat ovat kaupallinen radiovastaanotin, jolla vastaanotetaan normaalitaajuus ja aikakoodi, itse rakennettu lisäelektroniikka sekä digitaalinen aikanäyttö. Lisäelektroniikka sisältää mm. taajuusjakajia, vaihemodulaattorin, tulosignaalin tason mukaan säätyvän vaimentimen, signaalien suodatusta sekä vaihelukkopiirin. Vastaanottimen prototyypin paikallisoskillaattorina toimii 10 MHz:n uunikideoskillaattori, josta digitaalilogiikka muodostaa muut laitteen tarvitsemat sisäiset signaalit. Yksi näistä on 16
2,5 khz:n taajuudella vaihemoduloitu 25 MHz:n signaali. Tämä summataan antennista tulevaan tarkkaan 25 MHz:n signaaliin ja viedään radiovastaanottimen antenniliitäntään. Tällöin radiovastaanottimen pientaajuusosasta saadaan 2,5 khz:n signaali, jota verrataan alkuperäiseen signaaliin. Vaiheilmaisimen sisältävä säätösilmukka ohjaa molemmat 2,5 khz:n signaalit samaan vaiheeseen ja saa siten kideoskillaattorin lukkiutumaan Vastaanottimen pelkistetty lohkokaavio M Ilkka Iisakka (vas.) ja Kalevi Kalliomäki normaalitaajuuslähettimen antennin äärellä. normaalitaajuuslähetteeseen. Radiovastaanottimen pientaajuusosasta saatavan 1 khz:n aikakoodin ja laitteen sisältämän aikanäytön ansiosta käyttäjällä on tarkka taajuus ja tarkka aika käytettävissä, Ilkka Iisakka kuvailee laitteen etuja. Vastaanottimen prototyyppi on osoittautunut toimivaksi ja suorituskyvyltään hyväksi. Suhteellinen taajuusvirhe on jopa alle 1. 10-13 100 sekunnin keskiarvoistusajalla. Pelkästään amerikkalaisten GPSjärjestelmän varaan ei ole mukava jättäytyä, kertaalleen satelliittiyhteys on jo katkaistu USA:n sodankäyntiope- M M M raatioiden hyväksi. Tavoitteeksi on asetettu edullisen, kansallisen järjestelmän rakentaminen, ja siihen tarpeeseen nyt kehitetty normaalitaajuuslähettimen prototyyppi on tarkoitettu, Kalevi Kalliomäki toteaa. Kenkälaatikosta kännykkäkokoon Tarkka aika ylläpidetään tarkan taajuuden avulla. Maailmanlaajuisesti taajuus on määritelty aika- ja taajuuslaboratorioiden noin 230 cesiumatomikellon keskimääräiseksi taajuudeksi. Suomen virallinen aika ja taajuus määräytyvät MIKESin cesiumatomikellojen mukaan. Otaniemessä sijaitseva normaalitaajuuslähettimen antenni lähettää noin 100 watin teholla signaalia, jonka 25 MHz:n kantoaalto perustuu atomikelloon. Taajuuden suhteellinen virhe on pienempi kuin 1. 10-13 eli taajuus on vähintään 24999999,9999975 Hz ja enintään 25000000,0000025 Hz. Lisäksi kantoaaltoon on moduloitu aikakoodi, Ilkka Iisakka kertoo. Nyt valmistunut normaalitaajuuslähetin kattaa alueen noin 20 km:n säteellä Otaniemestä. Muitakin alueita Suomesta olisi mahdollista kattaa sijoittamalla useampia lähettimiä ympäri maata. Muualla Suomessa ei kuitenkaan ole atomikelloja, joihin lähetin voitaisiin lukita. Lisäksi tarkasta taajuudesta kiinnostunut käyttäjäkunta harvenee Etelä-Suomesta poistuttaessa. Noin kahden vuoden sisään nyt valmistunut kenkälaatikon kokoinen prototyyppi on jo kutistunut kännykän mittoihin. Samassa ajassa toimintasäde on laajentunut 200 km:iin eli noin Tampereen korkeudelle saakka. Saadakseen tarkan ajan ja taajuuden käyttäjät tarvitsevat vain vastaanottimen ja antennin, Kalevi Kalliomäki listaa. Tulevaisuuden suunnitelmissa siintää normaalitaajuusvastaanottimien valmistus pieninä sarjoina, valmistusoikeudet ovat MIKESillä. DIPLOM ITY Ö Lisätietoja: Diplomityö löytyy kokonaisuudessaan osoitteesta www.mikes.fi kohdasta Metrologia->Julkaisut->Metrologian julkaisuja. 17
