Метрологическая экспертиза нормативно-технической документации

Вся документация на ТС, начиная от проекта ТЗ на ее разработку и кончая актом ее списания из эксплуатации, подвергается метрологической экспертизе (метрологическому контролю). Метрологическая экспертиза нормативно-технической документации (МЭ НТД) — это анализ и оценка технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности измерений и обеспечению методами и СИ процессов разработки, изготовления, эксплуатации и ремонта изделий. Цель МЭ НТД заключается в проверке соответствия метрологических положений НТД требованиям стандартов ГСИ и других нормативных документов.

Основные задачи МЭ НТД и способы их выполнения приведены в табл. 6.10.

Задачи МЭ НТД и способы их выполнения

Таблица 6.10

Порядок и организация проведения экспертизы конструкторскотехнологической документации подробно изложены в РМГ 63—2003, МИ 2267−2000 и МИ 2177−91.

Основная цель МЭ НТД в эксплуатации — анализ рациональности номенклатуры измеряемых параметров, правильности выбора СИ, а также оценка влияния погрешностей измерений на технико-экономические показатели эксплуатации ТС.

Перед МЭ осуществляют так называемую метрологическую проработку, задачами которой являются поиск технических решений по выбору параметров, норм точности, методов и СИ. Таким образом, МЭ в известной мере осуществляет контроль над метрологической проработкой, которую производит разработчик НТД (конструктор, технолог).

Наличие стандартов на МВИ или выбор СИ сводят функции МЭ к установлению соответствия НТД требованиям этих стандартов. Например, при организации линейных измерений достаточно лишь убедиться, что выбранный метод определения допусков и погрешностей измерения соответствует ГОСТ 8.051—81, а контролепригодность должна удовлетворять требованиям ГОСТ 18 831–73.

Выбор СИ заключается в определении погрешности и диапазона его шкалы в зависимости от величины измеряемого параметра и его допускаемого отклонения, а также определении модификации СИ. При измерении одним и тем же СИ нескольких параметров поверка осуществляется для каждого случая. Погрешность измерительной системы, состоящей из нескольких измерительных элементов с нормированной погрешностью, рассчитывается согласно требованиям государственного стандарта.

Если условия эксплуатации СИ значительно отличаются от нормальных и это отличие специально оговаривается разработчиком, то на основе паспортных данных СИ рассчитывается его погрешность в реальных условиях эксплуатации и определяется правомерность выбора средства измерения. Далее по справочнику [8] или описаниям проверяется обоснованность выбора разработчиком модификации СИ или НСИ.

В первую очередь проверяется правильность записи метрологических характеристик СИ в документации (указание типа, предела измерения, класса точности, государственного стандарта, а также технического условия), т. е. контролепригодность, возможность контроля параметров изделия стандартными СИ или аттестованными НСИ. В том случае, если параметр неконтролепригоден, следует изменить величину параметра или его допуск, базу или форму детали, не нарушив функционирования изделия, а также создать условия для применения стандартного СИ.

Существенно и то, что МЭ конструкторской и технологической документации должна производиться до метрологического нормо-контроля. Это дает возможным «отсеять» неперспективные разработки на ранней стадии проектирования, более качественно провести последующую МЭ технологических карт и маршрутов, назначить оптимальные требования к СИ и МВИ.

Функции МЭ НТД заключаются в анализе и оценке принятых решений и при отсутствии конкретных метрологических рекомендаций на основании действующих стандартов и общих нормативов (например, полноты предъявляемых требований к точности и достоверности и номенклатуре СИ, МВИ, диапазону измерений и т. д.).

МЭ НТД должна не только оценить перспективность требований к МХ СИ, но и установить соответствие их уровню производства, место СИ в поверочной схеме при эксплуатации, контролепригодность ТС, организацию и порядок госинспекций, требования к вопросам охраны труда.

