Учебнометодический комплекс по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация для студентов всех специальностей и направлений во
 Скачать 1.95 Mb.
|
|
Q. Ом Электрическая проводимость L -2 М -1 T 3 I 2 сименс S См Магнитная индукция MT -2 I -1 тесла Т Тл Поток магнитной индукции L 2 МT -2 I -1 вебер Wb Вб Индуктивность L 2 МT -2 I -2 генри н Гн 18 В настоящее время применение единиц физических величин в Российской Федерации узаконено Конституцией Российской Федерации (ст. 71) и Законом Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» (ст. 6). В практической деятельности следует руководствоваться единицами физических величин, регламентиро- ванных национальным стандартом ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин». В этом стандарте наряду с единицами Международной системы единиц (основные, дополнительные, производные) представлены допущенные к применению другие единицы. В стандарте приведены правила написания и обозначения единиц. Эти правила следует использовать при оформлении требований к измерительной информации. Обозначения единиц применяются только с числовыми значениями (в тексте следует записывать полное название единицы, например: «измерение напряжения в вольтах», а не «измеренное напряжение — 25 В»); между числовым значением и обозначением необходим пробел; обозначения единиц, наименования которых образо- ваны по фамилиям ученых, должны записываться с заглавной буквы, например ампер — А; фарад — Ф (часто используют не регламентируемый термин — фарада); вольт — В (для сравнения: метр — м, секунда —с, килограмм — кг); при указании значений величин с предельными отклонениями обозначения единиц следует приводить после каждого значения, например, 25 А ± 1 А, или же заключать числовые значения в скобки, а обозначения единиц ставить после них: (5 ± 1) В; при перечислении нескольких измеряемых значений обозначение единиц ставят после последней цифры: 4, 6, 8 Ом; помещение обозначений единиц рядом с формулой, выражающей зависимость между величинами, не допускается (пояснения единиц даются отдельно). Более полный перечень правил написания и обозначения единиц приведен в справочниках по системе СИ. Применение целых единиц физических величин не всегда удобно, так как в результате измерений получаются большие или малые их значения. Поэтому в системе СИ установлены ее десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей. Кратные и дольные единицы величин пишутся слитно с наименованием ос- новной или производной единицы, например: километр (км), милливольт (мВ), мегагерц (МГц), наносекунда (нс). Кратная единица физической величины — единица, большая в целое число раз системной, например, килогерц (10 3 Гц). Дольная единица физической величины — единица, меньшая в целое число раз системной, например, микрогенри (10 -6 Гн). 1.2. Основные понятия, связанные со средствами измерений (СИ). Закономерности формирования результата измерения, понятие погрешности, источники погрешностей Любое измерение заключается в сравнении путем физического эксперимента измеряемой физической величины с некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения и называемой мерой. Система воспроизведения единиц физических величин и передачи информации об их размерах всем без исключения средствам измерений в стране составляет техническую базу обеспечения единства измерений Российской Федерации. В соответствии с основным уравнением измерения измерительная процедура сводится к сравнению неизвестного размера физической величины с известным, в качестве которого выступает размер соответствующей единицы Международной системы. Воспроизведение единицы представляет собой совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью с помощью государственного эталона или исходного рабочего эталона. Различают воспроизведение основных и производных единиц. Размеры единиц могут воспроизводиться там же, где выполняются измерения (децентрализованный способ), либо информация о них должна передаваться с централизованного места их хранения или воспроизведения (централизованный способ). Децентрализовано воспроизводятся единицы многих производных физических величин. Основные единицы сейчас воспроизводятся только централизованно. 19 Централизованное воспроизведение единиц осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами. Средства измерений, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц измерений, поверки и градуировки приборов, делятся на эталоны и рабочие эталоны. Эталон единицы физической величины (Measurement standard) —средство измерений или комплекс средств измерений, предназначенных для воспроизведения и хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, и утвержденных в качестве эталона в установленном порядке. Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью. Эталоны классифицируют в зависимости от назначения, которое предполагает оснащение метрологической службы первичными, специальными, государственными, национальными, международными и вторичными эталонами. Первичный эталон (Primary standard) обеспечивает воспроизведение единицы физической величины с наивысшей в стране точностью. Первичные эталоны — уникальные средства измерений, часто представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы. Они являются технической основой ГСИ и бывают специальными, национальными (ранее — государственные) и международными. Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях и может заменять первичный эталон. Он служит для воспроизведения единицы физической величины в условиях, когда первичный эталон нельзя использовать, и прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически неосуществима (например, на сверхвысоких частотах). Первичные и специальные эталоны являются исходными для страны, их утверждают в качестве национальных. Государственный — первичный (или специальный) эталон, признанный решением уполномоченного Государственного органа в качестве исходного на территории государства. Государственные эталоны создают, хранят и применяют центральные метрологические научные институты страны. Государственные эталоны единиц физи- ческих величин — национальное достояние и поэтому должны храниться в метрологических институтах в специальных эталонных помещениях, где поддерживается строгий режим влажности, температуры, давления, вибрации и другим параметрам. Для обеспечения единства измерений физических величин в международном масштабе большое значение имеют международные сличения государственных (национальных) эталонов. Такие сличения помогают выявить систематические погрешности воспроизведения единицы физической величины государственными эталонами, уста- новить, насколько государственные эталоны соответствуют международному уровню, и наметить пути совершенствования государственных эталонов. Международный (International standard) — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц величины, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами. Вторичный эталон (Secondary standard) — эталон, значение которого устанавливают по первичному эталону. Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц величин и передачи их размеров и создаются если необходимо организовать поверочные работы, а также обеспечить сохранность и наименьший износ государственного эталона. По назначению вторичные эталоны делят на эталоны- свидетели, эталоны-копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны. Передача размера единицы представляет собой приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном. Передача размера осуществляется при сличении этих единиц. При передаче информации о размере единиц обширному парку средств измерений приходится прибегать к многоступенчатой процедуре. В качестве 20 методов передачи информации о размере единиц используют методы непосредственного сличения (т. е. сличения меры с мерой или показаний двух приборов), а также сличение с помощью компаратора. Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер. Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейка, брусковые метры, рулетки), меры вместимости (измерительные цилиндры, пипетки, мерные колбы Щ пр.). Для более точной поверки используют приборы сравнения — компарирующие устройства. Наиболее часто применяют следующие компараторы: образцовые весы различных разрядов (при поверке гирь), мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления и ЭДС нормальных элементов). Передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется с помощью рабочих эталонов. Рабочий эталон (до недавнего времени в Российской Федерации вместо термина «рабочие эталоны» использовали не регламентируемое понятие «образцовые средства измерений») — мера, измерительный прибор или преобразователь, утвержденные в качестве образцовых и служащие для поверки по ним других средств измерений. Рабочие эталоны предназначены для поверки наиболее точных рабочих средств измерений и их применяют во многих территориальных метрологических центрах. 1.3. Понятие многократного измерения. Алгоритмы обработки многократных измерений. Выявление и исключение грубых погрешностей В процессе измерений всегда возникают различные внешние и внутренние помехи, которые не позволят измерить истинное (идеальное) значение ФВ. В метрологии, отсюда, исходят из двух основных постулатов: 1. Истинное значение определяемой ФВ существует и оно однозначно. 2. Истинное значение измеряемой ФВ отыскать невозможно. Истинное значение ФВ – это такое значение ФВ, которое идеальным образом характеризовало бы в качественном и количественном отношении соответствующую ФВ, т.