益控通平台 / 陳銘德
十八世紀中葉因機械組裝工序不順利，英、法機械工程師苦思改善之道，美
國捷足先登，於公稱尺寸賦予微量尺寸，既可增加合格率又可促進組裝效率，引爆機械產業快速縮短各種產品研製時程，提高品質與可靠度，大量生產降低售價，普及人類，提升生活品質。約百年前，歐美幾乎同時頒佈尺寸公差配合(Limits and Fits)規範，1925 美國先頒佈ASA 34a 規範，1938 國際頒佈ISA Bulletin 25 規範，二戰後日本追隨ISO 規範於1960 頒發JIS B0401 公制單位，造成日本機械工業產品與家電等商品行銷全球，攻城掠地。
由於在公稱尺寸增加容許公差(允差)，零件可分散異地同步製作，縮短上市
期程，兼保護機敏性，組裝時又大幅提升互換性，直通率提高，維修亦容易，延長壽期，大量生產，工具模具製作成本降低，直接反映到產品售價。
傳統正負公差座標系統有其優點，但同時亦隱含侷限與不合理之缺陷，不能
管制形體之形狀、方位、位置，另外;亦造成尺寸與角度之累積誤差，對撓性件與多曲線工件之量測產生困擾，導致衍生設計、製作、檢測、客戶間之爭議，浪費人力、物力、時間等資源。美國於二十世紀初，發現尺寸公差配合規範隱藏正負座標不合理之缺陷與不合理處、累積誤差效應、撓性件量測之困擾，而動員龐大資源(數學家、科學家、機械工程師、統計學家)思考解決對策，經二戰軍品急需零組件快速全互換生產之考驗，解決上述缺失，發展制定幾何尺寸與公差規範(ASME Y14.5)，隨後ISO 亦步亦趨頒佈(ISO 1101)，內容幾乎一樣，至今已逾七十餘載。
傳統尺寸公差缺點
(1)不能控制位置、方向、形狀。
(2)孔心被限制在方形尺寸公差區不合理，製作成本高，可用零件被判不合格。
(3)基準欠明示，量測方式不明確，造成設計與檢驗部門之間爭議不斷。
(4)對於排孔或環形孔必產生累積誤差困擾，組配合格率較低。角度公差也是尺寸公差之一種，也會有公差累積，又缺基準，亦難量測。
(5)對撓性件檢測有困擾。
(6)各類商品紛紛加入造型設計吸引消費注意，其中不少曲線曲面，不僅增加工具、模具製作難度與費用，同時對曲線檢測圓心位置之確認造成困擾。
幾何公差 傳統尺寸公差諸項缺點，皆被幾何公差規範彌補改善，茲以國內機製業目前普遍尚存在之累積公差困擾為例，提供簡單方便之克服之道，期望早日降低時間、資材、人力等修修改改之浪費，迎頭趕上國際通用規範之技術程度。
累積公差 較著名有效方法並以數學關係式保存下來有下列統計公差常用數學模式：
對策 引用幾何公差中之基準尺寸(Basic dimension BSC)標註，下圖表示零件有5孔之示意圖，孔心距用基準尺寸 20 標註，理論上正確尺寸與公差區決定點、軸線與中間平面，這些彼此相關或以一個（或多個）基準形態為準之位置，其公差區對於理論上正確位置為對稱。特色為如欲連續排列尺寸標註時，基準尺寸不會造成累積公差（Accumulative tolerances），因而其標註可容許以一個（或多個）基準形態為準，同時亦可避免傳統標註尺寸公差擁擠困擾，優點為彌補+/-公差之缺陷及不合理之處，消除累積公差之困擾。如搭配正位度(位置度)可合理增大製作公差達57%以上，再配合MMC/LMC 修飾，可再額外增大製作公差(Bonus tolerance)，大幅降低模具、工具製作成本，量產件之檢具設計簡單快速，提升研製效率與品質。設計工程師如能正確使用零公差(Zero tolerance)標註，可第三次擴增製作公差，同時消除困擾高階主管疲於奔命之料件審查(Material Review Board MRB)特裁會議，合法將原被犧牲之好零件救回又不違背ISO、 ASME、JIS、DIN 等規範。另外;提供檢具、組裝用治具設計寶貴之虛擬環境(Virtual condition VC)數據，提升設計效率，且與國際規範接軌。
如有產業界需要公差配合相關的課程，陳銘德顧問在產業界有豐富的經驗，可以提供專業的技術建議與產業生產的討論。
