Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «Метрологическая экспертиза и нормоконтроль» для магистрантов специальности 7-06-0716-01 «Обеспечение качества»

201

Целесообразно также оценивать экономический эффект от проведе-

ния метрологической экспертизы.

Комментарий. «Оценивать экономический эффект от проведения метрологической экспертизы» без соответствующей методики затрудни-

тельно, а разработать корректную методику метрологам не под силу.

Представленные в настоящей главе материалы можно рассматривать как результаты стандартизационной и метрологической экспертизы РМГ 63.

В заключение можно дать следующую краткую характеристику этого доку-

мента:

• ни по структуре, ни по составу экспертируемый материал не соответ-

ствует требованиям к нормативной документации;

• фактически отсутствуют корректно определенные цели и задачи экс-

пертизы;

•выполнение внесенных в документ требований часто затруднительно,

аиногда невозможно;

•разработать стандарт организации, регламентирующий метрологиче-

скую экспертизу, в полном соответствии с данным нормативным документом

невозможно, но разработка такого документа необходима любому субъекту хозяйствования, который осуществляет метрологическую экспертизу.

202

10. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ОБЪЕКТОВ НА БАЗЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

10.1. Постановка и решение задач метрологической экспертизы изделий на базе конструкторской документации

Контроль решений, принятых при проектировании изделий, с позиций возможности измерения параметров объекта проводился всегда. Формально такой контроль входил в непосредственные обязанности разработчиков, а

также в обязанности контролирующих и утверждающих документацию лиц.

Объективно этот процесс не являлся метрологической экспертизой из-за от-

сутствия систематизированного подхода и недостаточной метрологической подготовки конструкторов. Необходимость введения метрологической экс-

пертизы как особого вида работ появилась в связи с повышением сложности разрабатываемых изделий, ужесточением требований к точности их парамет-

ров. Знаний конструкторов оказалось недостаточно для решения сложных за-

дач измерительного контроля, а повышение их квалификации в этой области было менее рационально, чем приглашение экспертов-метрологов.

Эффективность метрологической экспертизы тем выше, чем раньше она начата, так как ошибки метрологического плана и их последствия легче устранить при раннем обнаружении. Метрологическую экспертизу сложного изделия необходимо начинать еще до разработки основной конструкторской документации объекта и проводить на всех этапах разработки, анализируя все документы, начиная с заявки на разработку, технического задания на проектирование и технического предложения. Чем полнее проведена экспер-

тиза объекта, тем грамотнее будет осуществлено его метрологическое обес-

печение.

На «предпроектных» этапах в документах фиксируют только основные параметры будущего изделия. Это дает возможность предварительно оценить контролепригодность проектируемого изделия и перспективы метрологиче-

203

ского обеспечения на завершающей стадии (стадии производства) с исполь-

зованием универсальных средств измерений, или средств измерений, специ-

ально разработанных для контроля параметров данного изделия или изделия-

прототипа. Оценки носят предварительный характер, поскольку ни конкрет-

ные значения параметров, ни их реализация в будущем изделии точно неиз-

вестны. Вопросы метрологического обеспечения производства на промежу-

точных стадиях (производство деталей и сборочных единиц) на данном этапе не рассматриваются из-за отсутствия необходимой информации.

Экспертиза изделия на этапах разработки проектной и рабочей доку-

ментации (технического проекта, сборочных чертежей и чертежей деталей,

пояснительной записки, технических условий, программы и методики испы-

таний) отличается тем, что появляются новые задачи, а условия задач, по-

ставленных на предыдущих этапах, приобретают большее информационное наполнение и решения задач могут быть более конкретными.

Поскольку при метрологической экспертизе изделий на основе проект-

ной и рабочей документации принципиально невозможно решить все задачи,

поставленные РМГ 63, постановку задач и полноту их решения эксперт опре-

деляет самостоятельно в соответствии с доступной ему конкретной инфор-

мацией.

Например, чтобы оценить рациональность номенклатуры измеряемых параметров, необходимо иметь все нормированные параметры и номенкла-

туру выбранных для измерений параметров. При этом формально измерени-

ям подлежат все назначенные параметры, следовательно, рациональность номенклатуры измеряемых параметров оценке не подлежит. Исключение со-

ставляют сборочные единицы и более сложные изделия, для которых контро-

лируемые параметры и характеристики выбраны из всех возможных и одно-

значно определены.

Для деталей задача оценивания рациональности номенклатуры измеря-

емых параметров фактически заменяется задачей рационального выбора па-

205

• определение требований и норм, контролепригодность которых вы-

зывает сомнения;

•разработка структуры методик контроля сомнительных требований и

норм;

•выявление дефектных требований и норм;

•разработка предложений по корректированию дефектных требований

инорм;

•разработка методик контроля корректированных требований и норм

(при необходимости);

•оформление результатов экспертизы (предварительное);

•контроль результатов экспертизы (самоконтроль);

•окончательное оформление результатов экспертизы.