При МЭ эксплуатационных документов (ЭД) выполняют следующие работы:

• 1) оценивают обоснованность номенклатуры параметров, измеряемых в процессе эксплуатации (включая параметры, измеряемые при настройке и регулировании ТС, проверках технического состояния, ТО и ТР в процессе эксплуатации). Число этих параметров должно быть минимальным, но достаточным для обеспечения заданных технических характеристик, своевременного выявления и устранения неисправностей. Обоснование номенклатуры параметров, измеряемых при эксплуатации, необходимо реализовать на стадии технического (эскизного) проекта. При отсутствии такого обоснования эксперт должен предложить выполнить его на последующей стадии разработки, а в ряде случаев — проанализировать номенклатуру измеряемых в процессе эксплуатации параметров непосредственно при МЭ;
• 2) проверяют соответствие контролируемых параметров требованиям технических условий и ТЗ. Технические данные, зафиксированные в ЭД, должны быть не хуже требуемых, но ТЗ, но и не лучше гарантируемых по техническим условиям. Формы выражения технических данных не должны допускать возможности различного толкования соответствующих свойств ТС. При необходимости должны быть приведены пояснения, исключающие такую возможность;
• 3) проверяют наличие норм точности измерений, требований к достоверности контроля или других требований, исходя из которых может быть выполнен анализ правильности выбора СИ и параметров, измеряемых в процессе эксплуатации. При отсутствии НТД, регламентирующей такие нормы и требования, они должны быть установлены в ТЗ на разработку изделия или обоснованы в техническом (эскизном) проекте. При отсутствии требований, являющихся исходными для проверки правильности выбора СИ, эксперт должен вместо положительного заключения предложить разработчику обосновать эти требования;
• 4) оценивают контролепригодность конструкции ТС и ее составных частей в процессе эксплуатации. Контролепригодность конструкции достигается: возможностью доступа к встроенным СИ для их поверки без демонтажа, а также к элементам настройки и регулировки СИ и средств контроля; достаточным количеством контрольных гнезд и разъемов, нанесением у контрольных гнезд надписей и других обозначений, упрощающих процесс контроля (для обозначения единиц физических величин и надписей, помещаемых на изделиях, используют только международные), унификацией конструкции контрольных гнезд и разъемов; унификацией видов и уровней стимулирующих и контролируемых сигналов; наличием в составе изделия соединительных элементов, кабелей и других элементов, необходимых для контроля; достаточной защитой от влияния на точность измерений внешних и внутренних помех; исключением других факторов, вызывающих неприемлемо большие составляющие погрешности измерений, определяемые конструкцией;
• 5) при натичии в составе изделия СИ проверяют:
  • • полноту перечня СИ в разделе «Контрольно-измерительные приборы». В разделе должны быть указаны все встроенные СИ, а также входящие в его комплект специальные СИ, необходимые для настройки и регулирования изделия, проверок состояния его ТО, выявления и устранения неисправностей;
  • • полноту и правильность выражения приведенных технических характеристик СИ;
  • • соответствие условий применения СИ (по документации на них) условиям эксплуатации изделия;
  • • соответствие СИ номенклатуре средств измерений, разрешенных к применению;
  • • факт метрологической аттестации специальных СИ в установленном порядке;
• 6) рассматривают полноту и определенность требований к средствам, условиям и процедуре измерений параметров в процессе эксплуатации. Данные проверки осуществляются аналогично тому, как это производилось при контроле технических условий. К особенностям методик контроля относятся: в ЭД включены рабочие (непосредственно применяемые) методики; в ЭД, как правило, недопустимы ссылки на документы, не входящие в комплект изделия; ЭД должны предусматривать использование только таких средств для контроля изделия в процессе эксплуатации, которыми оснащены или могут быть оснащены органы, осуществляющие такой контроль; МВИ, результаты которых фиксируются в формуляре или паспорте, должны содержать показатели точности измерений;
• 7) оценивают правильность выбора СИ и параметров, контролируемых в процессе эксплуатации (в том числе с помощью встроенных СИ). Если заданы нормы точности измерений, оценивают погрешность измерений и сравнивают ее с допускаемой. При недостаточной точности измерений предлагают тот или иной путь ее повышения. Если заданы требования к достоверности контроля, то оценивают погрешность измерений и, задавшись распределением контролируемого параметра, рассчитывают показатели достоверности контроля. В случае недостаточной достоверности наряду с путями повышения точности измерений рассматривают целесообразность сужения границ контрольного поля допуска;
• 8) рассматривают выполнение требований к производительности контрольно-измерительных операций (при наличии таких требований к контролю параметров в условиях эксплуатации);
• 9) проверяют достаточность указаний по обеспечению безопасности при выполнении измерений параметров в процессе эксплуатации;
• 10) проводят анализ разработанной системы поверки СИ, входящих в состав изделия, в частности:

• • проверяют наличие инструкций, но поверке на все СИ, входящие в состав изделия (или соответствующих разделов в ИЭ);
• • проверяют соответствие инструкций по поверке требованиям. В общем случае инструкция по поверке должна содержать разделы, регламентирующие: перечень СИ, определяемых при поверке, средства поверки, условия поверки, подготовку и проведение поверки, обработку результатов наблюдений при поверке, оформление результатов поверки;
• • выявляют наличие и анализируют обоснованность указаний о периодичности поверки;
• • оценивают правильность выбора методов и средств поверки, обеспечивающих заданные критерии качества поверки;
• • рассматривают возможность сокращения объема поверки (за счет поверки широкодиапазонных, многопредельных, комбинированных СИ только на тех диапазонах, пределах и по тем характеристикам, которые используются практически; за счет отнесения СИ, имеющих нормированные МХ, к индикаторам, не требующим поверки, если они используются, и др.);
• 11) при наличии ПС или ФО в комплекте эксплуатационных документов проверяют, предусмотрено ли в них определение показателя точности измерений в тех разделах, в которых фиксируются результаты измерений (при указании фактических значений параметров изделия, полученных при приемо-сдаточных его испытаниях или при периодическом контроле в процессе эксплуатации);
• 12) проверяют правильность метрологической терминологии, наименований и обозначений физических величин и их единиц.

Ниже приводится перечень типовых ошибок, встречающихся на практике при МЭ НТД:

• • осуществляется неправильный выбор метода измерения, схемы включения или установки СИ;
• • осуществляется неправильный выбор МХ (предел измерения, класс точности, быстродействие и др.);
• • не проводится оценка МХ измерительной системы, состоящей из нескольких элементов с нормированными МХ (в простейшем случае первичный преобразователь — измерительный прибор);
• • осуществляется неправильный выбор типа или конструктивной модели СИ, иногда снятых с производства;
• • не учитывается влияние на МХ СИ условий эксплуатации (температуры, вибрации, влажности и т. п.);
• • выбранный тип СИ не соответствует объекту контроля (по массе, габаритам, конструктивной модификации);
• • не обосновывается экономически выбор типа СИ;
• • используется неправильное и неполное обозначение наименования и характеристик СИ и т. д.

Распространены также ошибки, характеризующие:

• • неконтролепригодность параметров ТС;
• • неправильное назначение СИ или отсутствие допуска на контролируемый параметр;

• • неправильный выбор базы и простановку размеров;
• • недоступность к точкам контроля;
• • выбор размеров не из ряда предпочтительных чисел;
• • неправильный выбор методики контроля (последовательности операций при измерении);
• • несоответствие производительности СИ производительности технологического оборудования;
• • несоответствие методики контроля требованиям техники безопасности при измерении;
• • отсутствие объективных критериев контроля внешнего вида;
• • отождествление погрешности измерения, погрешности СИ и цены деления (разряда) СИ;
• • задание только одного интервала суммарной погрешности измерений без указания соответствующей доверительной вероятности (вообще отступление от МИ 1317—2004);
• • избыточное (или недостаточное) количество контролируемых параметров;
• • отклонение от требований ГОСТ 8.417—2002 по использованию единиц физических величин (например, мощность двигателей внутреннего сгорания выражается в лошадиных силах вместо киловатт) и т. п.

МЭ малоэффективна, если она становится только ревизией документации без внесения конструктивных предложений, но устранению выявленных недостатков.

Широкое использование в отдельных отраслях импортного оборудования выдвигает требование организации МЭ заявок на импортные СИ. Здесь МЭ позволяет оцепить не только качество, но и соответствие импортных СИ, подлежащих закупке, современному техническому уровню, степень обеспеченности их методами и средствами поверки, ремонтопригодность в эксплуатации.

Существенную помощь в этом может оказать банк данных о зарубежных СИ, банк сравнительных МХ импортных и отечественных СИ. Эти данные должны быть заложены в память ЭВМ и извлекаться с целью оперативной МЭ, например, па соответствующих международных выставках. Прямой экономический эффект от достоверности такой МЭ заключается в сокращении валютных расходов.