е. истинное значение ФВ может быть соотнесено с понятием абсолютной истины. На практике говорят о действительном значении ФВ – значении ФВ, полученном экспериментальным путем и настолько близким к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. Точность измерений – это степень приближения результатов измерения ФВ к некоторому действительному значению ФВ. Термин «точность» используется для качественного сравнения измерительных операций. Для количественной оценки точности измерений используется понятие «погрешность измерений». Оценка погрешности измерений – одно из важных мероприятий по обеспечению единства измерений. Погрешность измерений Δx изм – это отклонение результата измерения х от истинного (действительного) х и (х д ) значения измеряемой величины: Δx изм = х - х д В зависимости от формы выражения различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности измерений. Абсолютная погрешность определяется как разность: Δ = х - х д или Δ = х – х и Относительная погрешность определяется как отношение: δ = ± (Δ/х) · 100% или δ = ± (Δ/х д ) · 100% Приведенная погрешность: γ = ± (Δ/х N ) · 100% , где х N – нормированное значение измеряемой величины, например требование по содержанию основного компонента в смеси. 21 В зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения различают систематическую и случайную составляющие погрешности, а также грубые погрешности (промахи). Систематическая составляющая погрешности Δ с остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одного и того же параметра. Случайная составляющая погрешности Δ сл изменяется при повторных измерениях одного и того же параметра случайным образом. Грубые погрешности (промахи) возникают из-за ошибочных действий оператора, неисправности средств измерений или резких изменений условий измерений. Систематическая составляющая погрешности выявляется и устраняется при разработке метода измерений или путем введения соответствующих поправок. Грубые погрешности выявляются в результате обработки результатов измерений с помощью специальных критериев и не учитываются при окончательной обработке результатов. Значение случайной погрешности заранее неизвестно, оно возникает из-за множества неучтенных факторов. Случайные погрешности нельзя исключить полностью, но их влияние может быть уменьшено путем обработки результатов измерений. Для этого должны быть известны вероятностные и статистические характеристики – закон распределения, математическое ожидание, среднее квадратическое отклонение, доверительная вероятность и доверительный интервал. В качестве истинного значения физической величины при многократных измерениях какого-либо параметра принимают среднее арифметическое значение Х ср : Х ср = 1/n ∑ х i где: - n –число измерений; - х i – результат единичного измерения;- i – от 1 до n. Однако, для определения результата измерения одной величины Х ср недостаточно. Как указывалось выше, необходимо также записывать погрешность результата измерения. Для характеристики случайной погрешности результата измерения надо задать два числа – величину самой погрешности (или доверительный интервал) и доверительную вероятность. Интервал от Х ср - Δ сл до Х ср + Δ сл называется доверительным интервалом, а вероятность Р – вероятность того, что среднее арифметическое нескольких измерений Х ср отличается от истинного (действительного) значения измеряемой величины не более, чем на Δ сл называется доверительной вероятностью. 1.4. Понятие метрологического обеспечения. Организационные, научные и методические основы метрологического обеспечения Правовые основы обеспечении единства измерений. Основные положения закона РФ об обеспечении единства измерений. Структура и функции метрологической службы предприятия, организации, учреждения, являющихся юридическими лицами Законодательной основой метрологического обеспечения единства измерений в нашей стране является Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений». Указанный закон устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в РФ, регулирует отношения государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. Единство измерений – это состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. Закон определяет основные направления деятельности по обеспечению единства измерений в нашей стране: 1. Соблюдение требований комплекса нормативных документов, устанавливающих правила, нормы и требования, направленные на достижение и поддержание единства измерений. В этот комплекс входят собственно закон, 22 государственные стандарты системы ГСИ, метрологические правила (ПР), утверждаемые Госстандартом России (с 2004 г. –Ростехрегулирования), рекомендации (МИ) по метрологии, утверждаемые руководством государственных метрологических научных центров. В целом нормативная база ГСИ насчитывает более 2400 документов. В 1999 г. принят основополагающий стандарт ГОСТ Р 8.0-99 «Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные положения». 2. Установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц ФВ. Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины. В нашей стране используются государственные эталоны единиц величин, являющиеся исходными хранителями единиц величин, а также вторичные эталоны. Эталонная база России имеет в своем составе 114 государственных и более 250 вторичных эталонов, 52 гос.эталона хранятся во ВНИИМ им. Менделеева (г.С.- Петербург), в том числе эталоны метра, килограмма, ампера, кельвина, 25 гос.эталонов хранятся во ВНИИФТРИ, г. Москва), в т.ч. эталоны единиц времени и частоты. 3. Научная, организационная и методическая деятельность государственной метрологической службы (государственные метрологические научные центры –ВНИИМ, ВНИИФТРИ, НИИОФИ, ВНИИМС, УНИИМ и др., территориальные органы –центры стандартизации и метрологии). На базе научных центров созданы государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли, государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. 4. Осуществление государственного метрологического контроля и надзора. Государственный метрологический контроль включает в себя: - утверждение типа средств измерений; -поверку средств измерений, в том числе эталонов; -лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению и ремонту средств измерений. 2.2. Стандартизация (краткий теоретический материал по разделу «Стандартизация») 2.1. Исторические основы развития стандартизации и сертификации. Правовые основы стандартизации. Цели и задачи стандартизации, объекты и уровни стандартизации. Ответственность за нарушения требований стандартов Стандартизация как вид деятельности состоит в достижении оптимальной степени упорядоченности в определенной сфере путем установления требований, правил и норм для всеобщего многократного использования. Объектом (предметом) стандартизации называют продукцию, процесс или услугу, для которых разрабатываются те или иные требования, характеристики, параметры, правила и т.п. Стандартизация может касаться либо объекта в целом, либо его отдельных составляющих. Уровень стандартизации различается в зависимости от того, участники какого географического, экономического, политического региона принимают стандарт к исполнению: - международная стандартизация; региональная стандартизация; национальная стандартизация. Национальная стандартизация также может осуществляться на разных уровнях: на государственном, отраслевом, на уровне ассоциаций, предприятий и организаций. Виды стандартов. 23 Первый вид – основополагающие стандарты – устанавливают общие организационные принципы, требования, правила и нормы. Пример таких стандартов – это стандарты Государственной системы стандартизации в РФ (ГСС) – ГОСТ Р 1.0- 92 «Государственная система стандартизации в Российской Федерации. Основные положения). Второй вид – стандарты на продукцию (услуги) – устанавливают требования либо к группам однородной продукции ( стандарты общих технических условий, содержащие общие требования к группам однородной продукции или услугам), либо к конкретному виду продукции (стандарты технических условий, содержащие требования к конкретной продукции, услуге). Третий вид - стандарты на работы (процессы) – устанавливают требования к конкретным видам работ, которые осуществляются на разных стадиях жизненного цикла продукции (разработка, постановка на производство, производство, эксплуатация, утилизация). К таким стандартам относятся стандарты Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), единой системы стандартов технологической подготовки производства (ЕСТПП), стандарты серии 9000 «Управление качеством», стандарты серии 14000 «Управление охраной окружающей среды» и др. Четвертый вид – стандарты на методы контроля (испытаний, измерений, анализа). 2.2. Основные положения государственной системы стандартизации ГСС. Органы и службы по стандартизации. Порядок разработки государственных стандартов. Научная база стандартизации, определение оптимального уровня унификации и стандартизации. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов Органы и службы по стандартизации. Согласно Руководству 2 ИСО/МЭК деятельность по стандартизации осуществляют соответствующие органы и организации. Органом может быть юридическое лицо или административная единица, имеющая конкретные задачи и структуру. В России до недавнего времени (до реорганизации структуры Правительства РВ в 2004 г.) национальным органом по стандартизации являлся Государственный комитет по стандартизации и метрологии (Госстандарт России). В настоящее время преемником Госстандарта стало Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирования), входящее в Министерство промышленности. В структуру Госстандарта входят научные центры по стандартизации (ВНИИстандартизации – ВНИИС, ВНИИ стандартизации и сертификации – ВНИИСиС и др.), а также Технические комитеты по стандартизации в различных сферах (ТК). В субъектах РФ действуют территориальные органы Госстандарта – Центры стандартизации и метрологии (ЦСМ). Порядок разработки стандартов. Требования к разработке, согласованию, принятию, государственной регистрации, изданию, обновлению (изменению, пересмотру) и отмене государственных стандартов изложены в ГОСТ Р 1.2.