Termoelementtien epähomogeenisuus Termoelementti on laajimmin käytetty lämpötila-anturi teollisuudessa. Sen yksinkertaisuus, alhainen hinta ja laaja lämpötila-alue ovat merkittävimmät syyt sen suosioon. Tarkkuuden ja luotettavuuden parantuessa epähomogeenisuudesta on tullut yhä merkittävämpi tekijä termoelementtimittauksissa. Teksti: Paavo Leskinen Kuvat: Spyrou DIPLOMITYÖ hyvin erilaisiin sovelluksiin. Termoelementeistä voidaan tehdä halkaisijaltaan hyvin pieniä, minkä ansiosta niiden lämpötilavaste on nopea. Merkittävin rajoittava tekijä on sen tarkkuus, mikä johtuu mm. suhteellisen heikosta signaalista ja epälineaarisuudesta, esim. K-tyypin termoelementillä 4,1 mv vastaa 100 C. Jos tarvitaan erityisen tarkkaa lämpötilan mittausta, joudutaan turvautumaan tarkempiin antureihin esim. vastusantureihin. Laitteisto havaitsee mittaustulokseen vaikuttavat epähomogeenisuudet. Termoelementit eivät mittaa absoluuttista lämpötilaa vaan lämpötilaeroa, joten mittauksissa tarvitaan myös vertailulämpötila. Lämpötila-alue termoelementeillä on -200 C... 2300 C. Epähomogeenisuus on yksi merkittävistä mittausvirheiden syistä termoelementeissä. Termoelementtejä kalibroitaessa niiden homogeenisuus tulisikin testata, jotta tämä mittausvirhe Paavo Leskinen ja MIKESin termolementtien epähomogeenisuutta mittaava laitteisto voidaan ottaa huomioon lämpötilan mittauksessa. Termoelementtejä löytyy ominaisuuksiltaan monenlaisia. Yksinkertaisuutensa ansiosta se soveltuu myös Tarkka mittaus epähomogeenisuusmittauksella Termoelementti koostuu kahdesta eri materiaalia olevasta metallilangasta, jotka on hitsattu toisesta päästä yhteen. Termoelementillä mitataan lämpötilaeroa mittausliitoksen (kuuma) ja vertailuliitoksen (kylmä) välillä. Mit- 18
tausliitosta lämmitettäessä elektronien lämmöstä aiheutuva liike-energia synnyttää termoelementtiin termojännitteen. Termojännite syntyy pitkin termoelementtiä kohdissa joissa on lämpötilaeroja. Termoelementin termosähköiset ominaisuudet voivat kuitenkin muuttua pitkin termoelementtilankaa. Termoelementin upotussyvyys kalibroinnissa ja käytännön mittauksessa voi olla eri suuruinen ja upotussyvyys mittausten välilläkin saattaa muuttua. Tämän takia kalibroinnin yhteydessä pitäisi tehdä myös epähomogeenisuusmittaus, jotta varmistutaan kalibrointitulosten käytettävyydestä mittauksissa. Mittauslaitteiston lohkokaavio Termoelementti mittaustilanteessa Epähomogeenisuuden aiheuttajat Epähomogeenisuuden aiheuttajia on monenlaisia. Haitallista hapettumista eli korroosiota syntyy korkeissa lämpötiloissa, jolloin suojaavasta oksidikerroksesta tulee hauras ja huokoinen. Termoelementissä tapahtuu myös saastumista diffuusion kautta. Haitallista hapettumista ja saastumista tapahtuu sitä enemmän mitä korkeampi lämpötila on. Fyysisiä muodonmuutoksia syntyy usein uunin suuaukolle, jossa lämpötilagradientti on suurimmillaan. Muita mahdollisia epähomogeenisuuden aiheuttajia ovat rakeenkasvu, atomien järjestäytyneisyys hilarakenteessa, magneettinen transformaatio ja haihtuminen. Termoelementtien epähomogeenisuutta ei ole tutkittu paljon. Viimeaikoina kiinnostus on kuitenkin kasvanut ja monet tutkimuskeskukset ovat aloittaneet projekteja termoelementin epähomogeenisuuden tutkimiseksi. Mm. Yhdysvalloissa NIST (National Institute of Standards and Technology), Ruotsissa SP (Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut) ja Ranskassa BNM-LNE (Bureau National de Métrologie - Laboratoire National d Essais) ovat kehittäneet omia laitteistoja termoelementtien epähomogeenisuuden mittaamiseksi. Yleisin menetelmä epähomogeenisuuden mittaamiseksi on muodostaa lämpötilagradientti ja liikuttaa sitä pitkin termoelementtiä. Kun lämpötilagradientti saavuttaa epähomogeenisen kohdan, termojännite muuttuu ja epähomogeenisuus voidaan havaita. Menetelmät eroavat lähinnä lämpötilagradientin muodostustavan ja niiden määrän mukaan. Diplomityössä kehitettiin uusi laitteisto Diplomityön tavoitteena oli tutkia termoelementeissä ilmenevien epähomogeenisuuksien vaikutusta mittaustuloksiin sekä menetelmiä niiden määrittämiseksi. Keskeisenä tavoitteena oli myös rakentaa laitteisto, jolla voidaan havaita mittaustulokseen merkittävästi vaikuttavat epähomogeenisuudet. Laitteisto toteutettiin kahden gradientin menetelmällä, jossa mitataan lämpötilagradienttien muodostamien termojännitteiden erotusta. Menetelmässä