метрология. Краткая история метрологии
 Скачать 59.75 Kb.
|
|
Содержание Введение ……………………….…………………………………..…...……...….2 Краткая история метрологии………………………………………………...2 Роль измерений и значение метрологии……………………………………..3 Измерения, испытания и контроль (основные понятия)………………… .4Технические условия………….……...………………....………………..........9 Обеспечение качества в процессе производства…………….………….......10 Список литературы……………..………..….……....…………........................16 Ведение КРАТКАЯ ИСТОРИЯ МЕТРОЛОГИИ Метрология как область практической деятельности зародилась в древности. На всём пути развития человеческого общества измерения были основой отношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывалась единые представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления. Наименование единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть». Для поддержания единства установленных мер ещё в древние времена создавались эталонные меры. К ним относились бережно: в древности они хранились в храмах, церквях как наиболее надёжных местах для хранения ценных предметов. По мере развития промышленного производства повышались требования к применению и хранению мер, усиливалось стремление к унификации размеров единиц физических величин. Долгое время метрология была в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. Но в процессе развития общества роль измерений возросла, и с конца прошлого века благодаря прогрессу физики метрология поднялась на качественный новый уровень. Большую роль в становлении метрологии в России сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892 по 1907 г. «Наука начинается… с тех пор, как начинают измерять», - в этом научном кредо великого учёного выражен, по существу, важнейший принцип развития науки, который не утратил актуальности и в современных условиях. Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений, а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук, становясь всё более мощным средством исследования. Так, повышение точности измерений плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжёлого изотопа водорода – дейтерия. Подобных примеров, которые подтверждают роль измерений как инструмента познания, множество. Здесь уместно привести высказывание крупнейшего русского физика и электротехника Б. С. Якоби: «Искусство измерений являются могущественным оружием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы и подчинения её сил нашему господству». РОЛЬ ИЗМЕРЕНИЙ И ЗНАЧЕНИЕ МЕТРОЛОГИИ Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих как все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукций. Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология. Слово "метрология" образовано из двух греческих слов: метрон - мера и логос - учение. Дословный перевод слова "метрология" - учение о мерах. Долгое время метрология оставалась в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. С конца прошлого века благодаря прогрессу физических наук метрология получила существенное развитие. Большую роль в становлении современной метрологии как одной из наук физического цикла сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период 1892 - 1907 гг. Метрология в ее современном понимании - наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Измерения, испытания и контроль (основные понятия)Измерение – это нахождение значения физической величины (далее ФВ) опытным путем с помощью специальных технических средств. В этом определении содержатся главные признаки понятия «измерение»: измерять можно только ФВ; измерение требует проведение опытов; для проведения данных опытов требуется специальные технические средства, проводимые во взаимодействии с объектом, которые называются средствами измерений; - результатом измерений является значение ФВ. Значение ФВ должно быть не просто числом, а числом именованным, т.е. результат должен быть выражен в определенных единицах, принятых для данной величины. Только в этом случае результаты измерений, полученные разными средствами можно сравнивать между собой. Измерить некоторую ФВ Q – значит сравнить ее с другой величиной q, принятой за единицу измерений и выразить первую в долях последней. В математической форме Q=kq, где k – любое положительное целое или дробное число, показывающее во сколько раз Q больше или меньше q. По способу получения числового значения измеряемой величины все измерения делят на: прямые, косвенные, совместные, совокупные и динамические. Прямое измерение – это измерение, при котором искомое значение измеряемой величины находят непосредственно из опытных данных (измерение массы на весах; длины с помощью линейки и т.