Развитие и история метрологии

Технические системы и устройства с измерительными функциями -- технические системы и устройства, которые наряду с основными выполняют и измерительные функции. Они имеют один или несколько измерительных каналов.

Примерами таких систем являются игровые автоматы, диагностическое оборудование [6].

По метрологическому назначению все СИ подразделяются на два вида: рабочие СИ и эталоны.

Рабочие СИ (РСИ) предназначены для проведения технических измерений. По условиям применения они могут быть: 1) лабораторными, используемыми при научных исследованиях, проектировании технических устройств, медицинских измерениях; 2) производственными, используемыми для контроля характеристик технологических процессов, контроля качества готовой продукции, контроля отпуска товаров; 3) полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации таких технических устройств как самолеты, автомобили, речные и морские суда и др.

К каждому виду РСИ предъявляются специфические требования:

к лабораторным -- повышенная точность и чувствительность;

к производственным -- повышенная стойкость к ударно-вибрационным нагрузкам, высоким и низким температурам;

к полевым -- повышенная стабильность в углов резкого перепада температур, высокой влажности.

Эталоны являются высокоточными СИ, а поэтому пользуются для проведения метрологических измерений в качестве средств передачи информации о размере единицы Размер единицы передается «сверху вниз», от более точных СИ к менее точным «по цепочке»: первичный эталон -вторичный эталон -- рабочий эталон 0-го разряда - рабочий эталон 1-го разряда... -- рабочее средство измерений.

Передача размера осуществляется в процессе поверки СИ. Целью поверки является установление пригодности СИ к применению.

Соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона к РСИ, устанавливается в поверочных схемах СИ .

Эталонная база в дальнейшем будет развиваться в количественном и главным образом в качественном отношении. Перспективно создание многофункциональных эталонов, т.е. эталонов, воспроизводящих на единой конструктивной и метрологической основе не одну, а несколько единиц физических величин или одну единицу, но в широком диапазоне измерений. Так, метрологические институты страны создают единый эталон времени, частоты и длины, который позволит, кстати, уменьшить погрешность воспроизведения единицы длины до 1 * 10^-11

Если технический уровень первичных эталонов в России благодаря успехам науки и энтузиазму ученых можно оценить как вполне удовлетворительный, то состояние парка СИ, находящихся в практическом обращении, прежде всего рабочих эталонов и РСИ, внушает тревогу. Если в 1980-х гг. к обновления отечественной измерительной техники, как правило, составлял пять-шесть лет (для сравнения: в США и Японии -- не более трех лет), то наблюдаемый сейчас регресс в области отечественного приборостроения еще больше увеличил сроки обновления рабочих эталонов и РСИ, что ведет значительному старению измерительной техники [3-7].

Другой проблемой отечественных производителей СИ является высокая стоимость их разработок в сравнении с зарубежными фирмами. Для преодоления традиционного отстаивания необходимо также в отечественных приборах предусматривать: высокую степень автоматизации на базе микропроцессорной технологии, быстродействие, высокую надежность, пониженные массу, габариты и энергопотребление, высокий уровень эстетики и эргономики.

Многообразие СИ обусловливает необходимость применения специальных мер по обеспечению единства измерений. [3,5].

1.3 Понятия видов и методов измерений. Классификация и общая характеристика средств измерений. Метрологические свойства и характеристики, основы теории и методики измерений

Метрологические свойства СИ -- это свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками [3].

Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативным документом, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

Все метрологические свойства СИ можно разделить на две группы:

1) свойства, определяющие область применения СИ;

2) свойства, определяющие точность (правильность и прецизионность) результатов измерения.

К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относятся диапазон измерений и порог чувствительности.

Диапазон измерений -- область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно нижним или верхним пределом измерений [3].

Порог чувствительности -- наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала. Например, если порог чувствительности весов равен 10 мг, то это означает, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг [3].

К метрологическим свойствам второй группы относя два главных свойства точности: правильность и прецезионность результатов.

К метрологическим характеристикам, определяю точность относятся погрешности СИ.

Погрешность средства измерений - это разность между показаниями СИ и действительным значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4-го), для эталона 4-го разряда, в свою очередь, -- значение величины, полученное с помощью рабочего эталона 3-го разряда. Таким образом, за базу для сравнения принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке:

?Х_п = Х_п - Х₀ (3)

где ?Х_п -- погрешность поверяемого СИ; Х_п -- значение той же самой величины, найденное с помощью поверяемого СИ; Х₀ -- значение СИ, принятое за базу для сравнения, т.е. действительное значение.

Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

по способу выражения -- абсолютные, относительные;

по характеру проявления -- систематические, случайные;

по отношению к условиям применения -- основные, дополнительные.

Наибольшее распространение получили метрологические свойства, связанные с первой группировкой -- с абсолютными и относительными погрешностями. Определяемая по формуле (3) ?Х_п является абсолютной погрешностью. Однако в большей степени точность СИ характеризует относительная погрешность (д), т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины, измеряемой или воспроизводимой данным СИ:

д =100*?Х_п/Х_о

Точность может быть выражена обратной величиной относительной погрешности -- 1/ д. Если погрешность д = 0,1%, или 0,001=10^-3, то точность равна 10³.

В стандартах нормируют характеристики, связанные с другими погрешностями.

Систематическая погрешность -- составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной (или же закономерно изменяющейся) при повторных измерениях одной и той же величины. Ее примером может быть погрешность градуировки, в частности погрешность показаний прибора с круговой шкалой и стрелкой, если ось последней смещена на некоторую величину относительно центра шкалы. Если эта погрешность известна, то ее исключают из результатов разными способами, в частности введением поправок. При химическом анализе систематическая погрешность проявляется в случаях, когда метод измерений не позволяет полностью выделить элемент или когда наличие одного элемента мешает определению другого [3-7].

При нормировании систематической составляющей погрешности СИ устанавливают пределы допускаемой систематической погрешности СИ конкретного типа -- D.

Величина систематической погрешности определяет такое метрологическое свойство, как правильность измерений СИ, -- это первая составляющая точности.

Случайная погрешность -- составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера величины с одинаковой тщательностью. В появлении этого вида погрешности не наблюдается и какой-либо закономерности. Они неизбежны и неустранимы, всегда присутствуют в результатах измерения. При многократном и достаточно точном измерении они порождают рассеяние результатов.

Характеристиками рассеяния являются средняя арифметическая погрешность, средняя квадратическая погрешность, размах результатов измерений. Поскольку рассеяние носит вероятностный характер, то при указании на значения случайной погрешности задают вероятность.

Величина случайной погрешности определяет вторую составляющую точности - прецизионность.

Оценка погрешности измерений СИ, используемых для определения показателей качества товаров, определяется спецификой применения последних. Например, погрешность измерения цветового тона керамических плиток для внутренней отделки жилища должна быть по крайней мере на порядок ниже, чем погрешность измерения аналогичного показателя серийно выпускаемых картин, сделанных цветной фотопечатью. Дело в том, что разнотонность двух наклеенных рядом на стену кафельных плиток будет бросаться в глаза, тогда как разнотонность отдельных экземпляров одной картины заметно не проявится, так как они используются разрозненно.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ определяется назначением, условиями эксплуатации многими другими факторами. У СИ, применяемых высокоточных измерений, нормируется до десятка и болee метрологических характеристик в стандартах технических требований (технических условий) и ТУ. Нормы на ровные метрологические характеристики приводятся в эксплуатационной документации на СИ. Учет всех нормируемых характеристик необходим при измерениях высокой точности и в метрологической практике. В повседневной производственной практике широко пользуются обобщенной характеристикой -- классом точности [7].

Класс точности СИ -- обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых (основной и дополнительной) погрешностей, а также другими характеристиками влияющими на точность. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в НД. При этом для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в совокупности отражающим уровень точности СИ данного класса.

Класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса.

Основы теории и методики измерений

Основной постулат метрологии. Выше, при рассмотрении количественной характеристики измеряемых величин, упомянуто уравнение измерения, в котором отражена процедура сравнения неизвестного размера Q с известным [Q]:Q/[Q] = X. В качестве единицы измерения [Q] при измерении величин выступает соответствующая единица Международной системы единиц. Информация о ней заложена либо в градуированной характеристике СИ, либо в разметке шкалы отсчетного устройства, либо в значении вещественной меры. Указанное уравнение является математической моделью измерения по шкале отношений [3].

Теоретически отношение двух размеров должно быть вполне определенным, неслучайным числом. Но практически меры сравниваются в условиях множества случайных и неслучайных обстоятельств, точный учет которых невозможен. Поэтому при многократном измерении одной и той же величины постоянного размера результат, называемый отсчетом по шкале отношений, получается все время разным. Это положение, установленное практикой, формулируется в виде аксиомы, являющейся основным постулатом метрологии: отсчет является случайным числом [5].