-92 «ГСС. Порядок разработки и пересмотра государственных стандартов». Разработка государственных стандартов проводится по пяти стадиям: 1 стадия = организация разработки стандарта. 2 стадия = разработка первой редакции проекта стандарта. Рабочая группа готовит проект стандарта и пояснительную записку к нему, в которой приводится: - основание для разработки стандарта; - характеристика объекта стандартизации; - сведения о соответствии проекта стандарта законодательству РФ и о патентной чистоте проекта стандарта; - сведения о рассылке на отзыв первой редакции проекта стандарта, характеристику замечаний и предложений, возможность их учета в окончательной редакции. 24 Первая редакция проекта стандарта рассылается на отзывы в ведущие НИИ по данному объекту стандартизации, на предприятия и в организации, подавшие заявку на рассылку первой редакции. 3 стадия = разработка окончательной редакции проекта стандарта. Рабочая группа обобщает все замечания и предложения по первой редакции проекта стандарта и дорабатывает проект стандарта. При наличии разногласий организует т.н. «согласительное совещание» и снятие разногласий. Технический комитет на своем заседании одобряет окончательную редакцию проекта стандарта и направляет его в Госстандарт. 4 стадия = принятие и введение в действие стандарта. Госстандарт принимает проект стандарта и устанавливает срок его введение в действие с учетом мероприятий, необходимых для внедрения стандарта. 5 стадия = издание стандарта. Госстандарт публикует информацию о принятых стандартах в ежемесячном информационном указателе (ИУС) «Государственные стандарты РФ» и издает стандарт для повсеместного использования. Обозначение стандартов. Обозначение государственного стандарта РФ - состоит из индекса (ГОСТ Р), регистрационного номера и отделенного знаком «-» цифр года утверждения стандарта. Если стандарт входит в какую – либо систему стандартов, то в его регистрационном номере первые цифры с точкой определяют номер системы. Буква Р в индексе говорит о том, что стандарт является государственным стандартом Российской Федерации (национальным стандартом). Отсутствие индекса Р свидетельствует о том, что стандарт является межгосударственным (действует на территории стран СНГ). Наличие в индексе стандарта наименований международных организаций по стандартизации (ИСО – Международная организация по стандартизации, МЭК – Международная электротехническая комиссия, ЕН – Европейская норма и др.), говорит о том, что международный стандарт принят в Российской Федерации в качестве национального стандарта без изменений –«методом обложки». Методы стандартизации Методы стандартизации представляются в виде комплексной и опережающей стандартизации. Комплексная стандартизация (КС)— это стандартизация, при которой осуществляется целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту КС в целом и его основным элементам, так и к материальным и нематериальным факторам, влияющим на объект, в целях обеспечения оптимального решения конкретной проблемы. Следовательно, сущность КС следует понимать как систематизацию, оптимизацию и увязку всех взаимодействующих факторов, обеспечивающих экономически оптимальный уровень качества продукции в требуемые сроки. Комплексная стандартизация позволяет создавать комплексы согласованных между собой нормативно-технических документов по стандартизации, регламентирующих нормы и требования к взаимосвязанным объектам стандартизации. К основным задачам разработки и выполнения программ КС следует отнести следующие: • обеспечение всемерного повышения эффективности общественного производства, технического уровня и качества продукции, усиление режима экономии всех видов производственных ресурсов; • повышение научно-технического уровня стандартов и их организующей роли в ускорении научно-технического прогресса на основе широкого использования результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, лучших отечественных и зарубежных достижений науки и техники; 25 • регламентация взаимосвязанных норм и требований к общетехническим и отраслевым комплексам нематериальных объектов стандартизации (системы документации, системы общетехнических норм, системы норм техники безопасности и т.