Мышелов Е.П. Введение в метрологию, стандартизацию и сертификацию качества

Оглавление

Предисловие

Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация качества являются основными составляющими технического регулирования, которое по терминологии закона "О техническом регулировании в Российской Федерации" является правовым регулированием отношений в области установления, применения и исполнения обязательных и иных требований к продукции, технологиям, работам и услугам.

Целью технического регулирования является ликвидация технических барьеров (т.е. различий в требованиях международных и национальных стандартов) и повышение качества продукции, конкурентоспособности для продвижения товаров и услуг на соответствующий рынок, что является основным условием экономического развития.

Управление качеством и процессами в современном общественном производстве является самой важной комплексной задачей, охватывающей широкий круг научно-технических проблем создания новых машин и технологий, использования инженерно-экономических методов организации производства.

В техническом аспекте проблема управления качеством в процессе проектирования, создания и функционирования изделий становится самостоятельной инженерной задачей, решение которой должно охватывать все стадии формирования качества, принятие верных технических решений и обеспечения соответствия изделия требованиям при его функционировании.

Если под управлением качеством функционирования изделий понимать совокупность объекта управления и управляющего объекта (т.е. собственно систему управления), то качество изделия (объекта управления) будет состоять из суммы отдельных свойств и показателей качества (например, надежность, точность, безопасность, взаимозаменяемость), а к управляющей системе следует отнести управляющие воздействия в виде принятия решений, метрологического обеспечения, стандартизации и контроля.

Таким образом, стандартизация, метрологическое обеспечение и установление соответствия (сертификация) являются важнейшими элементами в управлении качеством, позволяющими количественно оценивать параметры изделия, показатели качества, ограничения, а также критерии сравнения с исходными требованиями.

При инженерном подходе к решению проблемы достижения и поддержания качества необходимо рассматривать функционирование по совокупности показателей качества, т.е. их полноту и детализацию. Полнота показателей качества характеризует уровень охвата управляющих параметров, существенно влияющих на функционирование изделия. Детализация - это доведение отклонений (допусков) показателей качества до допусков на каждый параметр и каждый вид его отклонения (размер, форма, шероховатость и расположение поверхностей). Как правило, эти требования связывают со структурой изделия.

В настоящем учебнике сделана попытка рассмотреть комплекс проблем качества в едином инженерном подходе на базе дисциплин: стандартизации, инструментов менеджмента, основ измерений, метрологического обеспечения технологических процессов и сертификации, которые так или иначе связывают и отождествляют понятие качества с понятием точности, надежности, долговечности, экономичности и безопасности эксплуатации и использования изделий.

На протяжении целого ряда лет настоящий учебник является основным пособием для курсов лекций по дисциплине "Метрология, стандартизация и сертификация", "Введение в специальность" (по стандартизации и сертификации, по управлению качеством, по метрологии и метрологическому обеспечению), читаемых студентам Московского авиационного института.

Быстрое развитие научных и административных инструментов по управлению качеством, появление новых стандартов и технологий создания и сервисного обеспечения изделий и услуг, расширение сфер общественной и предпринимательской деятельности, связанные с этим изменения в требованиях и рекомендациях международных стандартов качества, реформа российской системы стандартизации привели к необходимости второго издания настоящего учебного пособия.

Положительный методический опыт использования учебного пособия в учебном процессе подтвержден работой студентов при курсовом и дипломном проектировании. В 2004 году книга удостоена 1-й премии XXV-летия МАИ.

Все главы учебного пособия переработаны и дополнены с учетом новых подходов к проблемам качества и стандартизации. Исправлены опечатки и неточности. Автор благодарен за помощь в работе профессору Бойцову Б.В., доценту Монаховой В.П., зав. лабораторией Прохоровой И.В., а также рецензентам профессорам Баринову В.В., Шевченко И.В., Иванову В.С., замечания которых сделали книгу лучше.

Преамбула

Место курса "Метрология, стандартизация и сертификация" в инженерной деятельности. Основные понятия и определения.

Значение и роль курса по метрологии, стандартизации и сертификации в инженерной деятельности трудно переоценить. Эта дисциплина играет существенную роль в управлении производственными процессами (в т.ч. процессами разработки и проектирования новой техники) их результативностью и эффективностью, под которой понимается отношение ценности результатов к затратам на их достижение. Она предоставляет, анализирует и рекомендует методики и алгоритмы правильного выбора оптимального технического решения в инженерной и предпринимательской деятельности.

Пользуясь рекомендациями стандартизации и метрологии, как правило, получают не аналитическое решение задачи, а статистически обоснованную возможность оптимального выбора.

Выбор характеризуется риском ошибки и, как и характеристики результатов любого технологического процесса, является вероятностным, зависящим от случайно влияющих факторов.

На рисунке схематически показана модель условного процесса, под которым понимается любая деятельность, в которой используются ресурсы и управление для преобразования входов в выходы, т.е. ресурсы преобразуются в продукцию согласно требованиям.