Выявление требований и норм, контролепригодность которых очевид-

на или сомнительна, в каждом конкретном случае базируется на решении за-

дачи определения контролепригодности параметра. Эта задача в свою оче-

редь делится на две:

•оценка инструментальной доступности параметра;

•определение возможности обеспечения требуемой точности измерений.

Нормативные документы на чертежи деталей не предусматривают

включения в них описаний методик выполнения измерений (МВИ). Однако без выяснения контролепригодности параметров экспертизу нельзя считать законченной, а это в свою очередь требует разработки МВИ.

Специфика экспертизы деталей заключается в том, что для определе-

ния контролепригодности экспертируемых параметров необходимо сначала

предложить методику выполнения измерений для контроля каждого из ис-

следуемых на контролепригодность параметров, а затем проверить возмож-

ность обеспечения контроля с помощью предложенной самим экспертом МВИ. Следует понимать принципиальные различия между официальным

206

описанием МВИ, отвечающим требованиям ГОСТ 8.010, и «виртуальной МВИ», которую эксперт-метролог обозначает при экспертизе, чтобы убе-

диться в принципиальной контролепригодности параметра.

В ходе решения задач контролепригодности можно рассматривать ис-

пользование типовых (аттестованных) МВИ, оригинальных МВИ, предло-

женных экспертом и предусматривающих применение универсальных средств измерений, а также оригинальных МВИ основанных на применении специальных средств измерений, которые следует разработать и аттестовать к началу производства изделия. Очевидно, что эксперт не обязан и не может в ходе экспертизы разработать конструкторскую документацию на нестан-

дартное средство измерений, предназначенное специально для обеспечения контролепригодности конкретного параметра. Однако эксперт в состоянии оценить возможность проектирования такого средства измерений и даже предложить его «схемное решение». Такое «схемное решение» должно по-

служить для разработки технического задания на соответствующее нестан-

дартное средство измерений, а также для оценки (прогнозирования) методи-

ческих погрешностей измерений с использованием этого средства.

При оценке точности измерений геометрических параметров необхо-

димо учитывать погрешности базовых поверхностей. В случае неконтроле-

пригодности из-за неудовлетворительных соотношений между нормами точ-

ности геометрических параметров эксперт может предложить корректировку норм до соотношений, которые обеспечат контролепригодность параметров.

Стандарт организации или методические указания на проведение мет-

рологической экспертизы изделий должны включать рекомендации по выбо-

ру и описанию МВИ в рамках самой метрологической экспертизы.

Если в описаниях МВИ ориентироваться на ГОСТ 8.010, то они долж-

ны включать:

•назначение МВИ;

•метод (методы) измерений;

207

•требования к погрешности измерений или (и) приписанные характеристики погрешности измерений;

•требования к средствам измерений (в том числе к стандартным образцам, аттестованным смесям), вспомогательным устройствам, материалам, растворам или соответствующие ссылки на документы, где имеются требования к средствам измерений (стандарты, технические условия);

•условия измерений;

•требования к обеспечению безопасности выполняемых работ;

•требования к обеспечению экологической безопасности;

•требования к квалификации операторов;

•операции при подготовке к выполнению измерений;

•операции при выполнении измерений;

•операции обработки и вычислений результатов измерений;

•нормативы, процедуру и периодичность контроля погрешности результатов выполняемых измерений;

•требования к оформлению результатов измерений;

•другие требования и операции (при необходимости).

Кроме того, в соответствии с изменением № 1 BY ГОСТ 8.010 в МВИ могут быть приведены не только показатели точности (правильности и/или прецизионности) в соответствии с требованиями СТБ ИСО 5725-1 (раздел 7) и приписанные характеристики погрешности, но и/или характеристики неопределенности измерения. В этом случае в описание МВИ может быть добавлен алгоритм оценивания неопределенности измерения. Процедуры и периодичность контроля точности получаемых результатов измерений при использовании МВИ в аккредитованных лабораториях разрабатывают с учетом требований СТБ ИСО 5725-6 (раздел 6) и СТБ ИСО/МЭК 17025 (пункт 5.9).

Из подробного описания МВИ можно сделать вывод о контролепригодности параметров, однако при экспертизе детали такое описание пред-

208

ставляется избыточным. Контролепригодность по условиям инструменталь-

ной доступности параметра при экспертизе детали в большинстве случаев считается очевидной, поскольку выбор средства измерений изначально опре-

деляется их диапазоном измерений и конструкцией чувствительных элемен-

тов.