п.), а также к элементам этих комплексов; • регламентация норм и требований к взаимосвязанным объектам, элементам этих объектов, а также к тем видам сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, тары, упаковки и т.п., и к технологическим процессам изготовления, транспортирования и эксплуатации, показатели которых должны быть регламентированы на определенном уровне, определяемом требованиями, предъявляемыми к самому объекту стандартизации. Комплексная стандартизация позволяет установить наиболее рациональные в техническом отношении параметрические ряды и сортамент промышленной продукции, устранять ее излишнее многообразие, неоправданную разнотипность, создавать техни- ческую базу для организации массового и поточного производства на специализированных предприятиях с применением более совершенной технологии, ускорять внедрение новейшей техники. Основным преимуществом КС является то, что требования к стандартизации каждого объекта подчинены задаче обеспечения технико- экономической эффективности всей группы (системы) объектов в целом. Одним из главных показателей, определяющим степень КС, является интегральный коэффициент охвата изделий стандартизацией Кинт, получаемый перемножением частных коэффициентов, характеризующих уровень стандартизации сырья, полуфаб- рикатов, частей и деталей конструкций, комплектующих изделий, оснащения, методов испытаний, готовой продукции и др.: Кинт = К1 К2 К3 ,..,Кп где К1, К2, К3,...,Кп— частные коэффициенты стандартизации каждого элемента конструкции, компонента, вхо- дящего в изделие. Частный коэффициент К представляет собой отношение количества разработанных нормативно-технических документов на стандартизованные элементы конструкции (Кст) к общему количеству нормативно-технических документов, необходимых для выпуска данной продукции (К06щ). Опережающая стандартизация (ОС) — это стандартизация, заключающаяся в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые, согласно прогнозам, будут оптималь- ными в последующее планируемое время. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и к наиболее важным параметрам и показателям его качества, методам и средствам производства, испытания и контроля и т.д. Объектами ОС являются важнейшие виды продукции и процессы (нормы, характеристики, требования) при стабильной потребности в них и возможности изменения их в течение срока действия стандартов. Нормы и требования должны быть оптималь- ными, при которых заданная цель достигается с минимальными затратами. В зависимости от реальных условий в стандартах устанавливают показатели, нормы, характеристики (механизма, процесса) в виде ступеней качества с дифференцированными сроками введения. ОС необходимо проводить своевременно, чтобы не сдерживать выпуск изделий улучшенного качества. Научно-техническая база ОС включает результаты фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований, открытия и изобретения, принятые к реализации, методы оптимизации параметров объектов стандартизации и прогнозирования потребностей народного хозяйства и населения в данной продукции. ОС проводится на основе целевого подхода одновременно с НИОКР по созданию систем, комплексов и семейств машин, оборудования, механизмов и приборов, решением важнейших экономических и социальных проблем, систематическим изысканием путей повышения технического уровня, качества и конкурентоспособности изделий на международном рынке, с ускорением реализации результатов фундаментальных, прикладных 26 исследований, открытий и изобретений. Процесс опережающей стандартизации является непрерывным, т.е. после ввода в действие опережающего стандарта приступают к разработке нового стандарта, которому предстоит заменить предыдущий. Этот процесс можно разделить на следующие этапы: подготовительная работа, создание опережающего стандарта, внедрение стандарта. Процесс следует рассматривать относительно этапов создания изделия, поля деятельности, направления опережаемости (табл. 1). Таблица 1 Структура процесса создания ОС Этапы создания изделия Поле деятельности Направление опережаемости 1.Проектно- конструкторские работы по созданию опытного образца изделия В пределах предприятия (отрасли) По ассортименту (типам), видам, маркам, типоразме- рам изделий 2. Техническая подготовка производства изделия В пределах одного государства По признакам, свойствам и функциям изделий 3. Производство изделия а) В пределах региональ- ной группы стран б) В мировом масштабе а) По преемственности (взаимоувязке) элементов конструкций старых и но- вых изделий б) По количественному зна- чению показателей при- знаков продукции Одним из главных условий дальнейшего развития опережающей стандартизации является долгосрочное научное прогнозирование. Оно позволяет видеть основные направления дальнейшего совершенствования