CC BY
15
УДК 006.012
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-9-505-511
СТАНДАРТИЗАЦИЯ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ЯКУТИИ: ПЕРИОД БИФУРКАЦИИ
Н.М. Куприков, Б.Я. Литвинов, Д.Д. Ноговицын
Анализируются особенности экономического развития в Арктической зоне Российской Федерации. Отмечено, что одной из проблем при передаче единиц величин является необходимость разработки стандартов при обеспечении единства измерений в Якутии. Рассмотрено направление, обеспечивающее метрологическое обеспечение при очаговом варианте экономического развития. Обоснован переход на применение двух подсистем при развитии метрологической деятельности в республике Саха (Якутия). Показано, что подсистемы отличны одна от другой, а отличия связаны с наличием зон равномерного и очагового экономического развития. Показана необходимость разработки новых метрологических стандартов в Арктической зоне.
Ключевые слова: передача единиц величин, бифуркация, метрологическая прослежи-ваемость, комплекс стандартов.
Введение. К основным направлениям реализации государственной политики Российской Федерации в Арктике относятся: социальное и экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ), а также развитие ее инфраструктуры; развитие науки и технологий в интересах освоения Арктики; охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности; развитие международного сотрудничества; обеспечение защиты населения и территорий Арктической зоны Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; обеспечение общественной безопасности в Арктической зоне Российской Федерации; обеспечение военной безопасности Российской Федерации; защита и охрана государственной границы Российской Федерации [1]. Решение этих задач невозможно без соответствующего метрологического сопровождения и внедрения новых стандартов в области обеспечения единства измерений.
Источники. Результаты, приведенные в статье, получены на основе исследований, выполненных во ВНИИМ и Якутском ЦСМ при рассмотрении развития эталонов единиц величин, обеспечении метрологической прослеживаемости, анализе стандартов в области обеспечения единства измерений.
Обсуждение. Система обеспечения единства измерений (ОЕИ) в Российской Федерации развивается в соответствии с утвержденной распоряжением Правительства РФ «Стратегией обеспечения единства измерений в российской федерации до 2025 года» (далее Стратегия). В Стратегии отмечено, что система ОЕИ аналогична по значимости таким элементам экономики как электроэнергетика и связь [2], т.е. стратегически важна для инновационного развития АЗРФ. Информация о единицах величин должна быть "доведена" до каждого средства измерений (СИ), что является одной из основ получения измерительной информации. Без достоверной измерительной информации, которая необходима для принятия решений, экономическое развитие АЗРФ невозможно.
Решение задач по обеспечению устойчивого и динамического развития экономики Российской Федерации во многом связано с инновационной деятельностью, которая позволяет обновлять технологическую базу, выпускать новую конкурентоспособную продукцию. Особое значение инновационное развитие имеет в АЗРФ.
В соответствии с темпами развития техники и технологий должны совершенствоваться и стандарты. В процессе разработки стандартов требуется анализировать тенденции и прогнозировать развитие в соответствующих сферах экономики, т. е. стандарты должны быть опережающими. При разработке стандартов необходимо учитывать результаты научно-исследовательских и конструкторских работ, патентную информацию, мировую техническую литературу и опыт промышленности. Стандартизация не может опережать научно-исследовательские работы, но она должна основываться на исследовательских работах и технических открытиях, ускоряя процесс их внедрения на практике.
Опережающая стандартизация - это стандартизация, которая заключается в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые в будущем будут оптимальными. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и его составным частям, параметрам и показателям его качества [3]. Таким образом, опережающая стандартизация предполагает наличие установленных норм и требований, а система стандартов сформирована и требует конкретного усовершенствования. Для современного этапа развития АЗРФ система стандартов в области ОЕИ находится в стадии формирования.
В своей работе [4] К. Бланчард и Т. Вэгхорн (K. Blanchardand, T. Waghorn) предлагают интерпретацию для случая, когда сфера деятельности является новой и единых норм еще нет -"... Основной причиной образования многих альянсов (особенно включающих более двух партнеров) является необходимость воздействия на разработку новых технических стандартов. В развивающихся отраслях промышленности, где еще нет единых норм, может существовать жесткая конкуренция между компаниями за специфический технический метод, который, в конечном счете, становится доминирующим стандартом. ...".