Продукция, как материально-вещественный результат технологического процесса, предназначенный для использования в определенных целях, представляющей собой отличительные свойства, присущие (т.е. собственные) или присвоенные ей. Присущее свойство продукции является характеристикой ее качества. Примером присвоенного свойства может быть "стоимость", числовое значение которой определяется ценой.

Очевидно, что потребителям необходима продукция, характеристики которой удовлетворяли бы их потребности и ожидания, которые фактически являются требованиями к продукции и, как правило, отражаются в технических условиях и заданиях, стандартах и регламентах.

Для обеспечения стабильности процесса и получения результата с характеристиками постоянно одинакового качества необходимо его материально-документальное оформление, измерение параметров процесса и контроль за его ходом в реальном времени.

Выделяются четыре общие категории продукции:

– технические средства (изделия);

– услуги;

– программные средства;

– перерабатываемые материалы (сырье и полуфабрикаты).

Характеристики продукции могут быть качественными (показатели назначения, безопасности и надежности) или количественными (функциональные или физические параметры, эргономические, временные и органолептические признаки). Важной характеристикой продукции является прослеживаемость истории ее создания, применения и местонахождения.

Соответствие характеристик продукции требованиям есть выполнение этих требований, что устанавливается в процессе сертификации на основе процессов оценивания путем измерений, испытаний или калибровок. Для успешного руководства всей совокупностью процессов, происходящих в организации, обеспечения ее эффективного функционирования необходимо направлять и управлять систематическим и "прозрачным" способом, что может быть достигнуто только в результате создания, внедрения и поддержания в рабочем состоянии системы менеджмента качества (СМК), разработанной для постоянного улучшения деятельности с учетом потребностей всех заинтересованных сторон.

Всякая деятельность, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции, повышение конкурентоспособности (т.е. качества) продукции, работ и услуг и связанная с установлением правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования есть стандартизация.

Ее важнейшими результатами считается степень повышения соответствия продукции и процессов их функциональному назначению, надежность и безопасность, т.е. достижение такого состояния, при котором отсутствует риск причинения вреда или неблагоприятного воздействия на жизнь, здоровье, имущество и окружающую среду.

Стандартизация как деятельность проявляется в процессах разработки, опубликования и применения стандартов, регламентов, технических условий, методических указаний, инструкций и т.п., составляющих нормативную базу требований, носящих обязательный или рекомендательный характер.

Под нормой понимают и узаконенное правило, и установленное количество или качество, что, по сути, является некоторой мерой сравнении характеристик продукции.

Установленные требования, опирающиеся на узаконенные нормы, вместе с функциональными связями характеристических параметров составляют физико-математическую модель, являющуюся объектом измерений. Установление количественного соответствия между свойствами физического объекта с характеристиками его модели с требуемой точностью составляет суть измерительной задачи. В процессе ее решения (т.е. измерения) возникает погрешность неадекватности как разность между расчетным (заданным) значением некоторого отличительного свойства модели и результатом его измерения.

Кроме неадекватности идеальной модели реальному объекту измерений, сами характеристические параметры физического объекта подвержены случайному влиянию различных воздействий и не постоянны во времени.

Неопределенность результата измерения и его погрешность носит вероятностный характер и может быть оценена статистическими методами.

Измерения составляют предмет метрологии, науки об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности.

Метрологическое обеспечение единства и требуемой точности результатов измерений основывается на единых системах мер и эталонов и является одной из основных задач при организации и контроле за производством продукции, ее испытаниями и идентификацией ее качественных характеристик, а также при оценивании эффективности процессов.

В процессе метрологического обеспечения особое внимание уделяется получению информации, отражающей действительное, а не предполагаемое состояние производства, хода технологических процессов, уровень качественных характеристик продукции, степень удовлетворения потребностей, правильность и эффективность административных и технических решений.

Управление качеством продукции, основанное на современных принципах стандартизации, метрологического и информационного обеспечения осуществляется в течение всего жизненного цикла продукции – ее разработки и производства, применения и утилизации, что является необходимым условием высокой конкурентоспособности продукции и технологий.

Понимание логической связи между стандартизацией, сертификацией и метрологией, их роли в качестве основных элементов достижения лучшего качества и совершенствования процессов является ключевым моментом подготовки инженерных кадров способных эффективно решать научно-технические задачи, организовывать производство с использованием высоких технологий в условиях всеобщего управления качеством.

Об авторе

Профессор, заведующий кафедрой "Метрология, стандартизация и сертификация" Московского авиационного института. Член Российской инженерной академии и Академии проблем качества. Лауреат премии Совета Министров СССР. Соавтор и редактор учебников "Метрологическое обеспечение, взаимозаменяемость, стандартизация" (1992) и "Основы стандартизации и сертификации качества" (2001).