Метрология

1. Объект метрологии – место концентрации внимания; все, что угодно: и материальное явление, и не материальное; если объект поддается управлению, то это процесс.

Свойство объекта - объективно определяемые характеристики материальных образований микро-, макро-, мегамира, представляющие собой научный, производственный и потребительский интерес. Их основные направления определяют виды:

1. подтверждение качества;

2. отражение качества:

• априорная ясность и понятность с т.з. технологии изготовления и эксплуатации;

• читаемость;

• грамотный подбор и отображение обозначений;

• метрологическая обоснованность параметров назначения и грамотность обозначения;

• измеряемость и контролепригодность;

• взаимозаменяемость;

2. Управление - воздействие на объект с целью получения требуемого результата;

Контроль - сбор текущей информации об объекте с целью формирования рекомендаций по повышению эффективности процесса;

Аудит -  процедура по осуществлению анализа состояния обеспечения единства измерений на предприятии с целью установления качества измерений.

Надзор - сбор текущей информации с целью остановки процесса;

3. Экспертиза - анализ и оценка технических решений по выбору измеряемых параметров, установлению требований к точности измерений, выбору методов и средств измерений, их метрологическому обслуживанию. Имеет узконаправленный, надзорный характер.

Результаты экспертизы должны быть отражены в:

• экспертном заключении – научно или методически обоснованный отчет, содержащий фактические показатели и характеристики, отвечающие на требования регламентирующих документов,  установленные для эксперта нормативными требованиями к конкретному объекту экспертного исследования.

• экспертной оценке, получаемой путем опроса мнений специалистов.

4. Инжиниринг - весь комплекс инженерно-технических работ необходимой направленности (научная, исследовательская, финансовая, технологическая и тд), сопровождающих изделия на всем протяжении его жизненного цикла, начиная с момента зарождения идеи и заканчивая моментом завершения утилизации.

В узлах инжиниринга находится менеджмент - стратегическое управление технологическим развитием, анализ требований заказчиков и клиентов, контроль экономических результатов производственных процессов.

5. Менеджмент – это самостоятельный вид профессионально осуществляемой деятельности, направленной на достижение поставленных целей путем рационального использования материальных и трудовых ресурсов с применением принципов, функций и методов научного управления.

6. Лицензирование — это получение разрешения на осущест­вление деятельности по изготовлению, ремонту, продаже или прокату средств измерений. Необходимо, если есть связь с национальной безопасностью.

Аккредитация – разрешение на какой-то вид деятельности, выступая от лица аккредитующего.

7. Сертификация - установление соответствия продукции, услуги или процесса определенному стандарту или другому нормативному документу; выдается на время любому лицу; если есть лицензия, то есть и сертификат.

Аттестация - комплекс мероприятий по исследованию метрологических характеристик и свойств с целью принятия решения о пригодности его применения. Не выдается бессрочно, разовая процедура.

8. Нормативная документация - документация, содержащая правила, требования и нормы.

   Нормативно-юридическая (обязательна: законы, акты)	Нормативно-техническая (рекомендательная чаще всего)
   Иерархия
   Конституция → Федеральные законы → Региональные законы → ...;	Стандарты → Остальное (рекомен-дации, инструкции по эксплуатации)
   Общий принцип
   ни один нижестоящий документ не имеет право противостоять вышестоящему

9. Стандартизация - процесс разработки и утверждения соответствующими органами нормативно-технической и нормативно-юридической документации с целью обеспечения определенных требований и поддержания необходимого уровня явлений, процессов и других объектов. Стандарт - нормативно-технический документ, содержащий правила, требования, нормы, разработанный на основе соглашения большинства заинтересованных сторон и утвержденный уполномоченным на это органом. Остальная НТД - нормативно-технический документ, содержащий правила, требования, нормы, разработанная на основе стандартов. Иерархия: ГОСТ→стандарты→остальная НТД Основное различие находится в определениях: остальная НТД разрабатывается на основе стандартов.

10. Качество продукции или услуг – степень, с которой совокупность собственных характеристик выполняет требования

Управление качеством – воздействие на объект с целью получения требуемого уровня качества.