Реальное положение вещей в АЗРФ и, конкретно, в Северо-Якутской опорной зоне (СЯОЗ) в части ОЕИ данной интерпретации также не соответствует. Нормы, особенно в сфере государственного регулирования ОЕИ, существуют. Существуют и методы передачи информации о единицах величин, но при этом требуется переход к новым стандартам, содержащим "новый специфический метод". Необходимость поиска новых подходов к формированию системы стандартов в сфере ОЕИ связана с особенностями хозяйственной деятельности в СЯОЗ.
Результаты. В государственных программах закреплено понятие «опорных зон развития», которые формируются на основании существующего в настоящее время административного деления, но с учетом проблематики АЗРФ и географических особенностей нашей страны. К числу приоритетных направлений относят развитие науки и технологий, обеспечение международного сотрудничества в Арктике. Оба направления связаны с использованием измерительной информации требуемого качества.
Доверие к измерительной информации возможно только при обеспечении метрологической прослеживаемости [5], в основе которой лежит передача информации о единицах величин от исходных эталонов ко всем СИ, применяемым при измерениях. В этом ОЕИ действительно аналогична системам связи. Отличие состоит в том, что передача информации о единицах величин возможна только при перемещении материального носителя, в "памяти" которого с требуемым уровнем неопределенности и хранится требуемая информация о единицах величин. Материальными носителями являются либо само СИ, либо транспортируемый эталон (travelling measurement standard). Для перемещения материального носителя необходим транспорт и развитая транспортная система. В настоящее время в европейской части России необходимая транспортная инфраструктура существует. При развитии АЗРФ и в особенности СЯОЗ в области ОЕИ имеются проблемы. В первую очередь они связаны с особенностями экономического развития АЗРФ. К значимым влияющим факторам относятся: экстремальные природно-климатические условия, очаговый характер при инновационном промышленном развитии, удаленность от промышленных центров, неудовлетворительная транспортная логистика, северный завоз продуктов и энергоресурсов. Наиболее отчетливо указанные факторы проявляются при развитии СЯОЗ.
При осуществлении метрологической деятельности в Якутии применяется схема передачи единиц величин, принятая на территории РФ. В основе ОЕИ лежит деятельность метрологических центров и их филиалов. В Якутии и СЯОЗ роль этого центра выполняет Федеральное бюджетное учреждение "Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Саха (Якутия)" и четыре его филиала.
Движение транспортируемого эталона или калибруемых (поверяемых) СИ может происходить как по радиальной, так и по круговой системе (рис. 1, 2).
В первом случае единица величины каждый раз передается к объекту непосредственно из одного центра, причем возможно как перемещение поверяемого (калибруемого) СИ к эталону, так и наоборот, перемещение транспортируемого эталона к поверяемому СИ. При круговой системе возимый эталон перемещается последовательно из центра в каждую из метрологических лабораторий, после чего возвращается в центр. Для повышения точности и надежности
при передаче единиц величин можно перейти к повышенному уровню норм и требований согласно идеологии опережающей стандартизации. Например, применение СИ и транспортных средств арктического исполнения.
Рис. 1. Радиальная система передачи единиц величин
Рис. 2. Круговая система передачи единиц величин
507
Проблема состоит в том, что традиционные схемы передачи работают южнее полярного круга. Севернее полярного круга доминирующее значение приобретает очаговый характер промышленного развития. Целесообразность очагового развития признавалась ранее [6] и подтверждается в настоящее время, поскольку арктическая зона - уникальная территория страны, которая в силу своего географического и геостратегического расположения не нуждается в равномерном развитии всей территории [7]. Экономическая нецелесообразность равномерного развития на всей территории СЯОЗ дополняется отсутствием транспортной логистики. Следствием этого является универсализация и комплексность деятельности в каждом таком "очаге". Другими словами, возникает система локальных форпостных баз, которые дают возможность зондирования окрестных территорий с целью их ресурсного освоения.
Развитие метрологической деятельности в СЯОЗ должно соответствовать особенностям экономического развития региона. Актуальным становится вопрос о развитии "передвижных" метрологических лабораторий и их взаимодействия с деятельностью "стационарных" метрологических лабораторий. Это и является основой для стандартизации в соответствии с «новым специфическим методом». Ситуацию можно рассматривать как разветвление (раздвоение). В настоящее время для характеристики подобных процессов часто применяется понятие «бифуркация» [8]. Термин бифуркация произошел от латинского Ы&гсш («раздвоенный»). В основе значения понятия лежат множественные преобразования объектов при изменении параметров, от которых они зависят.