д.). Косвенное измерение – это измерение, при котором искомое значение величины находят из известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными прямыми измерениями (плотность по массе и объему тела). Совместные измерения – это измерения нескольких разноименных величин с целью нахождения зависимости между ними. Так, например, известно, что сопротивление проводников в некотором интервале температуры Т описывается формулой: R=R0(1+aT+bT2). Выполнив измерения R при разных температурах. Можно найти величины R0, а, b путем решения системы уравнений. Совокупные измерения – это одновременные измерения группы одноименных величин, одна часть которых известна, а другая – нет. Примером таких измерений может служить определение массы неизвестной гири на стрелочных весах с использованием набора гирь с известной массой. Динамические измерения связаны с такими величинами, которые изменяют свой размер во времени (измерение скорости падающего тела в произвольный момент времени). Так же измерения бывают однократными и многократными, абсолютными и относительными, равноточными и неравноточными. Испытание – это техническая операция, которая заключается в определении одной или нескольких характеристик продукции в соответствии с установленной процедурой по принятым правилам. Так же испытанием называется экспериментальное определение количественных и качественных свойств объекта испытаний при его непосредственном функционировании или при моделировании объекта и (или) воздействий на него. Такое определение осуществляется путем проведения измерений, однако в целом испытание продукции не сводится к простым измерениям ее свойств. Объектом испытания является продукция или процессы (технология) ее производства. При этом в зависимости от вида продукции и целей испытаний объектом может быть как единичное изделие, так и партия. Испытания продукции осуществляют в процессе, либо по окончании ее производства, а так же при ее эксплуатации. Понятие «испытание» предполагает какие-то воздействия на испытываемый объект, которое он должен выдерживать или не выдерживать. Поэтому важно при проведении любых испытаний задание реальных или близких к ним моделируемых условий эксплуатации. Под условиями испытаний понимают совокупность воздействующих факторов и режимов функционирования объекта при испытаниях, при этом основными воздействующими факторами являются механические, климатические, биологические или электромагнитные. Результатом испытаний являются не конкретные результаты измерений, а ответы типа «годен», «не годен», «соответствует», «не соответствует». Таким образом, цель испытаний заключается в оценке истинного значения определяемого параметра в заданных номинальных условиях испытаний. Нормативные документы на испытания конкретных объектов устанавливают порядок проведения испытаний, которые должны проводиться в соответствии с разработанными программой и методикой. Программа испытаний – обязательный документ, устанавливающий объект и цели испытаний: виды, последовательность и объем проводимых экспериментов; порядок, условия, место и сроки проведения испытаний; обеспечение и отчетность; ответственность за обеспечение и проведение испытаний. Методика испытаний – обязательный документ, включающий в себя метод, средства и условия испытаний, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценивания точности и достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды. Метод испытаний – установленные технические правила проведения испытания. Протокол испытаний – документ, содержащий результаты испытаний и другую информацию, относящуюся к испытаниям. Контроль – это измерение, в процессе которого определяют, находится ли значение измеряемой величины в заранее установленных для нее пределах. Контроль – это мероприятия, включающие проведение измерений, испытаний и проверки одной или нескольких характеристик продукции и их сравнение с установленными требованиями с целью определения соответствия. Производственный контроль, охватывающий все стадии производства, является неотъемлемой частью технологического процесса и обеспечивает высокое качество продукции. Основными задачами производственного контроля являются: контроль качества поступающих на завод материалов и полуфабрикатов; контроль за соблюдением всех установленных режимов на каждой операции технологического процесса в соответствии с ГОСТами и ТУ; контроль за соответствием качества выпускаемой продукции требованиям технической документации; маркировка принятой, анализ и оформление забракованной продукции. Различают следующие виды контроля: входной контроль применяется с целью выявления соответствия качества поступающих материалов и полуфабрикатов требованиям ГОСТов, ТУ и других нормативных документов. Этот вид контроля осуществляют путем проверки документации, прибывшей с материалами, состояния и нарушений качества материалов после транспортировки, а так же путем анализа полученных материалов в испытательной лаборатории; пооперационный или технологический контроль применяют с целью проверки качества выполнения отдельных операций в процессе изготовления изделий по этапам технологического процесса. выходной (приемочный) контроль применяется после окончательного изготовления изделий перед выдачей их на склад готовой продукции и является наиболее ответственной формой контроля. Он выполняется путем проверки соответствия формы и размеров изделий допускам, заложенным в рабочих чертежах и ТУ, а так же путем определения показателей, предусмотренных нормативной и технической документацией. Для проверки состояния технологического оборудования и измерительных приборов, качества выпускаемых изделий применяется инспекционный контроль. Специальный контроль включает в себя заводские испытания изделий по методике, отвечающей специфике работы конструкции в эксплуатационных условиях. Производственный контроль может быть активным и пассивным. Активный контроль оказывает воздействие на технологический процесс непосредственно при получении изделий. Пассивный контроль позволяет только констатировать факт нахождения физических параметров в заданных пределах, и его проводят обычно при разбраковке изделий на годные и брак. При этом брак сортируют на исправимый и неисправимый. Пассивный контроль может быть поэлементным (качество изделия определяется путем оценки точности каждого из элементов изделия) и комплексным (контролируется лишь требуемое свойство изделия). Технические условия В Федеральном законе "О техническом регулировании" технические условия (ТУ) не представлены как документы по стандартизации. Несмотря на отсутствие легитимных возможностей их использования для государственного регулирования качества продукции, этот документ востребован отечественной практикой. Не случайно фонд ТУ насчитывает около 600 тыс. единиц. Технические условия (ТУ) выполняют роль нормативного документа в том случае, если на них делаются ссылки в договорах (контрактах). Согласно п. 2 ст. 24 Закона при декларировании соответствия собственными доказательствами заявителя для целей подтверждения соответствия техническому регламенту (ТР) может быть техническая документация. Поскольку ТУ, как правило, создаются в результате разработки новой продукции, требования к которой еще не регламентированы национальными стандартами, то они становятся, наряду со стандартами организации, носителями полного комплекса требований, в том числе безопасности, к конкретной продукции. В этом смысле специалисты рассматривают ТУ «как малый технический регламент». В отличие от национальных стандартов ТУ разрабатываются в более короткие сроки, что позволяет оперативно организовать выпуск новой продукции. Объект ТУ – продукция, в частности ее разновидности – конкретные марки, модели товаров. Типичными объектами ТУ среди товаров являются: изделия, выпускаемые мелкими сериями (предметы галантереи, изделия народных промыслов); изделия сменяющегося ассортимента (сувениры, выпускаемые к знаменательному событию); изделия, осваиваемые промышленностью; продукция, выпускаемая на основе новых рецептур и (или) технологий. Общие правила построения, изложения, оформления, согласования и утверждения технических условий (ТУ) на продукцию (изделия, материалы, вещества и т.п.) регламентируются Межгосударственным стандартом ГОСТ 2.114-95, который называется "Единая система конструкторской документации. Технические условия". В основных положениях этого ГОСТа указывается, что технические условия (ТУ) являются техническим документом, который разрабатывается по решению разработчика (изготовителя) или по требованию заказчика (потребителя) продукции и являются неотъемлемой частью комплекта конструкторской или другой технической документации на продукцию. Требования, установленные ТУ, не должны противоречить обязательным требованиям государственных (межгосударственных) стандартов, распространяющихся на данную продукцию. ТУ подлежат согласованию на приемочной комиссии, если решение о постановке продукции на производство принимает приемочная комиссия. Подписание акта приемки опытного образца (опытной партии) продукции членами приемочной комиссии означает согласование ТУ. Если решение о постановке продукции на производство принимают без приемочной комиссии, ТУ направляют на согласование заказчику (потребителю). ТУ, содержащие требования, относящиеся к компетенции органов госнадзора, подлежат согласованию с ними. Утверждает ТУ разработчик документа. ТУ должны содержать вводную часть и разделы, расположенные в следующей последовательности: технические требования; требования безопасности; требования охраны окружающей среды; правила приемки; методы контроля; транспортирование и хранение; указания по эксплуатации; гарантии изготовителя. Состав разделов и их содержание определяет разработчик в соответствии с особенностями продукции. При необходимости ТУ, в зависимости от вида и назначения продукции, могут быть дополнены другими разделами (подразделами) или в них могут не включаться отдельные разделы (подразделы), или отдельные разделы (подразделы) могут быть объединены в один. Обозначение ТУ формируется из: кода ТУ; кода группы продукции по классификатору продукции (ОКП); трехразрядного регистрационного номера; кода предприятия – разработчика ТУ по классификатору предприятий и организаций (ОКПО) (для индивидуального предпринимателя возможно указание ИНН); цифр года (4 знака) утверждения документа. Для продукции, поставляемой для государственных нужд (закупаемой по государственному контракту), в случаях, когда в контрактах есть ссылка на ТУ, должна быть предусмотрен их государственная регистрация. Обеспечение качества в процессе производства Обеспечение качества продукции в процессе обеспечивается за счет: • планирования и организации работ: — по техническому контролю и испытаниям продукции; — контролю технологии производства; — технической диагностике оборудования; — технической диагностике систем обеспечения; контролю состояния производственной среды • метрологического обеспечения производства и качества продукции; • контроля и испытаний на различных стадиях производства продукции: • контроля технологической дисциплины; • проведения профилактики и планово-предупредительных ремонтов оборудования; • обеспечения качества изготовления используемого инструмента, оснастки и приспособлений; • аттестации производства, технологических процессов, рабочих мест, оборудования, оснастки, инструмента, деталей и сборочных единиц собственного изготовления; • обеспечения качества во время внутрицеховой и межцеховой транспортировки; • высокой квалификации персонала и производственной дисциплины; • функционирования системы учета и оценки затрат на обеспечение качества продукции. Управление процессами производства необходимо для того, чтобы