Метрологическое обеспечение производства

Метрологическое обеспечение (МО) – важнейший элемент системы управления качеством и технологическими процессами на предприятии. Оно обеспечивает точность, достоверность и сопоставимость измерений, что влияет на качество продукции, безопасность и эффективность производства. В условиях современного рынка требования к качеству продукции постоянно растут, а технологические процессы становятся сложнее, поэтому МО приобретает особую значимость.

Что такое метрологическое обеспечение производства?  

Это установление и применение научно-организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и точности измерений.

Внедрение системы МО позволяет предприятиям соответствовать национальным и международным стандартам и повышать конкурентоспособность путем улучшения надежности и точности производственных операций. В статье рассмотрены цели, задачи, объекты и этапы организации МО производства, а также их роль в эффективности работы предприятия.

Задачи метрологического обеспечения

Ключевая задача МО производства - поддержание единства измерений, необходимых для безопасного труда, поддержания качества выпускаемой продукции, эффективного управления предприятием.

У МО производства есть и другие задачи:

• обеспечение единства выполняемых измерений в ходе разработки, изготовления, испытания продукции;
• организация метрологического обслуживания средств, используемых для выполнения измерений;
• надзор за измерительным, контрольным и испытательным оборудованием при эксплуатации;
• анализ и разработка рациональной номенклатуры параметров измерения и норм точности выполняемых измерений в ходе контроля характеристик оборудования, параметров технологических процессов, показателей качества продукции;
• организация метрологического обслуживания испытательного оборудования (аттестация, учет, ремонт);
• метрологическая экспертиза технологической и конструкторской документации;
• разработка методик выполнения измерений и их внедрение в производственный процесс;
• метрологическое обслуживание измерительных систем и каналов (поверка, учет, наладка, калибровка, аттестация);
• внедрение современных измерительных средств, методов, систем, а также автоматизированного контрольно-измерительного оборудования;
• ведение достоверного учета расхода ресурсов (сырьевых, материальных, топливно-энергетических);
• оценка эффективности расходов на метрологическое обеспечение;
• внедрение регламентов по вопросам МО;
• оценка последствий неточных измерений.

Персонал – ключевой фактор работы предприятия. Поэтому важной задачей МО является повышение квалификации сотрудников.

В АНО «СНТА» разработаны программы повышения квалификации и профессиональной переподготовки в области метрологии. Обучение проходит дистанционно. По завершении обучения слушателям выдают дипломы или свидетельства установленного образца. 

Цели метрологического обеспечения

МО играет ключевую роль в обеспечении качества продукции, эффективности технологических процессов и экономической целесообразности производства. Его цель – создание условий для точных и достоверных измерений на всех этапах производственного цикла, от входного контроля сырья и материалов и заканчивая финальной проверкой готовой продукции.

У МО есть и другие цели. Это:

• Выпуск продукции, соответствующей требованиям конструкторской, технологической и нормативной документации. МО помогает предупредить производственный брак, получить информацию о качестве готовой продукции и состоянии технологических процессов.
• Повышение точности и достоверности измерений. Этого достигают с помощью внедрения современных методов калибровки, поверки и контроля измерительных инструментов для минимизации погрешностей и ошибок.
• Обеспечение соответствия продукции стандартам и техническим условиям. Своевременное выявление отклонений от нормативных требований позволяет предотвращать выпуск бракованной продукции.
• Повышение эффективности технологических процессов. Использование точных данных для анализа, оптимизации и автоматизации производственных операций способствует снижению затрат времени и ресурсов.
• Снижение издержек. Грамотное МО помогает уменьшить расходы на брак и утилизацию бракованной продукции, а также повысить эффективность использования сырья, энергии и материалов.
• Предотвращение аварийных ситуаций и простоев оборудования. Регулярная поверка и калибровка измерительных приборов позволяют своевременно выявлять неисправности.
• Формирование системы постоянного улучшения качества. Внедрение МО способствует развитию культуры качества на предприятии и повышению его конкурентоспособности.

Таким образом, система МО производства нацелена на выпуск качественной продукции, повышение эффективности производства и снижение затрат.

