Размещено на http://www.allbest.ru/

Система обеспечения единства измерений



План

1. Основные положения системы обеспечения единства измерений

2. Государственный эталон

3. Принципы выбора средств измерений

4. Экономические проблемы метрологии

Краткие выводы

Основная литература



1. Основные положения системы обеспечения единства измерений

измерение качество продукция метрология

Качество измерений. Между качеством измерений и качеством продукции существует непосредственная связь. Где качество измерений не отвечает требованиям технологического процесса, нельзя ожидать и высокого качества продукции.

Проблема обеспечения высокого качества продукции - это в значительной степени проблема измерений параметров качества материалов и комплектующих изделий, поддержания заданных технологических режимов, т. е. измерения параметров технологических процессов, результаты измерений которых используются для регулирования процессом.

Качество измерений - это совокупность свойств состояния измерений, обусловливающих получение результатов измерений с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленный срок.

К основным свойствам состояния измерений относятся:

точность результатов измерений;

сходимость результатов измерений;

воспроизводимость результатов измерений;

быстрота получения результатов;

единство измерений.

Определения вышеназванных понятий приведены в приложении, составленном в соответствии с МИ 2247-93 "ГСИ. Метрология. Основные термины и определения".

В решении задачи обеспечения качества измерений основная роль принадлежит метрологии - науке об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности измерений. Решение задачи достигается путем создания государственных эталонов, "привязки" к ним производимых измерений и установления различных метрологических правил и норм к измерениям и средствам измерений. Если не соблюдается единство измерений, даже самые тонкие измерения, проводимые с помощью правильно подобранных средств измерений, не дадут необходимых результатов. С начала века точность весов возросла в сотни раз, что позволяет взвешивать даже маленькие крупинки соли.

Единство измерений - это состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Единство измерений основано на четырех основных принципах:

результаты выражены в узаконенных единицах;

размер единиц, хранимых средствами измерений, равен размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами;

погрешности результатов измерений известны;

погрешности измерений не выходят за установленные пределы.

Без выполнения этих условий невозможно добиться единства измерений. Наиболее важным условием обеспечения единства измерений является "привязка" измерений к государственным эталонам, что в соответствии со стандартами ИСО серий 9000 является обязательным в обеспечении качества продукции.

Для обеспечения единства измерений в нашей стране введена Международная система единиц (СИ). На ее основе разработан ГОСТ 8.417-81 "ГСИ. Единицы физических величин" и введен в действие с 1982 г. Другие системы единиц, действующие до его принятия, подлежат изъятию. Допускается применение ограниченного числа внесистемных единиц.

Международная система единиц была принята на XI Генеральной конференции по мерам и весам в октябре I960 г. Система СИ состоит из семи основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела), двух дополнительных (радиан и стерадиан) и ряда производных, количество которых не ограничено.

Все применяемые средства измерений должны градуироваться только в унифицированных единицах, установленных ГОСТ 8.417-81.

Одной из составляющих системы обеспечения единства измерений является система воспроизведения единиц и передачи их размера рабочим средствам измерений. Единица физической величины при централизованной системе воспроизводится государственным

Эталон единицы физической величины - средство измерений или комплекс средств измерений, предназначенных для воспроизведения и хранения единицы величины (кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.

2. Государственный эталон

Государственный эталон - это эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Республики Узбекистан.

Государственный первичный эталон единицы величины. Первичным называют государственный эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Вторичные эталоны создают и утверждают в случаях, необходимых для организации поверочных работ и предохранения первичных эталонов от излишнего износа.

Рабочие эталоны при необходимости подразделяют по уровням точности на разряды: рабочий эталон I разряда, рабочие эталоны II разряда. Возможно создание и применение рабочих эталонов высшей точности, т. е. более точных, чем эталоны I разряда (например, 0-разряда).

К середине 1995 r. эталонная база страны имела в своем составе 114 государственных эталонов и более 70 установок высшей точности и 250 вторичных эталонов.

Рабочие средства измерений (РСИ) применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц, т. е. они служат для технических измерений в производстве и лабораториях.

