CC BY
046 МЕТРОЛОГИЯ
Достоверность результатов измерения. Оценка погрешности средств измерения
Недостоверная измерительная информация приводит к большому количеству нарушений и браку в работе предприятий. Рассматриваются предложения по цифровизации процесса получения достоверной измерительной информации. Предлагаемый подход к оценке достоверности измерительной информации и контролю средств измерений позволит улучшить качество и снизить затраты на эксплуатацию
А.С. Миронова1
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО СамГТУ)
К.Д. Москвичев1
ФГБОУ ВО СамГТУ
Е.Л. Москвичева2
ФГБОУ ВО СамГТУ, канд. техн. наук, доцент
Н.Б. Тимофеева3
Самарский филиал ФГАОУ ДПО «Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)», samara-asms@mail.ru
1 студент, г. Самара, Россия
2 доцент, г. Самара, Россия
3 заместитель директора, г. Самара, Россия
Для цитирования: Миронова А.С., Москвичев К.Д., Москвичева Е.Л., Тимофеева Н.Б. Достоверность результатов измерения. Оценка погрешности средств измерения // Компетентность / Competency (Russia). — 2024. — № 7. DOI: 10.24412/1993-8780-2024-7-46-49
ключевые слова
средства измерения, измерительная информация, погрешность, достоверность, оценка
ля проверки правильности выбора средств измерений (СИ) или оценки полученной измерительной информации применяются статистические методы анализа измерительных процессов, которые помогают узаконить применение средств измерений, обосновать целесообразность затрат на проведение измерений в процессе производства.
Согласно п. 7 статьи 13 Федерального закона № 102-ФЗ «Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, могут подвергаться поверке в добровольном порядке». Учитывая большой список средств измерений, подлежащих обязательной поверке, а также достаточно высокую стоимость выполнения поверок средств измерений в аккредитованных лабораториях, экономическая составляющая постоянного проведения необязательных поверок становится невыгодной [1].
Если рассматривать добровольные действия по контролю состояния СИ, то и частота их проведения влияет на качество. В случае сбоев в работе средств измерений продукция будет иметь дефекты или низкое качество, возможен брак целых ее партий, что повлечет за собой значительные экономические потери. В связи с этим необходимо контролировать средства измерений, применяя меры, позволяющие спрогнозировать выход средств измерений из строя в межповерочные циклы, например оценку погрешности средств измерений.
Такая оценка в течение межповерочных циклов повысит достоверность получаемой измерительной информации. Традиционно считается, что при регулярном проведении поверок и калибровок средств измерений не тре-
буется иного поддержания точности их работы и погрешность измерений не выходит за предельные границы [2]. В действительности около 12 % всех СИ при проведении поверок или калибровок уже выходят за предельные границы [3]. Кроме того, при большом сроке эксплуатации приборы подвергаются воздействиям окружающих факторов, происходит их накопление, что приводит или к выходу прибора из строя, или к состоянию, при котором он работает за пределами допустимых значений погрешности [4].
Риск поступления недостоверной информации возрастает при длительной эксплуатации СИ, и он выше риска отказа метрологического обеспечения. Риск связан с результатом действия или процесса, в том числе с решением сохранить текущее состояние, что часто влечет негативные последствия [5].
При транспортировке приборов после поверки или калибровки существует опасность появления микроповреждений, которые могут повлиять на дальнейшую работу средства измерения.
Приходим к выводу, что хотя производители и стремятся увеличить межповерочные интервалы до максимально возможных для уменьшения экономических затрат, приборы обеспечивают снижение количества брака только при частом проведении поверок и калибровок. Необходимо найти решение, которое позволит составить прогноз состояния СИ в течение межповерочного интервала и оптимизировать работы по контролю правильности функционирования СИ.
Этим решением является оценка погрешности средств измерений. Ее можно проводить различными способами, но в современном мире логич-
МЕТРОЛОГИЯ 47
но использовать IT-платформу, максимально исключающую человеческий фактор.
Основой для работы такой IT-платформы будет метод MSA-анализа (Measurement System Analysis — анализ измерительных систем) — это составляющая статистического управления процессами производства для исследования оценки приемлемости измерительных операций [6].
Применение MSA раскрывает большие возможности для улучшений, помогает тратить ресурсы только на эффективные процессы. IT-платформа позволяет:
► проводить анализ технологического процесса;
► определить критерии приемлемости каждого вида измерений и контроля;
► пересмотреть виды измерений и контроля;
► проводить оценку погрешности измерительных приборов;
► оценку процедур и операторов.