Объекты метрологического обеспечения

Системы МО производства воздействуют на несколько объектов. Это:

• Стадии жизненного цикла изделия. На этапе разработки продукции осуществляется выбор контролируемых параметров, определение норм точности, допусков, средств измерения, методов контроля и испытаний. Важный аспект – проведение метрологической экспертизы документации для обеспечения соответствия проектных решений требованиям точности и надежности.
• Технологические процессы. Для каждого из них подбираются датчики и измерительные средства, обеспечивающие необходимую точность измерений. Это позволяет контролировать процесс в реальном времени и выявлять отклонения от нормы.
• Испытательное оборудование. Организация МО включает его учет и аттестацию, а также ремонт и калибровку. Это обеспечивает достоверность результатов испытаний и проверок.
• Средства допускового контроля. МО включает их учет, аттестацию, поверку, калибровку и наладку. Это гарантирует точное контроля качества продукции на всех этапах производства.

Таким образом, объекты МО охватывают ключевые процессы и средства, связанные с измерениями на производстве. Правильное управление этими объектами повышает точность измерений и эффективность работы предприятия.

Этапы метрологического обеспечения предприятия

Система МО реализуется в пять этапов. Это:

1. Планирование МО на предприятии.
2. Разработка и внедрение методик измерений.
3. Организация поверки и калибровки СИ.
4. Документирование результатов.
5. Внутренний и внешний аудит метрологических процессов.

Ниже представлено подробное описание этапов МО предприятия.

Планирование МО на предприятии

Оно осуществляется путем разработки, согласования и утверждения программы метрологического обеспечения (ПМО).  Ниже перечислены аспекты планирования:

• Определение требований к измерениям, испытаниям, контролю. Это необходимо для достижения желаемого уровня производительности и качества продукции или услуг. На этом этапе определяют состав жизненного цикла продукции, критерии и методологию оценки уровня метрологического обеспечения, а также требования для каждого этапа.
• Учет потребностей предприятия. При планировании работ по МО производства необходимо проанализировать отдельные этапы жизненного цикла продукции, специализацию предприятия и масштабы производства.
• Выбор направлений. Это могут быть разработка новых и пересмотр действующих документов по МО, работы организационно-технического характера (приобретение лабораторного оборудования, реконструкция производственных помещений и др.), повышение квалификации персонала и т.д.
• Выбор сроков планирования. В зависимости от них планирование МО бывает перспективным (на годы вперед), текущим (на год с разбивкой на квартальные планы) или оперативным (по срокам - до 1 месяца).

Основой для планирования МО на предприятии могут быть организационный документ, определяющий порядок ведения работ; политика и цели в области качества; метрологические требования; договоры на изготовление продукции и т.д.

Разработка и внедрение методик измерений

Разработку методик измерений проводят на основе исходных данных, приведенных в техническом задании, технических условиях и других документах. Ниже описаны этапы внедрения методик измерений:

1. Формулировка задачи и описание измеряемой величины, предварительный отбор методов решения задачи.
2. Выбор метода и средств измерений (в том числе стандартных образцов), вспомогательных устройств, материалов и реактивов.
3. Установление последовательности и содержания операций по подготовке и выполнению измерений, включая требования по безопасности труда и экологической безопасности, требования к квалификации персонала и т.д.
4. Организация и проведение оценки показателей точности разработанной методики измерений, опробование методик измерений, анализ соответствия показателей точности исходным требованиям.
5. Обработка промежуточных результатов измерений и вычисление окончательных результатов.
6. Разработка процедур и нормативов контроля точности результатов измерений.
7. Подготовка проекта документа на методику измерений.
8. Аттестация методик измерений.
9. Утверждение и регистрация методики измерений, оформление свидетельства об аттестации.
10. Передача сведений об аттестованных методиках измерений в Федеральный фонд по обеспечению единства измерений.

Организация поверки и калибровки СИ

Организация поверки средств измерений проходит в пять этапов:

1. Составление план-графиков. Подразделения составляют их на основании планов работ на очередной календарный год.
2. Представление СИ на поверку. СИ должны предъявлять на поверку согласно утвержденным план-графикам. Поверка проводится в аккредитованных организациях на основании договоров.
3. Проведение поверки. Это внешний осмотр, опробование, оценка метрологических характеристик, испытания и сравнение с эталоном.
4. Внесение результатов поверки. Их фиксируют в сводном план-графике и вносят в базу данных СИ.
5. Предоставление сведений заинтересованным лицам. Результаты поверки передают ответственному за метрологическое обеспечение на предприятии или другим уполномоченным лицам.