противодействовать различным факторам, влияющим на производство и приводящим к отклонениям процессов от установленных значений их характеристик. Управление производственным процессом должно образовывать замкнутый цикл и содержать. — контроль процесса (изделия) для обнаружения отклонений; — анализ данных, полученных во время контроля, для определения причин отклонения и принятия необходимых корректирующих мероприятий; — информирование оператора процесса про необходимые корректирующие мероприятия; — регулирование процесса. Методы управления процессами производства: САМОПРОВЕРКА — оператор сам выполняет проверку важных показатепей качества после завершения какой-либо операции или работы; может быть визуальной или выполняется с помощью калибров или простейших приборов (главное преимущество — простота и скорость применения); ВЫБОРОЧНАЯ ПРОВЕРКА — заключается в проверке через некоторые промежутки времени нескопьких изделий для того, чтобы удостоверится, что они соответствуют определённым требованиям к их качеству: осуществляется мастерами цехов или специальными контролерами; КОНТРОЛЬ ПО ЭТАПАМ или КОНТРОЛЬ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА требует проверки изделия поспе каждой операции или группы операций, в результате которых в изделии формируются важные характеристики качества; точки контроля располагаются, как правило, непосредственно на месте производства, где детали передаются контролёрам после каждого важного этапа обработки; во время контроля по этапам соответствующие характеристики изделия проверяются по чертежам и техническим условиям; СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ технологическим процессом основываются на том принципе, что все процессы имеют заложенную в них изменчивость; если модель изменчивости может быть создана, то её можно использовать для прогнозирования и индикации моментов, когда процесс требует корректирующего действия, для того, чтобы остаться управляемым; преимущества этих статистических методов заключаются в следующем: — они дают информацию про вероятность дефектный выходов прежде, чем они будут получены фактически; — для сохранения высокого уровня качества они не требуют физического контроля каждого изделия или детали; Методами контроля являются: — распределение частотности; — контрольные карты, — предконтрольные проверки. Для гарантированного обеспечения качества конечной продукции, состоящей из нескольких деталей и/или узлов, производимых собственным производством, управление качеством должно охватывать различные стадии производства всех этих компонентов и узлов. Для этого создается сеть контрольных пунктов в стратегических точках производства. В каждом контрольном пункте контролируемая характеристика качества должна чётко определяться. а для выполнения этой функции пункты должны обеспечиваться квалифицированным персоналом и соответствующим испытательным оборудованием. Для эффективного функционирования сети контрольных пунктов, они должны быть обеспечены детальными инструкциями. Несоответствующее изделие должно идентифицироваться с помощью соответствующего кода или знака. При возникновении изделий, несоответствующих требованиям, производственных процесс останавливается. Производитель должен иметь методику физического отделения несоответствующих изделий, которые должны храниться на изолированном участке под контролем для предотвращения использования этих изделий. Выполняется анализ несоответствующих изделий для принятия одного из следующих решений: • приёмка в существующих условиях (если несоответствие незначительно и не влияет на эксплуатационные показатели конечного продукта; если есть заказчик, то это с ним согласовывается); • переработка (если имеется возможность исправить несоответствие); • ремонт (если имеется возможность отремонтировать или повторно обработать изделие); • пересортица (изделию присваивается низшая категория качества, требованиям которой оно соответствует); • брак (изделие необходимо изъять, как брак, и передать в отходы). Список литературы 1. Федеральный закон Российской Федерации от 26.06.2008 года № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» 2. Постановление Правительства Российской Федерации от 02.10.2009 г. №780 «Об особенностях обеспечения единства измерений при осу-ществлении деятельности в области обороны и безопасности Россий-ской Федерации». 3. Постановление Правительства Российской Федерации от 31.10.2009 г. №879 «Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации». 4. ГОСТ 1.0-2015 Межгосударственная система стандартизации (МГСС). Основные положения. 5. ГОСТ 1.2-2015 Межгосударственная система стандартизации. Стан-дарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосудар-ственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены. 6. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии: Учеб. Пособие. – М.:Изд-во стандартов, 1984. – 312 с. 7. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. – 576 с. 8. Государственные эталоны России: Каталог – М. Госстандарт Рос-сии,2000. 9. Грановский В.А. Динамические измерения. Основы метрологическогообеспечения. Л.: Энергоатомиздат, 1984. – 314 с. 10. ГОСТ Р 1.12-2004. Стандартизация. Термины и определения. – М. Издво стандартов, 2005. – 28с. 11. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация, сертификация. 2-е изд. –Спб.: Питер, 2003 – 432 с. 12. Земельман М.А. Метрологические основы технических измерений. М.:Изд-во стандартов, 1991. – 285с. |