Неочевидные случаи (нормы, контролепригодность которых вызывает сомнения) эксперт анализирует отдельно. Проверку возможности получения сигнала измерительной информации от объекта (доступа чувствительных элементов средств измерений к контролируемым поверхностям) и возможно-

сти манипулирования первичными преобразователями в ограниченном про-

странстве проводят на основании информации о конструктивных особенно-

стях средств измерения, в том числе нестандартизованных.

Для анализа контролепригодности параметра по нормам точности из всех разделов МВИ по ГОСТ 8.010 можно выбрать те, которые устанавлива-

ют нормы погрешностей измерений и оценки значений ожидаемых погреш-

ностей. Необходимы краткие описания средств измерений и вспомогатель-

ных устройств (если они используются), характеристика метода измерений

(для обеспечения возможности оценки значений ожидаемых методических погрешностей), описания условий измерений и требований к квалификации операторов.

При обнаружении экспертом неконтролепригодных параметров детали нормы точности этих параметров могут быть поставлены под сомнение. Если слишком большие погрешности измерений обусловлены неудачным выбором измерительных баз, конструкцию следует корректировать. Конструкторы ча-

сто назначают высокие требования к точности параметров расположения от-

носительно грубых баз, что приводит к неопределенности результатов изме-

рений, которая может превосходить значения допустимых погрешностей из-

мерений. Поэтому проверка контролепригодности геометрических парамет-

ров детали включает в себя контроль точности измерительных баз, в том

209

числе и контроль правильности соотношений между допусками размеров,

формы, расположения и высотными параметрами шероховатости исследуе-

мых и базовых поверхностей.

Для оценки правильности соотношений между допусками размеров,

формы и расположения, а также между лимитирующими параметрами мак-

рогеометрии поверхностей и высотными параметрами их шероховатости (па-

раметрами микрогеометрии) можно использовать материалы главы 8.

Формальный подход к экспертизе деталей подразумевает контроль всех без исключения точностных требований, что требует переработки огромного объема информации. Рациональное уменьшение объема работ вполне осуще-

ствимо при выполнении метрологической экспертизы только функциональ-

но важных параметров изделия (основных параметров) и тех параметров,

контролепригодность которых вызывает сомнения. Выделение основных параметров серийно выпускаемых изделий должно осуществляться на основе требований к их функциональной взаимозаменяемости. Метрологическая экспертиза, направленная на обеспечение функциональной взаимозаменяе-

мости, предусматривает назначение на каждый функционально важный па-

раметр экономически оптимального допуска, обеспечивающего качествен-

ную работу всего изделия в целом при приемлемых затратах на обработку детали.

Необходимость оптимизации норм точности может возникнуть, если при метрологической экспертизе чертежей деталей будут обнаружены:

•назначенные конструктором избыточно жесткие допуски (высокие требования к точности, не имеющие достаточных обоснований);

•не увязанные между собой допуски, входящие в конструкторские,

технологические и/или измерительные размерные цепи;

• размеры и допуски, назначенные конструктором без учета возможно-

стей современных средств измерения.

210

Необходимость корректировки норм точности может возникнуть в ре-

зультате ошибок, допущенных при метрологической экспертизе на предше-

ствующих этапах проектирования, или если экспертиза на этих этапах не проводилась.

Выделение параметров, контролепригодность которых является сомни-

тельной, требует от эксперта определенного опыта работы с универсальными и нестандартизованными средствами измерений. Анализу подлежит не толь-

ко возможность применения реально существующих нестандартизованных средств измерений, но и использования «схемных решений» предлагаемых средств измерений, которые необходимо разработать специально для данной конкретной измерительной задачи.

Важнейшим промежуточным результатом метрологической экспер-

тизы детали является выбор методик измерительного контроля геометриче-

ских параметров. К сожалению, эта информация практически нигде не фик-

сируется и потому при разработке операций контроля параметров для техно-

логических процессов всю эту работу заново выполняет технолог, метроло-

гическая квалификация которого существенно ниже, чем у эксперта-

метролога. В результате эксперту-метрологу приходится повторно выполнять ту же работу при экспертизе технологических процессов, устраняя ошибки,

допущенные разработчиком операций измерительного контроля. Оптималь-

ным вариантом является фиксация промежуточных результатов метрологи-

ческой экспертизы и передача их технологу как исходных материалов для разработки операций измерительного контроля в технологических процессах.

Можно предложить такую последовательность действий при разработ-

ке методики измерительного контроля:

1. Выбор вида средства измерения, устройств базирования и вспомога-

тельных устройств (накладной или станковый прибор с «двухточечной» или

«трехточечной» схемой чувствительных элементов и т.д.).