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

281

дельных значений погрешностей измерения при использовании различных вариантов методик. Документ может быть разработан по типу РД 50-98 – 86

«Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линей-

ных размеров до 500 мм (по применению ГОСТ 8.051-81)». Полезным был бы также альбом применяемых на предприятии средств измерений с указани-

ем их метрологических характеристик и конструктивных особенностей. Та-

кой комплект документов является достаточным для проверки контролепри-

годности большинства норм точности, устанавливаемых в чертежах деталей.

Это же методическое обеспечение может быть успешно использовано для метрологической экспертизы технологических процессов.

282

16. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ И СТАНДАРТИЗАЦИОННОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ

Информационные источники, необходимые для проведения стандарти-

зационной и метрологической экспертизы включают нормативные докумен-

ты, а также источники нестандартизованной информации (научно-

техническая литературу, справочники, и др.). Имеются принципиальные раз-

личия между информационным обеспечением формальной стандартизацион-

ной экспертизы и функциональной стандартизационной экспертизы или мет-

рологической.

Информационной базой формальной стандартизационной экспертизы могут быть только действующие нормативные документы, представленные официально зарегистрированными экземплярами, прошедшими актуализа-

цию. Регистрация рабочих экземпляров нормативных документов и своевре-

менное внесение изменений в эти документы осуществляются службой стан-

дартизации субъекта хозяйствования в установленном порядке.

Особую информационную ценность имеют специально разработанные нормативные документы, регламентирующие состав, порядок и методику экспертизы, в частности, стандарты организаций, а также методические ука-

зания по проведению экспертизы. Сами эти документы должны пройти жест-

кую экспертизу, направленную, прежде всего, на проверку выполнимости требований и отсутствие противоречий стандартам более высоких категорий.

Информационная база метрологической и функциональной стандарти-

зационной экспертизы кроме действующих нормативных документов может также включать любые доступные эксперту источники нестандартизованной научно-технической информации, подобранные соответствующим подразде-

лением и самим экспертом. Кроме справочников, научно-технической лите-

ратуры можно использовать такие информационные источники, как отме-

ненные нормативные документы, если они не противоречат положениям дей-

283

ствующих нормативных документов. В используемую научно-техническую информацию можно включать научную и учебную литературу (монографии,

статьи, доклады и тезисы научных конференций, диссертации, рефераты,

препринты, и др.) отчеты о научно-исследовательской работе, профессио-

нальные материалы, выложенные в Интернете, собственные наработки.

Поскольку за результаты метрологической и функциональной стандар-

тизационной экспертизы, изложенные в заключении, отвечает эксперт, он должен быть уверен в привлекаемых источниках информации. Информацию используют только при соответствующем уровне доверия к авторам источ-

ников, причем сомнительные моменты следует дополнительно проверять с помощью аналитических или экспериментальных исследований. Такие ис-

следования требуют значительных ресурсов и высококвалифицированной работы, однако результаты исследований, полученные в ходе таких проверок,

можно использовать как апробированные информационные источники.

Можно предложить некоторые рекомендации по экспертной оценке уровня доверия к информационным источникам:

• признаками полуграмотных источников являются явные ошибки,

неряшливая терминология, внутренние противоречия;

• ни один из источников, ни один из авторов не гарантированы от оши-

бок. В материале большого объема вероятность ошибок и неточностей воз-

растает, следовательно, к нему надо относиться более внимательно даже при высокой степени доверия к авторам;

• все сомнительные положения источников, следует проверять даже при высоком уровне доверия к авторам. Приоритеты проверки зависят от наличия ресурсов и важности предполагаемого заключения. При необходи-

мости и возможности проверка включает не только аналитические, но и экс-

периментальные исследования;

• после каждой экспертизы следует уточнять свою оценку использо-

ванных материалов и авторов информационных источников.

284

Экспертная работа трудно поддается автоматизации, поскольку по определению должна выполняться субъектом (экспертом). Так называемые

«экспертные системы», реализуемые экспертом-пользователем с компьютер-

ной поддержкой, как правило, выполнены в виде компьютерных программ.

Лучшие из них представляют собой концентрированный опыт высококвали-

фицированных экспертов, оформленный в виде алгоритмических инструк-

ций. Их применение предусматривает работу в интерактивном режиме и тре-

бует от пользователя достаточно высокой квалификации.

Значительно проще поддается автоматизации информационное обеспе-

чение экспертизы. Для стандартизационной экспертизы нужна информаци-

онная база, как минимум включающая все требования стандартов, соблюде-

ние которых проверяется экспертом. Для метрологической экспертизы в ин-

формационную базу включают не только нормативные документы, регламен-

тирующие измерения (в том числе и относящиеся к поверке, калибровке и ат-

тестации СИ), но и значительный массив нестандартизованной информации.

Используемые для формальной стандартизационной экспертизы базы данных, которые включают в себя требования из нормативных документов по стандартизации, должны быть официально узаконены, после чего вклю-

ченная в них информация подлежит постоянной актуализации. Эти условия аналогичны ситуации с использованием нормативных документов на твердом носителе (нельзя пользоваться перепечатками из стандартов и неактуализо-

ванными НД).