изделий, намечать конкретные пути улучшения стандартов, правильно планировать эту работу. Опережающие стандарты разрабатываются применительно к конкретной машине, группе машин, типоразмерному ряду. Опережающие стандарты — основа для проектирования новой, более совершенной, передовой техники. Учитывая вышесказанное, можно сформулировать следующие основные требования, которые необходимо предъявлять к опережающей стандартизации: • базирование на перспективных планах экономического и социального развития страны, долгосрочном и короткосрочном научном прогнозировании; • изучение новейших открытий как в стране, так и за рубежом; • широкое использование патентной информации; • детальное, глубокое ознакомление с уровнем проектно-конструкторских работ, результатами доводки аналогов и базовых экспериментальных образцов изделий в лабораториях, на полигонах; • учет замечаний и рекламаций на базовую модель. Планирование опережающей стандартизации неотделимо от планирования научных исследований, опытно- конструкторских и экспериментальных работ и должно проводиться комплексно. При этом в первую очередь стандартом должны быть регламентированы взаимоотношения между предприятиями и организациями, аппаратом министерств и заказчиком продукции. Основные принципы стандартизации.Результаты стандартизации оцениваются теми изменениям, которые она внесла в народное хозяйство. Для того чтобы эти изменения были положительными, т.е. чтобы стандартизация была эффективной, при ее проведении необходимо соблюдение определенных принципов. Основные из них и их краткие характеристики приведены ниже. Целенаправленность и технико-экономическая целесообразность означают, что проведение работ по стандартизации, разработка любого стандарта должны быть обоснованы (потребностями изготовителя, потребителя, ожидаемым технико- 27 экономическим эффектом и др.) и направлены на решение конкретных задач на соответствующих уровнях производства и управления. Научный подход и использование передового опыта устанавливают, что характеристики и требования, включаемые в стандарт, должны соответствовать передовому уровню науки и техники, основываться на результатах научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ. Поэтому разработка всех видов и категорий стандартов должна вестись с учетом и использованием научных достижений в соответствующих областях. Прогрессивность и оптимальность стандарта следует из самой сущности стандартизации, отраженной в ее определении. Новые стандарты на продукцию должны не только отвечать современным запросам, но и учитывать тенденции развития соответствующих отраслей. При разработке стандартов необходимо стремиться получить оптимальное сочетание устанавливаемых показателей, норм и требований к продукции с затратами на их достижение, обеспечить максимальный экономический эффект при минимальных затратах. Необходимость взаимной увязки стандартов вытекает из основных целей и задач стандартизации. Показатели, нормы, характеристики, требования, устанавливаемые в стандартах, должны также соответствовать международным стандартам и учитывать рекомендации международных организаций. Комплексность стандартизации является одним из основных принципов. Практика стандартизации привела к двум направлениям ее развития: от частного к целому; от целого к частному. Первому направлению соответствует развитие стандартизации снизу вверх: от сырья к готовой продукции, от общих конструктивных деталей и элементов к машинам, приборам, аппаратам. Оно характерно для тех изделий общего применения, которые изготавливают на специализированных заводах массового производства (электронные приборы, провода, крепежные и установочные изделия, шестерни и др.).Второе направление характеризует развитие стандартизации сверху вниз, т.е. от стандартизации основных параметров сложных объектов производства (приборов, систем, машин) к стандартизации их элементов (агрегатов, узлов, деталей). Понятно, что гарантией стабильного высокого качества конечного изделия здесь может быть только комплексная стандартизация, проводимая соответствии с приведенным ранее определением. Функциональная взаимозаменяемость стандартных изделий – это свойство независимо изготовляемых деталей занимать свое место в изделии без дополнительной обработки. Функциональная взаимозаменяемость предполагает не только возможность нормальной сборки, но и нормальную работу изделия после установки в нем новой детали или другой составной части взамен вышедшей из строя. Стандарты на продукцию в необходимых случаях должны устанавливать нормы и требования, обеспечивающие функциональную взаимозаменяемость изделий. Принцип предпочтительности используется при проведении унификации, типизации, агрегатирования и разработке стандартов на изделия широкого применения, решение задачи рационального выбора и установления градаций количественных значений параметров изделий (размеров, номиналов, масс и др). Параметрические ряды. Параметрическим рядом называют закономерно построенную в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра машин (или др. изделий) одного функционального назначения аналогичных по кинематике или рабочему процессу. Главный параметр (параметр, который определяет важнейший эксплуатационный показатель машин и не зависит от технических усовершенствований изделия и технологии изготовления) служит базой при определении числовых значений основных параметров (параметры, которые определяют качество машин). 