Понятие МЭТД

Введение

 

Измерения являются неотъемлемой частью большинства трудовых процессов. Затраты на обеспечение и проведение измерений составляют около 20 % от общих затрат на производство продукции. На основе измерений получают информацию о состоянии производственных, экономических и социальных процессов. Измерительная информация служит основой для принятия решений о качестве продукции, при внедрении систем качества и только достоверность и соответствующая точность результатов измерений обеспечивает правильность принимаемых решений на всех уровнях управления. Получение недостоверной информации приводит к неверным решениям, снижению качества продукции, возможным авариям.

Качество измерений в  значительной мере зависит от качества метрологического обеспечения. Под метрологическим обеспечением понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм для обеспечения единства и требуемой точности измерений. Метрологическое обеспечение является комплексным понятием и имеет множество составляющих, таких как разработка и аттестация средств измерений, метрологическая экспертиза технической документации, поверка и калибровка средств измерений, разработка и аттестация методик выполнения измерений, аттестация испытательного оборудования, но важнейшую роль в совершенствовании метрологического обеспечения проектирования и производства продукции играет именно метрологическая экспертиза.

Важной особенностью метрологической  экспертизы является возможность исключения значительных издержек, вызванных метрологическими несоответствиями продукции, на стадии разработки технической документации. Неправильное назначение средств и методов измерений и контроля, ведущее к увеличению ошибок первого и второго рода; неконтролепригодность параметров изделия, вызывающее необходимость изменения конструкции изделия или разработки средств измерения единичного изготовления; неправильное назначение баз, требующее разработки дополнительных приспособлений и инструментов — это основные несоответствия, которые устраняются в процессе метрологической экспертизы технической документации до производства оснастки, до закупки материалов и комплектующих и до непосредственного производства продукции.

Таким образом, совершенствование  процесса метрологической экспертизы необходимо для повышения качества метрологического обеспечения процесса разработки технической документации [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Понятие МЭТД

1. Суть МЭТД

 

Термин метрологическая  экспертиза (МЭ) введен нормативными документами и широко используется в технической литературе, но в зависимости от контекста он может нести несколько различающихся между собой понятий [2].

Метрологическая экспертиза не имеет однозначной трактовки  из–за слишком широкого исходного  определения, приведенного в нормативном  документе МИ 2267–2000: «Метрологическая экспертиза технической документации (МЭТД) – это анализ и оценивание технических решений в части метрологического обеспечения (технических решений по выбору номенклатуры измеряемых параметров, оптимальных норм, точности, методов и средств измерений, их метрологического обслуживания)».

Метрологическая экспертиза [2]–часть комплекса работ по метрологическому обеспечению и может являться частью технической экспертизы конструкторской, технологической и проектной документации.

Основная цель метрологической  экспертизы – достижение эффективности метрологического обеспечения (МО), выполнение общих и конкретных требований  к МО наиболее рациональными методами и средствами [3].

 

 

2. Основные задачи МЭТД

 

К числу основных задач  МЭТД в соответствии с МУ 64–02–002–2002 относятся [4]:

 

1. оценка оптимальности номенклатуры измеряемых параметров;

Контролируемые (измеряемые) параметры определяются исходными  нормативными документами на продукцию, технологию, системы управления или другие объекты. В стандарте (регламенте, ТУ и т.п.) на продукцию устанавливаются характеристики продукции, а в разделе методов контроля указываются контролируемые параметры. Если таких исходных требований нет, то при анализе номенклатуры контролируемых параметров руководствуются следующими положениями:

• для готовой продукции необходимо обеспечить контроль основных характеристик, определяющих качество продукции, а в непрерывных производствах также количество продукции;

• для технологического оборудования, систем контроля и управления технологическими процессами необходимо осуществлять измерения параметров, определяющих безопасность, оптимальность режима по производительности и экономичности, экологическую защиту от вредных выбросов и стоков.

В технологическом процессе большое значение имеет взаимосвязь  параметров. Для параметров, не относящихся к наиболее важным, такая связь может быть использована для сокращения числа измеряемых параметров. Для наиболее важных параметров эта взаимосвязь может использоваться для повышения точности измерений и надежности измерительных систем. При анализе номенклатуры измерительных параметров обращается внимание на четкость указаний об измеряемой величине, так как неопределенность может привести к большим неучтенным погрешностям измерений.

 

2. оценка требований к точности измерений;

Погрешность измерений является источником неблагоприятных последствий для производства и контроля качества продукции. Повышение точности измерений снижает размеры неблагоприятных последствий. Однако, уменьшение погрешности измерений связано с существенными дополнительными затратами: на проведение измерений, использование других средств измерений. В первом приближении потери пропорциональны квадрату погрешности измерений, а затраты на измерения обратно пропорциональны погрешности измерений.

