Метрологическое обеспечение качества продукции. Учебное пособие
.pdf4 . Э К О Н О М И Ч Е С К И Е П Р О Б Л Е М Ы
ОП Т И М И З А Ц И И М Е Т Р О Л О Г И Ч Е С К О Г О
ОБ Е С П Е Ч Е Н И Я
Системы метрологического обеспечения производства на предприятиях, как правило, неоптимальные. Это объясняется как неполной обеспеченностью средствами измерений, так и слабой разработанностью нормативно-методической базы оптимизации. Поэтому особое внимание обращено на проблему экономической оптимизации точности измерений как исходную основу оптимизации метрологического обеспечения в целом.
Существующие методы определения допустимых погрешностей, базирующиеся, как правило, на экспертных методах, не могут быть признаны обоснованными с экономической точки зрения. Вместе с тем эта проблема весьма важна и актуальна, так как установление норм точности и контроль за их соблюдением – самое эффективное средство стабилизации технологических процессов и качества выпускаемой промышленной продукции. Метрологические правила, положения и нормы подвергаются стандартизации, так как стандарты в области метрологического обеспечения являются технико-экономическими нормативами при контроле качества и количества продукции. Кроме того, стандартизация служит нормативной основой государственного управления качеством продукции.
Далее рассмотрим экономико-математическую модель неоптимального метрологического обеспечения производства. Ежегодно в отраслях промышленности расходуются огромные ресурсы на приобретение и эксплуатацию парка средств измерений, который насчитывает более одного миллиарда единиц. Однако обеспеченность промышленных предприятий средствами измерений находится еще на недостаточном уровне в связи с дефицитом последних. Сегодня она составляет 45–55 % от необходимого количества. Прогноз развития метрологической службы показал, что в ближайшее время преодолеть этот недостаток не удастся, так как рост потребности превышает темпы роста производства приборов. Следовательно, на практике не обеспечивается измерение всех параметров, подлежащих контролю. Поэтому эквивалентность (по объему измерительных операций) существующего и нового вариантов метрологического обеспечения еще не означает их оптимальности.
81
В связи с трудностями в оснащении производств и технологических процессов измерительной техникой неоптимальна и номенклатура измеряемых параметров. Следует учитывать и наличие периода совместной эксплуатации имеющихся и новых средств измерений, что также сказывается на эффективности метрологического обеспечения.
Весьма важной практической задачей при неоптимальном обеспечении является сравнение вариантов и технико-экономическое обоснование выбора нужного варианта. Это означает, что необходимо принять решение в условиях известности и неизвестности размера абсолютного эффекта, так как определение конечного результата в случае неоптимального метрологического обеспечения весьма затруднено. Поэтому будут применяться методы как абсолютной, так и сравнительной эффективности с приведением вариантов в эквивалентный вид по конечному результату.
При сравнении вариантов метрологического обеспечения производства необходимо принимать в расчет следующие факторы:
–исходный комплекс измеряемых параметров не является оптимальным в экономическом смысле;
–неполная обеспеченность народного хозяйства страны средствами измерений приводит к такому положению, когда часть параметров, подлежащих измерению, на самом деле не измеряется;
–отсутствие норм точности измерений приводит к применению средств измерений с разной погрешностью; при внедрении новых средств измерений не происходит полного замещения базовых, поэтому существует период совместной эксплуатации этих средств.
После оптимизации номенклатуры измеряемых параметров следует выбрать лучший вариант применения средств измерений. При этом используется метод сравнительной эффективности. Но при этом необходимо обеспечить тождественность сравниваемых вариантов по объему и качеству измерительной информации, что не выполняется при неоптимальном метрологическом обеспечении.
82
5 . Э К О Н О М И Ч Е С К И Е П Р О Б Л Е М Ы С О В Е Р Ш Е Н С Т В О В А Н И Я
Н О Р М А Т И В Н О - М Е Т О Д И Ч Е С К О Й Б А З Ы М Е Т Р О Л О Г И Ч Е С К О Г О О Б Е С П Е Ч Е Н И Я
Получение достоверной информации о количественных и качественных характеристиках стандартизуемых объектов базируется на обеспечении единства и требуемой точности измерений. Например, построить параметрический ряд нельзя без сведений о технических параметрах продукции. На информационной основе развивается взаимосвязь других систем стандартов со стандартами и методической документацией в области метрологического обеспечения,
С другой стороны, для четкой регламентации работ по метрологическому обеспечению необходим комплекс стандартизованных метрологических правил, положений и норм. Информацию о количестве
икачестве изготовленной продукции получают в результате измерений, причем номенклатура показателей качества, их значения и допустимые отклонения также регламентированы нормативно-технической документацией.