lämpötilagradientit muodostetaan kapealla uunilla ja uunia liikutetaan askelmoottorin ja lineaariyksikön avulla pitkin termoelementtiä. Differentiaalisuuden takia uunin lämpötilan epätasaisuudella ei ole kovin suurta merkitystä. Epähomogeenisuus havaitaan kun toinen lämpötilagradientti saavuttaa epähomogeenisen kohdan. Homogeenisella alueella molemmat lämpötilagradientit muodostavat samanlaiset termojännitteet, jolloin lähtöjännite on nolla. Uunin ja lämpötilagradienttien leveyden takia se soveltuu kuitenkin vain pitkien termoelementtien mittaamiseen. Testit erilaisilla termolelementeillä osoittavat, että laitteistolla havaittava pienin epähomogeenisuus on 0,03%, joka vastaa esim. S-tyypin termoelementillä 500 C käyttölämpötilassa 0,13 C. Mittatekniikan keskuksessa tehdyn Paavo Leskisen diplomityön valvojana toimi Professori Pekka Wallin Teknillisen korkeakoulun Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osastolta ja työn ohjaajana TkT Martti Heinonen MIKESistä. Lisätietoja: Erikoistutkija Thua Weckström, e-mail: thua.weckstrom@mikes.fi Tutkimusharjoittelija Paavo Leskinen, e-mail: paavo.leskinen@mikes.fi Diplomityö löytyy kokonaisuudessaan osoitteesta www.mikes.fi kohdasta Metrologia->Julkaisut->Metrologian julkaisuja. DIPLOMITYÖ 19
Harjannostajaisten kunniaksi lippu liehui ylväästi rakennuksen yllä. Arkkitehti Eino Leinonen esittelee talon pohjaratkaisua. Uudisrakennuksen harjannostajaiset Tärkeä merkkipaalu MIKESin uuden toimitalon rakennuksessa saavutettiin 18. marraskuuta 2004, jolloin vietettiin harjannostajaisia. Ennen Senaatti-kiinteistöjen järjestämiä varsinaisia juhlallisuuksia oli vierailla mahdollisuus tutustua työmaahan ja rakennuksen kätkemiin teknillisiin erikoisratkaisuihin. Teksti: Jenni Kuva, Kuvat: Jenni Kuva suudesta johtuvista vaikeuksista huolimatta. Projektinjohtokonsultin palveluja tarjoava ISS Prokoa edustava Matti Suvanto ilmoitti luottamuksensa projektin hyvään loppuun vientiin, mutta muistutti kuitenkin kaikkia, että työrupeama ei ole vielä ohi: Kuukaudet ennen ensi kesää tulevat varmasti olemaan vähintään yhtä vaativat kuin tätä ennen. Yleensä tunnelma tiivistyy rakennuksen valmistumisvaiheessa, ja siinä vaaditaan sitkeyttä, suunnatonta joustamista ja valtava määrä ammattitaitoa. Urakoitsijoita edustava Are Oy:n aluepäällikkö Erkki Laitala kiitti kaikkia projektiin osallistuneita ja kommentoi hankkeen mittavuutta: Tiesimme, että hanke tulisi olemaan mittava, sitä emme pelästyneet. Hankkeen vaativuus on näkynyt alkuvaiheen aikataulussa, on tullut aikataulusiirtymä, mutta kuitenkin yhdessä Juhlatilaisuudessa Senaatti-kiinteistöjen toimitusjohtaja Aulis Kohvakka toivotti kuulijat tervetulleiksi ja osoitti suuret kiitokset projektin kaikkia osapuolia kohtaan hankkeen haasteelliolemme nyt harjannostajaisvaiheessa. Vaativaa hanketta ei voi hosumalla tehdä, vaan se vaati myös työaikaa. Kauppa- ja teollisuusministeriötä edustava teollisuusneuvos Seppo Ahvenainen muisteli vuotta 1997, jolloin kansainvälisessä evaluoinnissa suositeltiin korkeatasoisen metrologialaboratorion perustamista Suomeen. Monet teistä ovat olleet alusta asti mukana ja tietävät, että tässä on ollut monta askelmaa kiivettävänä ja kaikki ovat olleet tärkeitä. Se, että tässä on mennyt seitsemän osin lihavaa, osin laihaa vuotta kertoo jotakin hankkeen mittavuudesta. Tulevaisuutta kohti kääntyessään Seppo Ahvenainen näki uuden toimitalon merkityksen MIKESille suurena: Tämä hanke valmistuttuaan tulee lisäämään MIKESin kiinnostavuutta Suomessa ja ulkomaisessa tutkimus- ja akkreditointiyhteisössä. Marko Jäntti edusti puheenvuorossaan työntekijöitä ja kiitti sitä, että he ovat saaneet olla mukana mielenkiintoisessa ja haastavassa projektissa. Juhlatilaisuuden tunnelmaa nosti Juha Laitila lauluin, tarinoin ja imitaatioin, ja mahdollisti myös Louis Armstrongin, Tom Jonesin, Elviksen ja Martti Ahtisaaren vierailun harjannostajaisissa. 20