Система менеджмента качества (СМК) - это часть системы управления предприятием, целью которой является обеспечение стабильного качества услуг или продукции, которую производит компания.

11. Практические занятия и выполнение практического задания

Цель - практически обеспечить качество продукции и услуг. 

Смысл - на практике ощутить трудности и сложности выполнения работ по обеспечению качества продукции и услуг, практически выполняя обязанности круга специалистов, привлекаемых к управлению качеством и обеспечению качества.

Задачи:

1. определение вида и наименования нашей продукции;

2. определение должностных лиц, реально обеспечивающих качество;

3. определение должностных лиц, контролирующих это обеспечение;

4. определение должностных обязанностей каждого из перечисленных должностных лиц;

5. исполнение этих обязанностей в процессе выполнения практического задания;

6. представление результатов работы.

12. Взаимозаменяемость – свойство детали, которая может быть заменена на другую этого же наименования, без дополнительной подгонки и/или обработки.

13. Производственное предприятие.

Метрологическое обеспечение предприятия (организации) включает:

• проведение анализа состояния измерений на предприятии или организации;

• установление рациональной номенклатуры измеряемых величин, номенклатуры рабочих и образцовых средств измерений, оптимальных норм измерений, точности;

• выбор, поверку и метрологическую аттестацию необходимых средств измерен;

• разработку методик измерений в зависимости от установл. норм точности;

• создание и поддержание условий, необходимых для проведения измерений;

• метрологическую экспертизу технических заданий, конструкторской и технологической документации. 

На отдел стандартизации возлагаются следующие задачи:

• Обеспечение единства применяемых на предприятии стандартов.

• Внедрение эталонов и государственных стандартных образцов, технических условий, инструкций.

• Организация работ по сертификации.

• Повышение качества и конкурентоспособности продукции и услуг методами стандартизации.

• Нормализационный контроль за технической документацией на предприятии.

Отдел качества отвечает за следующие задачи:

• Обеспечение выпуска предприятием качественной и конкурентоспособной продукции.

• Материально-техническое и методологическое обеспечение (нормативно-технической и технологической документацией, справочными материалами) поставок продукции.

• Соблюдение условий поставки, комплектности продукции по договорам.

• Укрепление производственной дисциплины, повышение ответственности всех звеньев производства за качество выпускаемой продукции.

14.  Взаимозаменяемость - пригодность одного изделия, процесса или услуги для использования вместо другого изделия, процесса или услуги в целях выполнения одних и тех же требований.  Полная взаимозаменяемость обеспечивается при выполнении геометрических, физико-механических и других параметров деталей с точностью, позволяющей производить сборку/замену любых сопрягаемых деталей и сборочных единиц (узлов) без какой бы то ни было дополнительной их обработки, подбора или регулирования и получать изделия требуемого качества.

15. Вал - термин, условно применяемый для обозначений наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы. Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы

16. Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения.

17. Отклонения от номинального размера: 

Верхнее отклонение  - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами. 

Нижнее отклонение - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами.   Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии. Допуск - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.

18. Виды допусков: 

• на линейный (например, наружных и внутренних диаметров, радиусов, расстояний) или угловой размер (включая угловые размеры). Этот же допуск называют стандартным допуском.

• на форму - наибольшее допускаемое значение отклонения формы.

• на взаимное расположение - предел, ограничивающий допускаемое значение отклонения расположения поверхностей.

• на чистоту обработки поверхности (шероховатость) - совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная, например, с помощью базовой длины.

19. Посадка - характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Виды посадок:

1. Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему;

2. Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему;

3. Переходная посадка - посадка, при которой возможно получение как зазора так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала; Процедура выбора необходимого вида посадки: выбирают в зависимости от назначения и условий работы оборудования и механизмов, их точности, условий сборки, возможности достижения точности при различных методах обработки изделия. В первую очередь должны применяться предпочтительные посадки. 

20. Основные отклонения обозначают буквами латинского алфавита: прописными для отверстий (A...ZC) и строчными для валов (a...zc). Процедура поиска и величины основного отклонения: 

1. устанавливаем, для чего ищем основное отклонение: вал или отверстие;

2. из таблиц ГОСТ 25346-89 определяем числовые значения основных отклонений.