Для экономического анализа объекта стандартизации необходимо описать объект, его элементы, свойства и характеристики. Такое системное рассмотрение проведено в параграфе 1.3. При этом остались неисследованными экономические аспекты стандартизации в работах по метрологическому обеспечению производства. Для такого исследования каждый элемент системы метрологического обеспечения необходимо проанализировать с двух точек зрения:
–с точки зрения наличия нормативно-технических документов, регламентирующих его деятельность;
–с точки зрения экономической обоснованности положений
иправил, установленных этими документами.
Одними из основных элементов являются технические средства метрологического обеспечения, включающие в себя эталоны, образцовые и рабочие средства измерений. Стандартизации подвергаются как метрологические характеристики этих средств, так и процесс передачи размера физической величины по поверочной схеме.
В настоящее время действует около 170 государственных стандартов на эталоны и поверочные схемы. В них приводятся сведения о технических характеристиках эталонов и пояснения, связанные со
83
спецификой передачи размера единицы физической величины. Процесс передачи размера от образцовых средств измерений к рабочим регламентирован методиками поверки, которых насчитывается около 2000. Вместе с тем вопросы технологии измерений, связанные с применением рабочих средств, отражены в сравнительно небольшом информационном массиве: он включает в себя менее 100 нормативных документов на методики выполнения измерений. Общий же массив норма- тивно-технических и методических документов составляет около 2500 наименований, из них около 450 государственных стандартов, более 1700 методических указаний метрологических институтов, остальное – документы других категорий (инструкции, правила, руководящие документы). Как показывает краткий анализ, массив нормативно-тех- нической и методической документации достаточно полон. Вместе
стем обращает на себя внимание недостаточность количества методик выполнения измерений и практическое отсутствие документов по нормам точности измерений.
Таким образом, верхние этажи метрологической иерархии были хорошо проработаны и четко регламентированы, а выход к измеряемым параметрам производственных процессов и продукции – для чего и проводятся работы по метрологическому обеспечению – оказался узким местом.
Возник некоторый разрыв между потребностями производства, выражаемыми номенклатурой, количеством параметров и требованиями к точности их измерений, с одной стороны, и деятельностью по созданию эталонов, средств поверки и поверочных схем, оценке погрешности измерений, аттестации методик выполнения измерений и т. д. –
сдругой стороны. Такой разрыв объясняется исторически сложившейся ситуацией в метрологии, когда основное внимание уделялось обеспечению единства измерений – тому, чтобы результаты измерений были выражены в узаконенных единицах с известной погрешностью.
На вопрос: «Обеспечивается ли при этом необходимая точность?» – обоснованного ответа не давалось, поскольку эта область осталась на стыке интересов разных подразделений. Комплексная задача нормирования точности оказалась «ничейной»: за нее не отвечали ни конструкторы, ни технологи, ни метрологи, хотя для каждого из перечисленных в ней имеется свой объем работы. По этой же причине невелико и количество методик выполнения измерений.
Поэтому масштабы деятельности по стандартизации метрологического обеспечения можно признать удовлетворительными, кроме
84
двух направлений: нормирования точности и создания методик выполнения измерений.
С точки зрения обязательности применения положений, установленных действующей системой документации, ситуация характеризовалась тем, что большое количество метрологических требований было жестко регламентировано вне зависимости от конкретных производственных условий. Это означает, что в метрологическом обеспечении действовали в основном жесткие административные методы управления. В связи с переходом на новые условия хозяйствования положение изменилось. Начался перевод основной массы нормативно-техни- ческих документов в ранг рекомендуемых.
Но перестройка стандартизации метрологической деятельности неизбежно потребовала экономических обоснований, так как для решения измерительной задачи в новых условиях следует выбирать наиболее рациональный способ, а не применять единый регламентированный, как было в течение длительного времени. В связи с этим возникла необходимость решения целого ряда экономических задач. Как и в случае определения эффективности, при стандартизации метрологического обеспечения необходимо отразить в нормативных
иметодических документах конечные результаты метрологических работ, затраты на их выполнение, а также методы оптимизации
испособы их сопоставления.
Рассмотрим общую методологию решения перечисленных экономических задач.