Примером бифуркации может служить бифуркация рек - разделение русла реки и её долины на две ветви, которые в дальнейшем не сливаются и впадают в различные бассейны [8]. Одной из таких рек является Делькю, которая протекает на Дальнем востоке [9]. Исток реки находится у подножия горы Берилл, где образуется водный поток. Далее русло реки делится на два независимых водных потока, один из которых протекает в сторону Тихого океана, а второй - в сторону Северного Ледовитого океана. В экономике с бифуркацией связано разделение вариантов экономического развития.
С точки зрения передачи единиц величин и ОЕИ в Якутии присутствуют географический и экономический факторы (параметры), которые и приводят к разветвлению в вопросах обеспечения метрологической прослеживаемости. Передача единиц величин от исходного эталона к СИ в районе северного полярного круга разделяется на две подсистемы в зависимости от равномерного и очагового развития территории (рис. 3) соответственно южнее и севернее полярного круга, т.е. в зависимости от географического и экономического параметра. Реализация перехода на две подсистемы не происходит одномоментно, поэтому вместо понятия «точка бифуркации» необходимо говорить о периоде бифуркации.
Основу ОЕИ в регионах Якутии, расположенных севернее полярного круга, должны составить "мобильно-стационарные" метрологические лаборатории. Учитывая очаговость в развитии СЯОЗ как один из основных, влияющий факторов можно рассматривать лаборатории нового типа как "очагово-мобильные". Прообразом подобных лабораторий может служить деятельность "Временных отделений" в Якутской поверочной палатке в 30-х годах прошлого века [10], а также применение вагона-палатки в 1905 - 1907 годах [11].
Поверочные работы в Якутской палате мер и весов выполнялись выездом поверителей в отдаленные улусы. Суть работы заключалась в открытии так называемых «Временных отделений», в период действия которых в один пункт привозились со всех организаций средства измерений, где они поверялись и клеймились.
Идея создания передвижных поверочных палаток была связана с необходимостью осуществлять поверку мер и весов в удаленных областях [11]. Кроме того, требовалось уточнить места создания «стационарных» поверочных учреждений, что являлось актуальной задачей при реализации первых шагов по созданию ОЕИ в России. Необходимо отметить еще один важный момент связанный с переходом к универсальности в деятельности созданной в 1905 году передвижной метрологической лаборатории на базе железнодорожного вагона. В декабре 1906 года было принято решение совместить поверочную деятельность в Туркестанском крае с научными измерениями при изучении солнечного затмения [11].
очагово -м о бп лън ая метрологическая лаборатория
очагово-мобплъная метрологическая лаборатория
объекты СЯОЗ
/1 \
объекты СЯОЗ
Государственный региональный центр стандартизации метрологии и испытаний в Республике Саха (Якутия)
Рис. 3. Обеспечение единства измерений с учетом регионов с очаговым развитием
Рассмотренные выше схемы метрологической деятельности актуальны при развитии СЯОЗ в настоящее время [12]. Применение метрологических лабораторий, которые могут функционировать как стационарные и как мобильные позволит решить ряд задач, существующих при развитии СЯОЗ:
- обеспечить работу в режиме стационарных метрологических центров в каждом «очаговом» районе;
- обеспечить перенос метрологической лаборатории в случае изменения географии «очаговых» зон в процессе освоения СЯОЗ;
- обеспечить возможность зондирования окрестных территорий около каждого «очага» с целью их ресурсного освоения путем введения в состав «очагово-мобильных» лабораторий дополнительных метрологических лабораторий на основе различных видов транспорта.
Заключение. Переход к ОЕИ на основе двух подсистем при развитии метрологической деятельности в республике Саха (Якутия) и, в особенности СЯОЗ, позволит сочетать требования к метрологическому обеспечению в зонах с равномерным и очаговым развитием экономики. При этом возникает необходимость разработки новых стандартов в области ОЕИ, отражающих особенности второго, нового направления, связанного с развитием СЯОЗ и АЗРФ в целом. Необходимо отметить, что техническая основа для нового направления существует: модульное проектирование лабораторий и испытательных центров; наличие передвижных лабора-
торий измерительной техники на основе различных видов транспорта; опыт создания образцов техники полярного исполнения и пр. Необходимо перейти к разработки соответствующего комплекса стандартов, относящихся к ОЕИ в АЗРФ.
Список литературы
1. Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года (Утверждены Указом Президента Российской Федерации от 5 марта 2020 г. № 164). [Электронный ресурс] URL: http://www.scrf.gov.ru (дата обращения: 02.10.2021).