Однако такие формальные требования фактически постоянно наруша-

ются, поскольку нормоконтролеры высокой квалификации все наиболее ча-

сто встречающиеся требования стандартов воспроизводят по памяти. Для них нет необходимости обращаться непосредственно к стандартам, чтобы зафик-

сировать типовые ошибки в обозначениях допусков формы и расположения поверхностей, неполноту или неправильность требований к поверхностям,

сопрягаемым с подшипниками качения и др. Следовательно, значительную

285

часть стандартной информации нормоконтролер получает опосредованно, а не напрямую из нормативных документов. Требования к официальному признанию или утверждению такой «виртуальной базы нормативных документов» не предъявляются.

Дополнительную сложность представляет неурегулированность юридических вопросов, связанных с электронной формой записи, хранения, передачи и копирования информации. Определенные попытки рассмотреть эти вопросы сделаны в изменении №4 стандарта ГОСТ 2.111, в которое включены элементы нормоконтроля конструкций, представленных электронными документами. Активное развитие «безбумажного» документооборота требует продолжения работы в направлении экспертизы магнитных, электронных и электронно-оптических документов.

Оптимальным вариантом создания информационной базы является включение всех заинтересованных абонентов в глобальную сеть, где на центральном сервере хранятся все своевременно актуализованные НД, организованные в удобную для пользователя систему управления базами данных. Современные базы данных, чаще всего объединяют национальные или международные НД в форме электронных копий «бумажных стандартов». Несмотря на специально разработанные поисковые системы они не могут быть высоко эффективными, поскольку разработанные ранее стандарты не были ориентированы на компьютеризацию.

Отсутствие общего системного подхода к стандартизации можно подтвердить очевидными примерами. Так терминология рассеяна не только по специализированным стандартам в разных сферах ее применения, термины включают в любые стандарты, если разработчик считает это нужным. Такое положение существенно затрудняет поиск нужных терминов, а также приводит к противоречиям в разных нормативных документах. Другой пример «рассеянных требований» связан с нормоконтролем размеров. Если рассматривать нормоконтроль только назначенных на чертежах изделий линейных

286

размеров с полями допусков, то могут понадобиться стандарты, регламенти-

рующие:

•нормальные линейные размеры;

•допуски гладких цилиндрические поверхностей (и приравниваемых к ним), обозначения допусков на чертежах;

•размеры и допуски фасок, радиусов округлений, канавок,

•комплекс стандартов на подшипники качения;

•комплексы стандартов на резьбы, на шлицевые поверхности деталей,

на зубчатые колеса и передачи и т.д.

Причем достаточно часто стандарты входят в разные подсистемы,

например одни относятся к «Основным нормам взаимозаменяемости», дру-

гие к «Единой системе конструкторской документации».

Для того чтобы обеспечить высокую эффективность использования вычислительной техники в интересующей нас области, необходимо принци-

пиально по иному организовать базы стандартных данных. Следует разрабо-

тать глобальную систему программно ориентированных стандартов, кото-

рая будет существенно отличаться от набора «условно системных» стандар-

тов, являвшихся плодами автономных разработок и потому не всегда согла-

сованных между собой. Например, в частности, терминологически не согла-

сованы между собой стандарты на допуски и посадки и метрологические стандарты; стандарты на допуски формы и расположения поверхностей, со-

прягаемых с подшипниками качения, не согласованы с общетехническими стандартами числовых значений таких допусков. Есть нестыковки в НД на обработку результатов измерений и на формы их представления и т.д.

Применение вычислительной техники для организации труда метроло-

гов и стандартизаторов пока носит фрагментарный характер. Разрабатывае-

мое программное обеспечение в области метрологии обычно включает учет номенклатуры средств измерений, их движение, сроки их поверки, составле-

ние протоколов и т.д. Часто разрабатывают программы статистической обра-

287

ботки результатов измерений или адаптируют для этого известные пакеты программ.

Анализ типовых задач машиностроительного и приборостроительного производства показывает необходимость программного обеспечения выбора методик выполнения измерений, математической обработки результатов из-

мерений, а также пакетов для компьютерной поддержки стандартизационно-

го контроля и метрологической экспертизы объектов по их конструкторской и технологической документации.

Чтобы превратить рабочее место пользователя, оснащенное персональ-

ным компьютером, в эффективное средство решения типовых метрологиче-

ских и стандартизационных задач, необходим комплексный подход. В его основу должны быть положены специально разработанные принципы проек-

тирования автоматизированной системы стандартизационного и метрологи-

ческого обеспечения.