21. Допуски по квалитетам обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета, например, IT01, IT7, IT14. Процедура поиска и величины допуска: 

1) устанавливаем, для чего ищем основное отклонение: вала или отверстия;

2) ищем допуск IT по табл.1 ГОСТ 25346-89; 4) вычисляем по формуле второе отклонение.

22. Обозначение посадки образуется сочетанием обозначений полей допусков соединяемых отверстия и вала, которое указывают после номинального размера соединяемых элементов, начиная с Н7 отверстия, по типу: 40H7/g6, или 40Н7—g6).

23. Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения единства измерений и способа обеспечения требуемой точности. Рассмотрим детально данное определение: #измерения - извлечение количественной информации о свойствах объекта с помощью опыта, эксперимента. #единство измерений - это восприятие, понимание и толкование результатов измерений и используемой терминологии в единственном значении (единообразие). #методы обеспечения - определенные способы, правила, соблюдение которых приведет к обеспечению единства измерений (н-р, унификация, приведение к единой системе, единиц физических величин). #средства метрологии – это средства измерений и метрологические стандарты, обеспечивающие их рациональное использование. #точность измерений характеризует качество измерений, близость результатов к истинному значению измеряемой величины.

24. Метрология делится на 3 раздела: 1) Теоретическая - раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии; 2) Законодательная - раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению физ.вел., эталонов, методов и средств измерений, приводящих к единообразию и точности измерений; 3) Практическая - раздел метрологии, предметом которого являются вопросы того, как применить на практике знания из теоретической и законодательной метрологии.

Практическое применение рассмотрим на примере инжиниринга объекта:

• зарождение идеи (желание получить "большую красную кнопку", нажав на которую можно увидеть полный комплект документации на новое изделие);

• исследование на патентную чистоту (создать проект-прототип, оформить на него всю документацию: конструкторскую и техническую) 

• проектирование (добавить правила использования, простой интерфейс для ввода параметров нового изделия; обозначить конструкцию объекта, начертить схему);

• практическое использование (внедрение объекта в производство и его использование)

25. Любой объект обладает свойствами - качественной категорией, показывающей различия или схожесть объекта с другими, обнаруживается в его отношениях к ним.

Одним из таких свойств является величина - свойство объекта, которое можно оценить тем или иным способом, в том числе количественно. Все величины можно разделить на 2 группы: идеальные и реальные; в первую группу входят только математические величины, а вторая делится на еще 2: физические (измеряемые, оцениваемые) и нефизические.

1. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определенного числа. Оцениваемые не обладают такой возможностью, поэтому мы их только оцениваем с помощью шкал. 

2. Нефизические чаще всего используются в экономике, философии и др "общественных" науках и оцениваются неинструментальными методами (баллами и тд).

3. Идеальные (математические) - любое числовое значение.

26. Еще одним свойством объекта является физическая величина - свойство объекта, качественная характеристика которого рассматривается в общем (для категории объектов), а количественная - индивидуально для каждого.

Качественной характеристикой является размерность ФВ (dim) - произведение символов основных ФВ, возведенных в степень, которая показывает связь данной ФВ с основной в данной системе (ее показатель =1).

Количественная характеристика "размер" выражается с помощью значения ФВ - некоторого числа принятых для ФВ единиц.

27. Если размер фиксированный, то такую ФВ называют единицей измерения - ей присвоено числовое значение,=1, и применяется для количественного сравнения и выражения однородных с ней ФВ.  Системой единиц ФВ называют совокупность основных и производных единиц ФВ. Действующей системой на данный момент является СИ - "система интернациональная", состоящая из 7 основных, 2 доп. и ряда производных единиц.

28. В данной системе единицы измерения делятся на 2 большие группы: системные и внесистемные.  Системные: основные, производные (получена с помощью уравнения связи с основными единицами), кратные (больше в целое число раз системной или внесистемной единицы), дольные (меньше в целое число раз системной или внесистемной единицы).  Внесистемные: допускаемые наравне с единицами СИ, допускаемые к применению в спец.обл., временно допускаемые к применению наравне с ед.СИ, изъятые из употребления.