3. Принципы выбора средств измерений

Качество измерений зависит от правильности выбора средства измерений. При выборе средств измерений приходится учитывать ряд факторов:

· измеряемая физическая величина;

· метод измерения, реализуемый в средстве измерений;

· диапазон и погрешность СИ;

· условия проведения измерений;

· допускаемая погрешность измерений;

· стоимость средства измерений;

· простоту их эксплуатации;

· ресурс средств измерений;

· потери из-за погрешностей измерений (брак I и II рода).

Отсутствие единого фактора, по которому можно сравнивать средства измерений, затрудняет решение задачи. Поэтому выбор средств измерений зависит от решаемой измерительной задачи, при этом приходится отдавать предпочтение одним факторам и пренебрегать другими.

Основными характеристиками средств измерений являются их погрешности. Они наиболее существенно влияют на качество измерений, поэтому при выборе средств измерений их рассматривают в первую очередь.

Три основных принципа выбора точности средств измерений:

1) Экономический подход (наиболее оптимальный, так как учитывает практически все показатели). При этом необходимо иметь в виду:

- повышение точности измерений позволяет точнее регулировать производственный процесс;

- более точные измерения позволяют сократить допуск на изделие;

- повышение точности измерений приводит к уменьшению долей необнаруженного и ложного брака.

Пример. Введение контроля температуры в теплицах позволяет поддерживать необходимый тепловой режим, что приводит к повышению урожайности овощей не менее, чем на 5 %. Скажем, в теплицах выращивается 1000 т овощей за год. Цена 1 кг овощей составляет 3 тыс. сум. Необходимо оценить, какие затраты на приобретение аппаратуры контроля температуры будут рациональны при условии их окупаемости в течение 1 года.

Учитывая, что повышение урожайности составляет 5 %, т. е. 50 т (1000 х 0,05). Стоимостное выражение составляет 3 тыс. х 50000 =150 млн. сум Затраты на приобретение аппаратуры будут рациональны, если они менее 150 млн. сум (срок окупаемости - 1 год).

С ростом погрешности измерений потери растут, в то же время затраты на измерения снижаются. Как правило, одна из этих зависимостей имеет явно нелинейный характер, поэтому их сумма, т. е. суммарные издержки в производстве, зависящие от точности измерений, имеет экстремум.

Экономически оптимальная точность измерений технологического параметра соответствует минимуму суммы потерь из-за погрешности измерений и затрат на измерения, включая затраты на метрологическое обслуживание средств измерений. Оптимальная точность измерений соответствует среднеквадратической оценке (СКО) погрешности.

Зависимость потерь от погрешности измерений и зависимость затрат на измерения определяются на практике неточно, что вызывает неопределенность соответствующей характеристики оптимальной погрешности измерений.

Работы по оптимизации точности измерений завершаются разработкой мероприятий по приближению точности измерений к оптимальной и оценке экономического эффекта от их реализации. Мероприятия состоят в основном из совершенствования методик измерения и приборного парка и из совершенствования метрологического обслуживания средств измерений. На завершающей стадии работ по оптимизации точности измерений основные вопросы должны решаться квалифицированным экспертом.

2) Вероятностный подход заключается в выборе точности средств измерений по заданному допуску на контролируемый параметр изделия и заданным значениям брака контроля I и II рода (необнаруженный и ложный брак).

· брак контроля I рода;

· брак контроля II рода;

· допуск на контролируемый параметр изделия;

· предельная погрешность измерения;

· среднее квадратическое отклонение погрешности измерения;

· вероятный выход размера контролируемого параметра за границу поля допуска у неправильно принятых изделий.

Если контроль осуществляется абсолютно точными средствами измерений, все изделия, находящиеся в поле допуска, были бы признаны годными, а изделия, у которых измеряемый параметр превышает допуск, были бы признаны непригодными. Из-за существования погрешности измерений при контроле часть негодных изделий будет признана годными (брак контроля II рода), а часть годных изделий - негодными (брак контроля 1-рода). На брак контроля влияет рассеивание действительных значений контролируемого параметра, установленный допуск на контролируемый параметр, закон распределения погрешностей измерений и рассеяния действительного значения контролируемого параметра.