28 Процесс стандартизации параметрических рядов – параметрическая стандартизация – заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью математических методов. При создании, например, размерных рядов одежды и обуви производятся антропометрические измерения большого числа мужчин и женщин разных возрастов, проживающих в различных районах страны. Полученные данные обрабатывают методами математической статистики. Параметрические (типоразмерные и конструктивные) ряды машин иногда строят, исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей ( мощности, производительности, тяговой силы и др. ). В этом случае геометрические характеристики машин (рабочий объем, диаметр цилиндра, диаметр колеса роторных машин и т. д. ) являются производными от эксплуатационных показателей и в пределах ряда машин могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей. При построении параметрических, типоразмерных и конструктивных рядов машин желательно соблюдать подобие рабочего процесса, обеспечивающего равенство параметров тепловой и силовой напряженности машин в целом и их деталей. Такое подобие иногда называют механическим. Оно приводит к геометрическому подобию. Параметрические ряды машин, приборов, тары рекомендуется строить согласно системе предпочтительных чисел – набору последовательных чисел изменяющихся в геометрической прогрессии. Смысл этой системы заключается в выборе лишь тех значений параметров, которые подчиняются строго определенной математической закономерности, а не любых значений, принимаемых в результате расчетов или в порядке волевого решения. Основным стандартом в этой области является ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел». ГОСТ 8032- 84 предусматривает четыре основных ряда предпочтительных чисел: 1-й ряд – R5 – 1.00; 1,60; 1,6; 2,50; 4,00; 6,30; 10,00;... имеет знаменатель прогрессии А= 5 10 = 1,6. 2-й ряд – R10 - 1.00; 1,25; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50;... имеет знаменатель прогрессии А= 10 10 = 1,25. 3-й ряд – R20 - 1.00; 1,12; 1,12; 1,25; 1,40; 1,60;... имеет знаменатель прогрессии А = 20 10 = 1,12. 4-й ряд – R40 - 1.00; 1,06; 1,06. 1,12; 1,18; 1,25;... имеет знаменатель прогрессии А = 40 10 = 1,06. Количество чисел в интервале 1-10: для ряда R5 – 5, R10 – 10, R20 – 20, для ряда R40 – 40. В некоторых технически обоснованных случаях допускается округление предпочтительных чисел. При выборе того или иного ряда учитывают интересы не только потребителей продукции, но и изготовителей. Частота параметрического ряда должна быть оптимальной. Применение системы предпочтительных чисел позволяет не только унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увязать по параметрам продукцию различных видов – детали, изделия, транспортные средства и технологическое оборудование. Стандарты на параметрические ряды должны предусматривать внедрение в промышленность технически более совершенных и производительных машин, др. видов изделий, с тем чтобы они содействовали научно-техническому прогрессу во всех областях народного хозяйства. Эти ряды должны допускать установление параметров для систем машин, внутритиповую и межтиповую унификацию и агрегатирование машин и 29 приборов, а также возможность создания различных модификаций изделий на основе агрегатирования Это способствует росту уровня взаимозаменяемости, повышению серийности, технического уровня и качества выпускаемой продукции, расширению объемов ее производства, улучшению организации инструментального хозяйства на предприятиях ( объединениях ). В результате снижается себестоимость изделий. В масштабе всей промышленности может быть получена весьма весомая экономия. 2.3. Стандартизация в различных сферах деятельности: стандартизация систем управления качеством на основе стандартов серии ИСО 9000; стандартизация услуг; стандартизация и экология (стандарты ИСО серии 14000). Международная организация по стандартизации (ИСО). Стандартизация в свете требований Закона «О техническом регулировании». Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» ( с изменениями от 9 мая 2005 г.) принят Государственной Думой 15 декабря 2002 г. |