Все измерительные операции, выполняемые в производственных процессах, целесообразно классифицировать на ряд категорий важности в зависимости от их влияния на конечный результат. При этом можно воспользоваться информацией о потерях от погрешности измерений, а также методами ранжирования.
В первую категорию должны попасть методики выполнения измерений особо важных параметров, оказывающих сильное влияние на качество и количество выпускаемой продукции, рациональное использование всех видов материальных ресурсов. Сюда же следует отнести параметры, влияющие на безопасность, охрану труда, социальную эффективность и т. д. Ко второй категории целесообразно отнести параметры, в значительной степени воздействующие на показатели качества и эффективности. Эту градацию можно продолжить.
Чем шире номенклатура измеряемых параметров, тем больше количество категорий. По нашему мнению, должен существовать
85
единый нормативно-технический документ, регламентирующий критерии и методы отнесения параметров и методик выполнения измерений к категориям важности. На его основе отрасли и предприятия создают свои методические документы по такой классификации с учетом выпускаемой продукции и специфики технологических процессов. Весьма существенно, что такая градация должна быть указана и в документе на методики выполнения измерений.
Применение разных категорий важности возможно и в одной методике. Например, если посредством ее измеряется особо важный параметр, то и погрешность должна оцениваться точными методами. Этому случаю соответствует первая категория важности. Наоборот, при измерении параметров, незначительно влияющих на технико-эко- номические показатели производства, погрешность может оцениваться приближенными, достаточно грубыми методами. Поэтому в методике целесообразно отразить две категории важности в зависимости от ее области применения.
При стандартизации правил, положений и норм метрологического обеспечения необходимо отражать и затратную сторону. Это означает, что потребитель измерительной информации должен знать ее стоимость. Для этого целесообразно в нормативно-технических и методических документах регламентировать трудоемкость проводимых метрологических работ, что до настоящего времени не делалось. Например, в методике выполнения измерений следует указывать трудоемкость проводимого с ее помощью контроля, в методике поверки – норму времени на поверочные операции1.
При определении норм времени и, соответственно, цен за поверку средств измерений очень существенным является их оптимальный размер. Завышенные цены поверочных работ будут побуждать ведомственные метрологические службы к развитию собственной поверочной деятельности, что не всегда обосновано с народнохозяйственной точки зрения из-за низкого коэффициента загрузки оборудования.
В случае заниженной стоимости, не отражающей общественно необходимых затрат труда, в нелегком положении окажутся территориальные органы Росстандарта, так как могут возникать случаи их низкой рентабельности и даже убыточности.
1 ГОСТ Р ИСО 10012–2013. Системы менеджмента измерений. Требования к измерительным процессам и измерительному оборудованию.
86
Внормативно-технической документации на средства измерений следует, по нашему мнению, показывать трудоемкость ремонта
итехнического обслуживания. Знание таких экономических показателей позволит потребителям средств и методик измерений более обоснованно подойти к их выбору. В основе оптимизации метрологического обеспечения лежит технико-экономическое обоснование точности измерений. Поскольку нормативно-технические и методические документы по оптимальной точности измерений практически отсутствуют, возникает необходимость разработать основополагающий нор- мативно-технический документ, регламентирующий общую методологию установления оптимальной точности. Он должен разрабатываться, по-нашему мнению, под научно-методическим руководством Росстандарта. Конкретные документы по оптимальным нормам точности для
разных групп и условий эксплуатации продукции должны разрабатываться метрологическими службами предприятий и объединений1.
Создание нормативной основы оптимальной точности измерений позволит перейти к оптимизации метрологического обеспечения производства в целом. В первую очередь это относится к рабочим средствам измерений. Здесь возникает сложная технико-экономическая задача унификации и оптимизации применяемого парка средств измерений. При этом должна осуществляться единая методология стандартизации метрологического обеспечения и в приборостроении с точки зрения номенклатуры и метрологических характеристик средств измерений. Поэтому целесообразно разработать рекомендуемые методические документы по этому вопросу.
Взависимости от сложности и точности средств измерений должна совершенствоваться и оптимизироваться система государственных испытаний и метрологической аттестации. Для простых средств, погрешности которых приводят к незначительным экономическим потерям, и процедура испытаний должна быть упрощенной. Это должно быть представлено в соответствующих нормативно-техниче- ских документах.
После отражения методами стандартизации оптимизации измерений в производстве как основного, исходного звена метрологического обеспечения, целесообразно перейти к высшим метрологическим
1 Никифоров А. Д. Метрология, сертификация и стандартизация. Москва: Инфра-М, 2005. 422 с.