Построены графики зависимости вероятности брака контроля от технологического рассеяния контролируемого параметра, погрешности измерений, допуска на контролируемый параметр.

С помощью этих графиков при заданных значениях вероятности брака контроля, СКО рассеяния действительных значений контролируемого параметра и допуска на измеряемый параметр можно оценить границы погрешности измерений и необходимую точность средств измерений.

3) Директивный подход позволяет установить соотношения между допуском на контролируемый параметр и предельно допускаемой погрешностью измерений.

4. Экономические проблемы метрологии

Проблема взаимосвязи уровня метрологического обеспечения и показателей качества является весьма актуальной. Основным показателем метрологического обеспечения является точность измерений.

При исследовании влияния точности измерений на технико-экономические показатели производства необходимо рассмотреть всю метрологическую цепочку, начиная от рабочего эталона и кончая параметрами качества продукции. Показатель потерь от погрешности измерений П включает в себя три слагаемых:

П=П^о +П^р + П^нх,

где: П^о - экономические потери от ложной браковки эталонов, возникающие за счет непроизводительных расходов на настройку, регулировку и повторную стацию этих эталонов;

П^р - экономические потери отложной браковки рабочих средств измерений (далее - РСИ), проявляющиеся в виде непроизводительных затрат на их ремонт, настройку, поверку (если стоимость этих средств невелика, то происходит окончательная браковка и потери равны стоимости за вычетом цены реализации);

П^нх - народнохозяйственные потери; неправильно принятые РСИ поступают в производство для реализации процессов измерений и поскольку указанные РСИ имеют погрешность выше нормативной, то это приводит к увеличению П^нх; при этом нельзя забывать, что потери возникают и от погрешности, находящейся в нормированных пределах.

Удобство представления потерь в виде трех слагаемых заключается в том, что возникает возможность пользоваться лишь теми составляющими, которые нужны в конкретном случае. Для рабочих эталонов необходимо учитывать все три составляющие, для эталонов показатель П^р - рассчитывается, а для оценки эффективности рабочих средств и методов измерений - учитываются только потери П^нх.

Концепция возникновения потерь по поверочной схеме при практических технико-экономических расчетах должна иметь аналитические выражения.

Весьма существенным при построении экономико-математической модели возникновения потерь является положение об учете как нормативных, так и сверхнормативных потерь.

Анализ нормативных документов и других публикаций по экономике метрологического обеспечения показал, что вопросы комплексного учета потерь по поверочной схеме и при контроле качества в них не рассматривались. В малочисленных статьях по оценке потерь от погрешности измерений учитывались лишь последствия от выхода погрешности за нормированные пределы только для рабочих средств измерений (РСИ).

Поэтому системное рассмотрение измерений позволяет не только провести комплексную оценку экономических потерь, но и определить вклад каждой ступени поверочной схемы в изменение конечного результата.

Для того, чтобы построить экономико-математическую модель возникновения потерь, следует рассмотреть поверочную схему, состоящую из рабочего эталона, эталона и РСИ.

Механизм возникновения экономических потерь исследуют отдельно по трем уровням:

при поверке по эталону;

при контроле качества продукции РСИ.

Мы остановимся для иллюстрации этого подхода лишь на одном первом уровне (рис. …).

Введем следующие обозначения:

N_о- количество эталонов, подвергаемых аттестации по рабочему эталону в течение года;

n_o - вероятность фиктивной браковки эталонов при аттестации;

m_o - вероятность пропуска необнаруженных бракованных эталонов при аттестации;

С_o^рем - средние непроизводительные затраты на ремонт, регулировку и повторную при передаче размера физической величины от вторичного эталона эталону.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Схема формирования экономических потерь при передаче размера физической величины от рабочего эталона эталонам.



При аттестации общего количества N_о эталонов фиктивно бракуется N_о n_o единиц и пропускается N_о m_o бракованных единиц.

Таким образом, признаются годными и на самом деле являются годными N_c(1-n_o-m_o) эталонов.

Но N_on_o фиктивно забракованных эталонов подвергаются ремонту, регулировке и повторной аттестации, что приводит к непроизводительным затратам N_on_oC_o^рем (обозначены овалом).