29. Шкала - упорядоченная совокупность значений величины, принятых по соглашению на основании результатов точных измерений. 

Классификация шкал: метрические (интервалов, отношения, абсолютные) и неметрические (наименований, порядка). Рассмотрим их более подробно:

• Шкала интервалов - результат экспериментального сравнения i-го размера с j-м, проведенный по правилу 2 (на сколько 1 размер больше или меньше другого). Состоит из одинаковых интервалов, единиц измерения и произвольно выбранного начала отсчета.

• Шкала отношения - шкала, показывающая результаты измерений, полученных посредством сравнения сравнения i-го размера с j-м по правилу 3 (определение значения q, показывающее во сколько раз неизвестный размер больше размера единицы, или на сколько единиц он больше нуля). 

• Абсолютная шкала - шкала отношений, не зависящая от принятой системы единиц измерения. Может применяться для измерения относительных величин.

• Шкала наименований используется для классификации эмпирических (можем воспринимать только органами чувств либо экспериментально) объектов. Результат: совпадение или несовпадение.

• Шкала порядка - упорядоченная последовательностью опорных точек, обозначаемых символами и соответствующих размерам (больше предыдущего, меньше последующего). Результат: больше или меньше.

30. Допуск показывает границы, в которых деталь не считается браком, а погрешность характеризует точность измерений или средства измерений (СИ). То есть, основное отличие в том, что допуск относится объекту, а погрешность - к измерению или СИ.

31. Отличием погрешности результата измерений от погрешности СИ является то, что первая погрешность непосредственно относится к самим измерениям, а вторая - прибору, оборудованию, с помощью которого было проведено измерение. 

32. В метрологии погрешность важна. Например, в том случае, когда нужно указать истинное значение ФВ (которое не может быть найдено). На помощь приходит действительное значение, записываемое с погрешностью. Действительное значение получают во время серии экспериментов и вычисляют как среднестатистическое. Такая "пара" показывает интервал, в котором лежит истинное значение ФВ.

33. Погрешность измерений по характеру проявления делится на 4 вида: случайная, систематическая, прогрессирующая и грубая. Отличие систематической от прогрессирующей, например, в том, что первая является либо постоянной, либо закономерно меняющейся, а вторая - полная противоположность - непредсказуемая, либо же медленно меняющаяся погрешность. 

34. Другая пара погрешностей отличается не меньше: грубая - это некая "белая ворона" среди измерений - она очень сильно отличается из ряда измерений от остальных результатов; случайная погрешность - составляющая погрешности измерения, которая меняется по знаку и значению случайным образом при измерении одной и той же ФВ в одних и тех же условиях. То есть, грубая погрешность сильно отличается от результатов измерений и чаще всего возникает из-за ошибки, поэтому считается промахом, а случайная - нет, ее причина - шум измерительного прибора или случайные колебания параметров электрической цепи и тд.

35. Однако кроме отличий у 4 видов погрешности есть и общее: во всех определениях присутствует слово "меняющаяся, отличающаяся" . То есть, погрешности определяются в течение нескольких измерений, а не одного.

36. По способу выражений погрешности измерений делятся на 3 вида: абсолютная, относительная, приведенная. Абсолютная - разница между результатом измерения и истинным (либо действительным) значением ФВ, относительная - отношение абсолютной погрешности измерения к действительному значению, приведенная - отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению. На практике иногда абсолютную погрешность переводят в относительную, т.к. она более точная, информативная.

37. В зависимости от причин возникновения погрешности также делятся на 4 виды: инструментальная, погрешность метода измерений, погрешность из-за изменений условий измерения и субъективная. К основным относятся те, что эксплуатируются в нормальных условиях (инструментальная и методическая), а к дополнительным - в отличных от норм. условий (изменений условий измерения и субъективная).

38. По моему мнению, аддитивная, мультипликативная, нелинейная, а также статическая и динамическая погрешности не стоит выражать, как относительные. Первые 3 можно представить, как графики, а значит, при графическом оформлении уже будет неточность. Статическая и динамическая тоже не дадут большей информации именно по самим измерениям, но выражение их, как относительные, будет иметь больше смысла, чем первых трех.