Оптимальной в экономическом  смысле является погрешность измерений, при которой сумма потерь от погрешности и затрат на измерения будет минимальной. Оптимальная погрешность во многих случаях выражается следующей зависимостью:

 

  ,                                                      (1)

 

где – граница оптимальной погрешности измерений,

–граница относительной  погрешности измерений, для которой известны потери П и затраты З на измерения.

Так как обычно потери П и затраты З определяются приближенно, то погрешность можно считать близкой к оптимальной, если выполняется условие:

 

 

,                                       (2)

 

где – приближенное значение границы оптимальной относительной погрешности измерений, вычисленное по приближенным значениям П и З.

При решении вопроса об оптимальности требований к точности измерений необходимо, следовательно, иметь хотя бы ориентировочное представление  о размерах возможных потерь из-за погрешности измерений и о  затратах на измерения с данной погрешностью. Если погрешность измерений не вызывает заметных потерь, пределы допускаемых значений погрешности измерений могут составлять 0,2-0,3 границы симметричного допуска на измеряемый параметр, а для параметра, не относящегося к наиболее важным, - до 0,5.

 

3. оценка полноты и правильности требований к точности измерений;

Погрешность прямых измерений  параметра практически равна  погрешности средств измерений в рабочих условиях. При косвенных измерениях погрешность средств измерений составляет часть погрешности измерений, так как здесь присутствует еще и методическая составляющая погрешности измерений, источники которых приведены в МИ 1967-89 ГСИ “Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения”.

Погрешность измерений средних  значений (по  точкам измерений) практически в  раз меньше погрешности измерений в одной точке. Чем точнее средство измерений, тем выше затраты на измерения, в том числе затраты на метрологическое обслуживание этих средств. Поэтому большой запас по точности средств измерений экономически не оправдан. При анализе полноты требований к точности средств измерений указываются условия эксплуатации средств измерений, рабочий диапазон измеряемой величины и пределы возможных значений внешних влияющих величин.

 

4. оценка соответствия точности измерений заданным требованиям;

Погрешность измерений, указанная  в документации, сравнивается с заданными требованиями. Если требования отсутствуют, то границы погрешности измерений сравнивают с допуском на измеряемый параметр.

Если погрешность измерений  не указана в документации, то она  оценивается расчетным способом по МИ 2232-2000 “ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации”, при прямых измерениях можно использовать РД 50-435-84 «Методические указания. Характеристики погрешности средств измерений в реальных условиях эксплуатации. Методы расчета».

 

5. контроль метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц;

Метрологические термины  должны соответствовать РМГ 29–99, ГОСТ 8.417–2002 и действующим НТД.

 

6. оценка рациональности выбранных средств и методик выполнения измерений;

Рациональность выбранных  средств измерений оценивается  не только в части точности измерений  в условиях эксплуатации, но и по следующим характеристикам:

• возможность в заданных условиях использовать средства измерений;

• трудоемкость и себестоимость измерительных операций;

• целесообразность использования статистических методов контроля;

• соответствие производительности средств измерений производительности технологического оборудования;

• соблюдение техники безопасности;

• трудоемкость и себестоимость метрологического обслуживания.

В нормативном документе  предпочтение отдается стандартизованным  и аттестованным методикам.

 Эксперт должен обращать внимание при анализе методик на возникновение методических погрешностей.

Рекомендации по построению методик выполнения измерений приведены в ГОСТ Р 8.563-96 “ГСИ. Методики выполнения измерений”, рекомендации по выбору средств измерений изложены в МИ 1967-89 “ГСИ. Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения”.

7. оценка возможности эффективного метрологического обслуживания средств измерений;

 Необходимо руководствоваться методами и средствами проверки, приведенными в документах Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ).

Если средства измерений  недоступны в эксплуатации либо для  них нет эталонов, контроль метрологической исправности может осуществляться в соответствии с рекомендациями МИ 2233-2000 «ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Основные положения».

8. анализ использования вычислительной техники в измерительных операциях;

Оценить существенность методической составляющей погрешности измерений  из–за несовершенства алгоритма  вычислений.