87
звеньям – эталонам и образцовым средствам измерений. Это означает, что весьма актуальной является задача оптимизации параметров поверочных схем по экономическому критерию. Вид критерия также ясен – это минимум суммы затрат на измерения и народнохозяйственных экономических потерь.
Создание методического документа по оптимизации поверочных схем явилось бы хорошей основой совершенствования и повышения эффективности государственной метрологической службы. Развитие экономических методов управления должно отразиться и на регламентации государственного надзора и ведомственного метрологического контроля.
По нашему мнению, должна ослабляться роль государственного надзора за состоянием и применением средств измерений в технологических процессах, при входном и операционном контроле, при контроле работоспособности оборудования и т. п. Здесь должна проявляться экономическая самостоятельность метрологических служб предприятий, осуществляющих ведомственный контроль.
Возможно, на тех предприятиях, где службы еще недостаточно владеют вопросами ведомственного контроля, государственный надзор следует сохранить. Но в данном случае он будет выполнять и функцию оказания методической помощи. Это положение целесообразно узаконить в нормативно-техническом документе, причем в документе высокого ранга, обязательном для применения.
Безусловно, должен сохраниться государственный надзор в медицине, охране труда, технике безопасности, в экологической сфере и других областях социальной политики, где экономические методы не занимают главенствующего положения. И мировая практика подтверждает это: фактически во всех развитых странах правильность применения средств измерений в социальной сфере контролируют государственные органы.
В торговле, при взаимных расчетах, при выходном контроле качества продукции необходимо, по нашему мнению, сохранить государственный надзор. Это позволит создать гарантии социальной справедливости, защитить права потребителей от диктата производителя
вусловиях дефицита.
Всвязи с развитием хозяйственной самостоятельности предприятий, внедрением хозрасчета возможны случаи, когда хозрасчетные показатели эффективности приходят в противоречие с народнохозяйственными. Например, при потреблении энергоресурсов предприятию
88
сэкономической точки зрения выгодно получить их увеличенный объем, а оплатить уменьшенный. Поскольку учет ресурсов осуществляется с погрешностью, предприятие может стремиться за счет неопределенности, обусловленной погрешностью измерений, получить больше ресурсов. Это тот случай, когда государственный надзор должен выполнять свои функции с народнохозяйственных позиций, здесь его роль усиливается. Поэтому необходим экономический анализ типичных ситуаций в производстве, когда погрешности измерений приводят к искажению технико-экономических показателей, но эти искажения различны с хозрасчетной и народнохозяйственной точек зрения.
При совершенствовании стандартизации в области государственного метрологического надзора целесообразно учесть возрастающую роль экономических методов управления. Особенно важно отразить в нормативно-технической документации перечень типичных ситуаций расхождения народнохозяйственных критериев эффективности
схозрасчетными при применении средств измерений. Это повысит экономическую роль государственного надзора, сделает его по-настоя- щему межотраслевым органом управления.
Вобласти оценки эффективности работ по метрологическому обеспечению производства существующая система методических документов также нуждается в совершенствовании. Эта система была разработана до введения методов хозрасчета и самофинансирования, поэтому в документах не представлены показатели хозрасчетной эффективности, отражающие платность всех видов ресурсов.
Поэтому целесообразно, по нашему мнению, разработать единый рекомендательный документ общесоюзного уровня по оценке эффективности метрологических работ, в котором были бы приведены общие положения и специфические расчеты, отражающие потери от погрешности измерений и укрупненную оценку затрат на измерения. Соответственно, метрологические службы отраслей и предприятий должны создать свои инструкции и методики с учетом видов измерений и выпускаемой продукции. Таким образом, совершенствование стандартизации метрологического обеспечения связано главным образом с переходом на экономический метод управления.
Основными направлениями развития стандартизации в данной области являются следующие:
– разработка методических документов, количество которых в настоящее время недостаточно, – методик выполнения измерений и оптимальной точности измерений;
89
–предусмотрение альтернативных методов и способов проведения работ по метрологическому обеспечению, представленных в документации, для выбора наиболее эффективного;
–классификация методик выполнения измерений по влиянию на конечный результат, отражение трудоемкости выполняемых работ;
–создание методических документов по оптимизации метрологической деятельности.
При реализации этих направлений следует учитывать, что основополагающие нормативно-технические документы целесообразно разрабатывать метрологическим НПО и Росстандарту, а более детальные – метрологическим службам предприятий и объединений.
90