После осуществления указанных непроизводительных затрат N_on_o фиктивно забракованных эталонов признаются годными и общее число пригодных к применению эталонов составит:

N_c(1-n_o-m_o)+N_on_o =N_o (1-m_o)

Схема формирования экономических потерь при передаче размера физической величины от рабочего эталона эталонам.

Таким образом, в результате проведения аттестации N_o единиц получены N_c(1-n_o-m_o) пригодных и N_om пропущенных бракованных единиц эталонов; при этом экономические потери при передаче единицы физической величины от рабочего эталона эталонам П° равны непроизводительным затратам, т. е.

П^о=N_оn_o С_о^рем

Аналогичный подход применяется и при рассмотрении потерь на других уровнях.

Для определения величин тип используют приложение 2 ГОСТ 8.051-81, где приведены графики изменения этих величин в зависимости от закона распределения погрешности измерений и точности технологического процесса изготовления продукции.

После практического упрощения, достаточного для расчета, ожидаемого экономического эффекта точностью, формула суммарных потерь от погрешности измерений по схеме П_сх принимает вид:

П_сх =N_рси n_рси С_рси^рем+N_пр n_пр С_пр^рем+N_пр m_пр П_пр,

где: N_рси - количество РСИ, подвергаемых поверке в течение года;

n_рси - средняя вероятность фиктивной браковки РСИ при их поверке по годным эталонам;

С_рси^рем - средние непроизводительные затраты на ремонт, регулировку и повторную поверку одного фиктивно забракованного РСИ;

N_пр - годовой объем контролируемой продукции;

n_пр - средняя вероятность фиктивной браковки при контроле продукции годными РСИ;

m_пр - средняя вероятность пропуска бракованной продукции при контроле годными РСИ;

С_пр^рем - средние непроизводительные затраты связанные с фиктивной браковкой единицы продукции;

П_пр - средние годовые потери, связанные с использованием или применением единицы бракованной продукции.



Краткие выводы

Между качеством измерений и качеством продукции существует непосредственная связь. Проблема обеспечения высокого качества продукции - это в значительной степени проблема измерений параметров качества материалов и комплектующих изделий, поддержание заданных технологических режимов, т.е. измерение параметров технологических процессов, результаты которых используются для регулирования процессом.

Основные принципы построения системы обеспечения единства измерений - результаты измерений выражены в узаконенных единицах, размер единиц, хранимых средствами измерений, равен размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, погрешности результатов измерений известны и не выходят за установленные пределы.

Качество измерений зависит от правильности выбора средств измерений, прежде всего от выбора их точности.

При выборе точности средств измерений существуют различные подходы: экономический, вероятностный и директивный.

Исследование влияния погрешности измерений на технико - экономические показатели производство - важнейшая задача в экономике метрологии.

Воздействия погрешности измерений на качество завуалировано и возникающие при этом экономические потери достаточно сложно обнаружить.

Системный подход к решению задачи возникновения экономических потерь от погрешности измерений позволяет провести не только комплексную оценку экономических потерь, но и определить вклад каждой ступени поверочной схемы в изменении конечного результата.



Основная литература

1. Закон Республики Узбекистан «О метрологии» Новые законы Республики Узбекистана. Вып. 10-Т.: Адолат 1995.

2. Когут А.Е., “Экономическая метрология”. - Л.: Наука, 2001.

3. 5.Никитин, 2002. «Управление качеством на базе стандартов ИСО 9000/2000».

4. Дружинин Н.Л. Япония: экономическое чудо. -СПб.: Питер, 2003. -265 с. Перегудов Л.В., Саидов М.Х. и др. «Управление качеством и конкурентоспособностью продукции». - Т.: «Молия», 2001.

5. Шишкин И.Ф. Метрология , стандартизация и управление качеством. -М.: Изд. Стандартов, 2000.

6. Якушев А.И. , Воронцов Л.Н. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: «Машиностроения», 2000.

7. www.begin.ru/db/hrm

8. www.isocentre.ru/seminars.html

9. www.iso9000.ru/Technol_qual/economqual.htm

10. management.com.ua/qm/qm031.html

Размещено на Allbest.ru

...