Информационная IT-платформа поддерживает проведение различных видов анализа измерительных действий, таких как [7]:
► стабильность измерительного процесса;
► смещение измерительного процесса;
► линейность смещения измерительного процесса;
► сходимость и воспроизводимость измерительного процесса.
Методика MSA позволит компании принять правильное, экономически выгодное решение, даст заключение о приемлемости предложенных средств измерения. Однако многие компании
не применяют MSA из-за сложности расчета статистических методов и незнания специалистами требований и способов исполнения. Заложенный в методике подход требует большего внимания и тщательного изучения, поэтому на предприятии необходимо провести подготовку кадров в виде обучения по ГОСТ 51814.5, по составленным в организации пособиям и исследованиям опыта других предприятий.
На основе MSA-методики пишется платформа, которая позволит проводить оценку погрешности средств измерения. Потребитель заполняет форму, вносит результаты замеров своего прибора, программа проводит расчеты, основанные на базе методики, и отправляет пользователю заключение о точности работы его прибора с указанием погрешности, а также дает рекомендации по дальнейшей эксплуатации прибора и выявляет вероятные причины выхода за предельные границы. Часть данных берется из паспорта прибора.
Важно, что возможна полная интеграция с системой предприятия, вплоть до полной автоматизации процесса оценки погрешности средств измерения. В этой ситуации результаты измерений будут автоматически передаваться в базу данных платформы с работающего прибора, там обрабатываться, а далее выдавать сигнал в том случае, когда есть выход за предельные границы средства измерения.
По результатам проведенного SWOT-анализа внедрения IT-платфор-мы для оценки погрешности средств измерения (табл. 1-4) можно сделать
Таблица 1
SWOT-анализ внедрения IT-платформы [SWOT analysis of IT platform implementation]
Сильные стороны [Strengths] Возможности во внешней среде [Opportunities in the external environment] Слабые стороны [Weaknesses] Угрозы внешней среды [External environmental threats]
► С1. Методика в основе платформы является эффективной ► С2. Платформа несет в себе экономичность и ресурсоэффективность ► С3. Возможность применения данного метода для любых материалов ► С4. Актуальность MSA-метода ► С5. Наличие опытного руководителя ► В1. Адаптация научного исследования ► В2. Большой потенциал применения метода на российских предприятиях ► Сл1. Отсутствие у потенциальных потребителей квалифицированных кадров по работе с данным методом ► Сл2. Отсутствие прототипа научной разработки на предприятиях Самарского региона ► У1. Отсутствие спроса на проведение данных исследований
48 МЕТРОлОГИя
Таблица 2
Сильные стороны проекта [Project strengths]
Возможности проекта [Project opportunities] С1 С2 С3 С4 С5
В1 + 0 + + +
В2 + + + - 0
Таблица 3 Сильные стороны проекта [Project strengths]
Угрозы [Threats] С1 С2 С3 С4 С5
У1 + 0 0 - -
Таблица 4
Слабые стороны проекта [Project weaknesses]
Возможности проекта [Project opportunities] Сл1 Сл2
У1 - -
выводы, что отсутствие спроса на данном этапе не предвидится.
Внедрение 1Т-платформы позволит повысить качество предоставляемой продукции или услуги путем улучшения контроля над средствами измерения и их применимости к целям измерения. Качество и измерения действительно неотделимы друг от друга
в производственных условиях, а значит, при улучшении одного, неизменно улучшается и другое. Затраты и проблемы при внедрении невелики, улучшения значительны, стало быть, они имеют смысл и место на производстве.
Таким образом, для получения достоверной измерительной информации необходимо снизить появление средств измерения, показания которых выходят за предельные значения. Сделать это позволит процедура оценки погрешности средств измерения с применением MSA-методики. Она открывает новые возможности в использовании метрологического обслуживания средств измерения в межповерочные интервалы, повышает достоверность измерительной информации, снижает экономические затраты и вероятность появления бракованной продукции. Риски поступления недостоверной измерительной информации несут за собой последствия. Для повышения эффективности работы метрологического оборудования необходимо изучать новые подходы в области управления качеством. ■
Статья поступила в редакцию 10.06.2024
Список литературы
1. Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений». — М.: Кодекс, 2021.
2. ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. — М.: Стандартинформ, 2018.
3. Генкина Р.И., Лукашов Ю.Е. и др. // Законодательная и прикладная метрология. — 2010. — № 5.
4. ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2019. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. — М.: Стандартинформ, 2019.
5. ГОСТ Р ИСО 31000-2019. Менеджмент риска. Принципы и руководство. — М.: Стандартинформ, 2020.
6. Анализ измерительных систем. MSA. 3-е изд. — 2005.