Прогресс оргтехники и ее расширяющиеся функции, доступность ком-

пьютеров позволяют говорить о возможности автоматизации подготовки стандартизационного и метрологического обеспечения, начиная с обеспече-

ния экспертизы геометрических параметров деталей. Такая автоматизиро-

ванная система может рассматриваться как часть (подсистема) общей систе-

мы технологической подготовки производства и должна обеспечивать сле-

дующие функции:

• контроль соблюдения требований нормативных документов, распро-

страняющихся на рассматриваемый объект;

• возможность сопоставления нестандартных решений со стандартны-

ми аналогами;

• анализ контролепригодности функциональных параметров макрогео-

метрии с учетом назначенных норм точности;

• выбор методик выполнения измерений (схем, средств и методов из-

мерений) для измерительного приемочного контроля параметров;

288

• выдача рекомендаций для обеспечения контролепригодности пара-

метров, признанных неконтролепригодными в результате анализа;

• проектирование методик выполнения измерений на базе применения специальных (нестандартизованных) средств измерений.

В случае если автоматизированная система будет направлена на обес-

печение функциональной метрологической экспертизы объектов, то обяза-

тельной становится еще одна функция – оптимизация норм точности функ-

циональных параметров с учетом качества объекта и возможности его метро-

логического обеспечения.

Создание такой системы потребует привлечения большого числа высо-

коквалифицированных специалистов и их работы в течение длительного времени. В подобном случае особенно опасным моментом может оказаться неправильная методология разрабатываемой системы. При использовании неудачной методологии будут получены малопригодные результаты, и при-

дется радикально перерабатывать всю систему на базе измененного подхода.

Для того чтобы избежать подобных неприятностей, необходимо разработать

общие принципы проектирования автоматизированных систем стандартиза-

ционного и метрологического обеспечения и апробировать эти принципы,

например, для решения задачи контроля геометрических параметров деталей.

Перечислим и охарактеризуем основные принципы проектирования ав-

томатизированной системы стандартизационного и метрологического обес-

печения контроля геометрических параметров деталей.

1. Принцип стандартизационной и метрологической универсальности:

направленность системы на обеспечение экспертизы любых геометрических параметров деталей.

2. Принцип комплексного обеспечения экспертизы: система позволяет реализацию экспертизы на основе формального и функционального подхо-

дов.

289

3.Принцип стандартизационной и метрологической строгости: система основана на актуализированных нормативных документах и апробированных нестандартных материалах.

4.Принцип блочно-модульного структурирования задач стандартизаци-

онного и метрологического обеспечения: структура системы предусматрива-

ет возможность автономной разработки блоков и модулей частных программ,

объединяемых в программный комплекс с учетом приоритетов разработки.

5. Принцип иерархичности задач стандартизационного и метрологиче-

ского обеспечения: структурирование задач экспертизы осуществляется с учетом иерархических уровней, что позволяет определить приоритеты реше-

ния задач и разработки программного обеспечения.

6. Принцип открытости системы: возможность дополнения системы разработчиком и пользователем, что позволяет вносить в нее дополнитель-

ные результаты теоретических разработок, и другую новую информацию (о

вновь введенных стандартах, аттестованных специальных средствах и мето-

диках выполнения измерений и др.). Наряду с принципом блочно-

модульного структурирования этот принцип обеспечивает возможность до-

полнения системы элементами и блоками вплоть до построения универсаль-

ной автоматизированной системы стандартизационного и метрологического обеспечения.

Пакеты программ для автоматизированного рабочего места (АРМ)

метролога должны обеспечивать:

• выбор методик выполнения измерений линейных и угловых размеров

(в том числе выбор МВИ для проверки контролепригодности параметров в ходе метрологической экспертизы и для разработки операций измерительно-

го контроля и процессов измерений параметров);

• обработку результатов измерений;

290

• оценку взаимной увязки требований к точности параметров макро-

геометрии и, при необходимости, требований к макрогеометрии и к высот-

ным параметрам шероховатости поверхностей.

Значительное повышение производительности стандартизационного контроля может быть достигнуто за счет специально разработанных про-

грамм, которые существенно сокращают время доступа к значениям стан-

дартных параметров, их обозначениям и характеристикам. Программы долж-

ны быть построены как взаимоувязанные базы данных, которые включают номинальные значения линейных и угловых размеров (нормальные линейные и угловые размеры, нормальные конусности, размеры подшипников, резьбо-

вых, шлицевых и шпоночных соединений и т.д.), допуски размеров, формы и расположения поверхностей, параметры шероховатости, условные обозначе-

ния норм точности на чертежах и ряд других сведений, необходимых для проведения стандартизационного контроля.

Сотрудниками кафедры «Стандартизация, метрология и информацион-

ные системы» Белорусского национального технического университета раз-

работаны пакеты программ для персональных компьютеров, являющиеся первым приближением к намеченному комплексу программного обеспече-

ния. Выбор методик выполнения измерений базируется на аттестованных МВИ, которые заимствованы из нормативных документов. Для случая изме-

рений линейных величин в качестве основы для разработки программ выбора МВИ был использован широко известный документ РД 50-98 – 86 «Методи-

ческие указания. Выбор универсальных средств измерений линейных разме-

ров до 500 мм (по применению ГОСТ 8.051-81)».

На базе этого РД разработан пакет программ, позволяющий выбирать МВИ для измерений наружных и внутренних размеров, размеров уступов и глубин, а также для измерений радиального и торцового биений. По сравне-

нию с исходной информацией, содержащейся в РД, возможности программ существенно расширены: предусмотрен выбор МВИ не только для приемоч-