2. Стратегия обеспечения единства измерений в Российской Федерации до 2025 года / Распоряжение Правительства РФ от 19.04.2017 № 737-р. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/420397087 (дата обращения: 02.10.2021).
3. Тарасов Г.Ф.Метрология, стандартизация и сертификация. Красноярск: ГОУ ВПО «СГАУ» им. академика М. Ф. Решетнева, 2005. 240 с.
4. Blanchard K., Waghorn Т., Mission Possible: Becoming а World Class Organization While There's Still Time. - NewYork: McGraw-HillCompanies, 1997. 227 р.
5. Исаев Л.К. Особенности метрологической прослеживаемости в России. / Главный метролог. №3. 2017. С. 21-23.
6. Славин С.В. Промышленное и транспортное освоение севера СССР. М.: Издательство экономической литературы, 1961. 302 с.
7. Кондратьева В.И. Северо-Якутская опорная зона арктической зоны России в стратегии пространственного развития Российской Федерации // АРКТИКА. XXI век. Гуманитарные науки. Информационно-научное издание. №1(11). 2017. С.4 - 12.
8. Музыка О.А. Бифуркации в природе и обществе: естественнонаучный и социоси-нергетический аспект // Современные наукоемкие технологии. № 1. 2011. С. 87-91. [Электронный ресурс] URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=26640 (дата обращения: 20.09.2021).
9. Что такое бифуркация рек? [Электронный ресурс] URL: https://fb.ru/ article/ 344637/chto-takoe-bifurkatsiya-rek (дата обращения: 20.07.2021).
10. Ноговицын Д.Д. Единство измерений - на благо Якутии // Экономика качества №2(10). 2015. [Электронный ресурс] URL: http://eq-journal.ru /pdf/10/Ноговицын.pdf (дата обращения: 20.09.2021).
11. Вагон-палатка № 2 на службе контроля за весами и мерами // Волгоградский музей мер и весов, 08.06.2016. [Электронный ресурс] URL: http://museum.vzvt.ru/istoriya/vesy-i-mery-rossii/ (дата обращения: 20.09.2021).
12. Куприков Н.М., Ноговицын Д.Д. Управление качеством и обеспечение единства измерений в арктическом регионе // Управление качеством в образовании и промышленности: сборник статей Всероссийской научно-технической конференции (20 - 21 мая 2021 г., Севастополь) / редкол.: Белая М.Н. (отв. ред.). Севастополь: Изд-во СевГУ, 2021. С. 148-150. [Электронный ресурс] URL: http://lib.sevsu.ru/xmlui/handle/123456789/9814 (дата обращения: 20.09.2021).
Куприков Никита Михайлович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Санкт-Петербург, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И.Менделеева,
Литвинов Борис Яковлевич, д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник, sztul@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева,
Ноговицын Дмитрий Дмитриевич, директор, mail@yakcsm.ru, Россия, Якутск, Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Саха (Якутия)
STANDARDIZATION IN THE FIELD OF ENSURING THE UNITY OF MEASUREMENTS
IN YAKUTIA: BIFURCATION PERIOD
N.M. Kuprikov, B.YA. Litvinov, D.D. Nogovitsyn
The features of economic development in the Arctic zone of the Russian Federation are analyzed. It is noted that one of the problems in the transfer of units of quantities is the need to develop standards to ensure the uniformity of measurements in Yakutia. The direction providing metrological support in the focal variant of economic development is considered. The transition to the use of two subsystems in the development of metrological activity in the Republic of Sakha (Yakutia) is justified. It is shown that the subsystems are different from one another, and the differences are associated with the presence of zones of uniform and focal economic development. The necessity of developing new metrological standards in the Arctic zone is shown.
Key words. unit transfer, bifurcation, metrological traceability, a set of standards.
Kuprikov Nikita Mikhailovich candidate of technical sciences, docent, Russia, St.-Petersburg, D.I. Mendeleyev All-Russian Institute for Metrology,
Litvinov Boris Yakovlevich, doctor of technical sciences, docent Chief Researcher, szt-ul@,mail.ru, Russia, St.-Petersburg, D.I. Mendeleyev All-Russian Institute for Metrology,
Nogovitsyn Dmitry Dmitrievich, Director, mail@yakcsm.ru, , Russia, Yakutsk, State Center for Standardization, Metrology and Testing in the Republic of Sakha (Yakutia)