В случае удовлетворительного результата поверки выдают свидетельство, а на СИ ставят клеймо. На оборудование (если возможно) крепят этикетку с указанием даты проведения поверки и срока следующей поверки. В паспорте оборудования делают отметку о результатах поверки.

Калибровка – это добровольная процедура, которая проводится по инициативе владельца СИ. Цель калибровки – определить значения метрологических характеристик СИ.

Калибровка средств измерений проходит в четыре этапа:

1. Подготовка к процедуре.
2. Сравнение показаний калибруемого СИ с эталоном.
3. Обработка результатов.
4. Оформление результатов.

Результаты калибровки оформляют в виде сертификата и протокола. В сертификате указывают в уникальный номер, данные об организации, проводившей калибровку, полную идентификацию калибруемого СИ, информацию о методике калибровки и используемых эталонах, условия проведения процедуры, результаты измерений, заключение о соответствии установленным требованиям. Протокол калибровки составляют в произвольной форме.

Документирование результатов

Документирование результатов МО включает в себя регистрацию данных, которые позволяют продемонстрировать единство измерений и воспроизводимость результатов. Некоторые из этих данных перечислены ниже:

• полное описание внедренных измерительных процессов с описанием всех используемых элементов (например, операторы, измерительное оборудование или эталоны, стандартные образцы и т. п.) и рабочих условий;
• выходные данные управления процессами измерений с указанием информации о неопределенности измерений;
• действия, предпринятые на основе данных управления процессами измерений;
• данные, на основе которых было выполнено каждое действие управления процессом измерений;
• способ идентификации документов, связанных с проверкой и поверкой (калибровкой) измерительного оборудования;
• указание ответственных лиц за предоставление информации для записей;
• описание квалификации персонала.

Внутренний и внешний аудит метрологических процессов

Аудит – это комплекс работ, направленных на оценку состояния метрологического обеспечения предприятия, технического состояния средств измерений, их соответствия метрологическим требованиям. Цель аудита – разработка решений, направленных на повышение уровня МО.

В ходе аудита МО проводят следующие виды работ:

1. Анализ документации. В ходе аудита проверяют документацию, содержащую требования к измерениям, документы СМК и эксплуатационную документацию СИ.
2. Оценка метрологического обеспечения средств измерений. Включает идентификацию и каталогизацию СИ, проверку своевременности проведения поверки (калибровки) и соблюдения интервалов между поверками, анализ соответствия применяемой процедуры определения метрологических характеристик средства измерений требованиям и другие работы.
3. Оценка технического состояния средств измерений. В ходе аудита выявляют СИ с повреждениями, отсутствием пломб, в неполной комплектации и т.д.
4. Анализ метрологической прослеживаемости. Это подтверждение наличия документированной цепи поверок – от государственных эталонов до рабочих средств измерений, оценка соответствия эталонов и стандартных образцов установленным требованиям.
5. Кадровый аудит. Это проверка квалификации персонала и оценка его практических навыков.

Аудит проводит метрологическая служба организации или приглашенные эксперты. Аудиторы не должны проверять работы, за которые они отвечают. 

Проблемы и риски при отсутствии МО

При отсутствии МО на предприятии возникают следующие проблемы и риски:

• Недостоверность результатов. Получение недостоверной информации приводит к неверным производственным решениям и снижению качества продукции. 
• Нарушения требований стандартов и контрактов. По статистике, 60% нарушений стандартов и ТУ, выпуск изделий низкого качества происходит из-за невыполнения метрологических правил и норм. 
• Потери в производстве и снижение качества продукции. Отсутствие МО может повлечь экономические потери из-за использования устаревшего оборудования и принятия ошибочных решений. 
• Санкции от органов контроля. Нарушение законодательства об обеспечении единства измерений влечет административную ответственность. Санкции прописаны в статье 19.19 КоАП РФ и других НПА. 

Таким образом, отсутствие МО может обернуться для предприятия серьезными проблемами. 

Список источников

• Правиков Ю. М., Муслина Г. Р. Метрологическое обеспечение производства //Москва: Издательство «КНОРУС. – 2009.
• Грановская Н. В., Горн В. И. Метрологическое обеспечение производства //Исследования молодых ученых. – 2020. – С. 14-15.
• Правиков Ю. М., Муслина Г. Р. Метрологическое обеспечение производства. – 2011.
• Сергеев А. Г. Метрология и метрологическое обеспечение. – 2008.