 

9. проверка использования стандартизованных и аттестованных МВИ (методов выполнения измерений);

Использование нестандартизованных и неаттестованных МВИ недопустимо. При отсутствии указанных МВИ дать предложения для разработки и аттестации МВИ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Перечень технической документации (ТД), подвергаемой МЭТД

 

Таблица. Документация, подвергаемая МЭТД

Объект анализа при  метрологической экспертизе	Вид технических документов
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Рациональность номенклатуры измеряемых параметров	+	+		+	+	+	+	+	+
Оптимальность требований к  точности измерений	+	+		+		+	+		+
Объективность и полнота  требований к точности средств измерений	+	+		+	+	+	+		+
Соответствие фактической  точности измерений требуемой		+	+	+		+	+	+
Контролепригодность конструкции (системы)		+			+				+
Возможность эффективного метрологического обслуживания средств измерений	+	+		+	+		+		+
Рациональность выбранных  методик и средств измерений		+	+	+	+	+	+	+	+
Применение вычислительной техники		+		+		+	+		+
Метрологические термины, наименования измеряемых величин и обозначения их единиц	+	+	+	+	+	+	+	+	+

 

1–технические задания  (предложения), заявки;

2–отчеты о НИР, пояснительные записки к техническим проектам;

3–протоколы испытаний;

4–технические условия,  стандарты;

5–эксплуатационные и  ремонтные документы;

6–программы и методики  испытаний;

7–технологические инструкции, регламенты;

8–технологические карты;

9–проектные документы.

 

4. Организация и порядок проведения МЭТД

 

Проведение метрологической  экспертизы должно способствовать повышению уровня метрологического обеспечения производства и применению наиболее прогрессивных методов и средств измерений, объективности оценивания погрешности результатов измерений, снижению трудоемкости контроля и потерь от брака [3].

МЭТД должна осуществляться с учетом положений, норм, требований и правил Государственной системы  обеспечения единства измерений (ГСИ), Государственной службой стандартных  образцов (ГССО), Автоматизированной информационно–управляющей системы стандартизации и метрологии и другой НТД, регламентирующей метрологические требования.

 

Приведенная ниже схема (рисунок) показывает место МЭТД в процессе проведения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок. Организация МЭТД

 

 

 

 

 

 

 

2 Экономическая  эффективность проведения МЭ

2.1 Экономический эффект  от проведения МЭ

 

Экономический эффект от проведения метрологической экспертизы нормативной  документации формируется в результате предотвращения потерь в производстве из–за наличия в документации метрологических ошибок, нарушений метрологических правил, требований и норм [5].

Трудоемкость работ по метрологической экспертизе определяется по следующей формуле:

 

,                                            (3)

 

где –количество документов i–ого вида,

– средний объем одного документа i–ого вида формата ,

–средняя норма трудоемкости МЭ одного листа.

Потребность в специалистах, необходимых для выполнения годового объема работ при метрологической  экспертизе, можно определить по формуле:

 

,                                            (4)

 

где – годовой фонд рабочего времени (Ф=1824ч).

Текущие годовые затраты на метрологическую экспертизу  определяются по следующей формуле:

 

                                    ,                                                            (5)

 

где средняя стоимость 1 ч работы метролога эксперта.

 Годовой экономический  эффект проведения метрологической  экспертизы документации определяется по формуле:

 

                          (6)

 

где –годовая экономия производственных ресурсов в результате МЭ,

–текущие затраты  на проведение МЭ,

–текущие затраты  на исправление метрологических  ошибок,

– дополнительные вложения,

–нормативный  коэффициент капитальных вложений.

Текущие затраты на исправление метрологических ошибок, допущенных в документации, определяют по формуле:

 

,                                         (7)

 

где  – количество ошибок, обнаруженных при МЭ,

–средняя годовая тарифная ставка сотрудника, исправляющего ошибки,

–трудоемкость исправления одной ошибки i–ого вида.

Годовая экономия определяется по формуле:

 

,                                           (8)

 

где n–количество  видов метрологических ошибок выявленных в документации,

– средний размер предотвращенного убытка в результате обнаружения одной ошибки i–ого вида.

Экономическая эффективность  от проведения метрологической экспертизы документации определяется через коэффициент  экономической эффективности :

                                                                       (9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В результате работы была изучена  метрологическая экспертиза технической документации (МЭТД). Проведен анализ организационных мероприятий по проведению МЭ. Были изучены задачи МЭТД, пути и методы их решения. Обосновывается необходимость оптимизации решений метролога–эксперта на основе экономических критериев. В работе приведены методики расчета экономической эффективности метрологической экспертизы технической документации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список источников

 

1. Метрологическая экспертиза технической документации / Яковлев Ю.Н., Медовикова Н.Я., Бесфамильная Л.В., Столярова Н.И.–М.:Изд–во стандартов.–1992,184с.,ил.
2. Очир–Горяев,В.П. Метрологическая экспертиза технической документации [Текст]: метод. указания к практическим занятиям по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация » /В.П.Очир–Горяев.–Ухта:УГТУ,2011.-31с.:ил.
3. Полякова О.В.Главный метролог. Метрологическая экспертиза.2010.№1. С.34–39.
4. РМГ 63-2003
5. МУ 64–02–002–2002