7. Касторская Л.В. Анализ измерительных систем (MSA) в вопросах и ответах. — 2006.
Как подготовить статью для журнала «Компетентность»
Оригинал статьи и аннотацию к ней необходимо передать в редакцию в электронном виде (на магнитном носителе или по электронной почте komp@asms.ru). При передаче информации по электронной почте желательно архивировать файлы. В названиях файлов необходимо использовать латинский алфавит. Допускаемые форматы текстовых файлов — TXT, RTF, DOC. Допустимые форматы графических файлов:
► графики, диаграммы, схемы — AI 8-й версии (EPS, текст переведен в кривые);
► фотографии — TIFF, JPEG (RGB, CMYK) с разрешением 300 dpi.
К каждой статье необходимо приложить сведения об авторах — фамилия, имя, отчество, ученая степень, ученое звание, место работы и должность, телефон служебный и домашний, адрес электронной почты.
Kompetentnost / Competency (Russia) 7/2024 ЛЛСТРП1 ЛЛ\/ ДА
ISSN 1993-8780. DOI: 10.24412/1993-8780-2024-7-46-49 MCInULUGl 49
Reliability of Measurement Results. Evaluation of Measurement Instrument Error
A.S. Mironova1, FSBEI HE Samara State Technical University (FSBEI HE SamSTU)
K.D. Moskvichev1, FSBEI HE SamSTU
E.L. Moskvicheva2, FSBEI HE SamSTU, Assoc. Prof. PhD (Tech.)
N.B. Timofeeva3, Samara Branch of FSAEI FVT Academy for Standardization, Metrology and Certification (Training), samara-asms@mail.ru
1 Undergraduate, Samara, Russia
2 Associate Professor, Samara, Russia
3 Deputy Director, Samara, Russia
Citation: Mironova A.S., Moskvichev K.D., Moskvicheva E.L., Timofeeva N.B. Reliability of Measurement Results. Evaluation of Measurement Instrument Error, Kompetentnost' / Competency (Russia), 2024, no. 7, pp. 46-49. DOI: 10.24412/1993-8780-2024-7-46-49
key words
measuring instruments, measuring information, error, reliability, evaluation
References
One of the urgent problems in the world is the digitalization of the process of obtaining measuring information, as well as its reliability. A large number of violations and defects in the work of the enterprise arise from the use of measuring instruments and the measuring results themselves, which exceeded the permissible error limits. This article discusses proposals for digitalizing the process of obtaining reliable measuring information. The proposed approach to verifying the reliability of measuring information and measuring instruments will improve quality and reduce operating costs. This result is achieved through the introduction of an IT platform based on a progressive method of measuring systems analysis. The MSA methodology opens up new possibilities in the use of metrological maintenance of measuring instruments.
1. RF Federal Law of 26.06.2008 N 102-FZ On ensuring the uniformity of measurements, Moscow, Kodeks, 2021, 23 P.
2. GOST ISO/IEC 17025-2009 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories, Moscow, Standartinform,
2018, 36 P.
3. Genkina R.I., Lukashov Yu.E., etc, Zakonodatel'naya i prikladnaya metrologiya, 2010, no. 5, pp. 8-15.
4. GOST ISO/IEC 17025-2019 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories, Moscow, Standartinform,
2019, 32 P.
5. GOST R ISO 31000-2019 Risk management. Principles and guide, Moscow, Standartinform, 2020, 20 P.
6. Measurement system analysis. MSA, 3rd ed., 2005.
7. Kastorskaya L.V. Measurement system analysis (MSA) in questions and answers, 2006.
НОВАЯ КНИГА
Мерецков О.В.
Рекомендации по разработке авторских материалов для применения в электронном обучении
Методическое пособие. — М.: АСМС, 2023
В пособии рассмотрены технические, методические и правовые аспекты подготовки авторских материалов с целью последующего создания на их основе цифрового образовательного контента профессиональными коллективами разработчиков. Даются практические рекомендации по организации взаимодействия с авторами в составе коллектива разработчиков, составлению паспорта программы изучения электронного учебного курса, сценария работы диалогового тренажера, контрольно-измерительных материалов для компьютерного тестирования, съемке видеолекций.
Издание адресовано педагогам системы ДПО, преподавателям и методистам системы образования всех уровней, специалистам центров компьютерного и дистанционного обучения, студентам педагогического профиля.
По вопросам приобретения обращайтесь по адресу: Академия стандартизации, метрологии и сертификации (АСМС), 109443, Москва, Волгоградский пр-т, 90, корп. 1. Тел. / факс: 8 (499) 742 4643. Факс: 8 (499) 742 5241. E-mail: info@asms.ru