Факторы, влияющие на результат измерения (влияющие факторы). При подготовке и проведении высокоточных измерений в метрологической практике учитывают влияние объекта измерения, субъекта (эксперта или экспериментатора), метода измерения, средства измерения, условий измерения [6].

Объект измерения должен быть всесторонне изучен. Так, при измерении плотности вещества должно быть гарантировано отсутствие инородных включений, при измерении диметра вала нужно быть уверенным в том, что он круглый. В зависимости от характера объекта и цели измерения учитывают (или отвергают) необходимость корректировки измерений. Например, при измерении площадей сельскохозяйственных угодий пренебрегают кривизной земли, что нельзя делать при измерении поверхности океанов. При измерении периода обращения Земли вокруг Солнца можно заранее пренебречь его неравномерностью, а можно, наоборот, сделать ее объектом исследования.

Субъект, т.е. оператор, привносит в результат измерения элемент субъективизма, который по возможности должен быть сведен к минимуму. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, его психофизиологического состояния, учета эргономических требований при взаимодействии оператора с СИ. Санитарно-гигиенические условия включают такие факторы, как освещение, уровень шума, чистота воздуха, микроклимат.

Как известно, освещение может быть естественным и искусственным. Наиболее благоприятным является естественное освещение, производительность труда при котором на 10% выше, чем при искусственном. Дневной свет должен быть рассеянным, без бликов. Искусственное освещение помещений должно быть люминесцентным, рассеянным.

Люди с нормальным зрением способны различать мелкие предметы лишь при освещенности не менее 50--70 лк. Максимальная острота зрения наступает при освещенности 600--1000 лк. В оптимальных условиях продолжительность ясного видения (с хорошей остротой) при непрерывной работе составляет 3 ч. Уровень шума в лабораториях не должен превышать 40 -- 45 дБ.

Важное значение имеют собранность, настроение, режим труда эксперта. Наибольшая работоспособность отмечается в утренние и дневные часы -- с 8 до 12 и с 14 до 17. В период с12до14ч и в вечерние часы работоспособность, как правило, снижается, а в ночную смену она минимальна.

Измерительные приборы размещают в поле зрения оператора в зоне, ограниченной углами ±30° от оси в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отсчетные устройства должны располагаться перпендикулярно линии зрения оператора. Оптимальное расстояние от шкалы до глаз оператора определяется высотой знака, подлежащего считыванию. По контрастности отметки шкал должны на порядок отличаться от фона.

По данным профессора М. Ф. Маликова, в зависимости от индивидуальных особенностей операторов, связанных с их реакцией, измерительными навыками и т.п., неточность глазомерного отсчета по шкалам измерительных приборов достигает ±0,1 деления шкалы.

Метод измерений -- логическая последовательность операций, описанная в общем виде и используемая при выполнении измерений. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет cвои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит в том, чтобы соответствующими способами исключить, компенсировать или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не удается выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят поправку [3].

Поправки могут быть аддитивными (от лат. «additivus» -- прибавляемый) и мультипликативными (от лат. «multiplico» -- умножаю). Например, для расчета сопротивления измеряют значение электрического тока, протекающего через резистор, и падение напряжения на нем. При этом возможны два варианта включения вольтметра и амперметра и соответственно различные аддитивные поправки. В одном случае из показания амперметра нужно вычесть ток, протекающий через вольтметр, в другом -- из показания вольтметра нужно вычесть падение напряжения на амперметре. Другой пример (по учету мультипликативной поправки): при измерении ЭДС вольтметром учитывают сопротивление источника питания путем умножения показания вольтметра на поправочный множитель, опреде-ляемый расчетным путем [3].

Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор. Например, ртутный термометр, опущенный в пробирку с охлажденной жидкостью, подогревает ее и показывает не первоначальную температуру жидкости, а температуру, при которой устанавливается термодинамическое равновесие. Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления, некоторой нелинейности преобразования. Эти особенности СИ выявляются при их метрологическом исследовании. По итогам устанавливается аддитивная или мультипликативная поправка в виде числа или функции, она может задаваться графиком, таблицей или формулой. Например, если вследствие дефекта изготовления стрелка на шкале удлинений разрывной машины в исходном положении устанавливается не на нуле, а на делении 5 мм, то все результаты будут иметь систематическую погрешность 5 мм, на которую нужно делать аддитивную поправку при подсчете [4].

Условия измерения как фактор, влияющий на результат, включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и многое другое [5].

Рассмотрев факторы, влияющие на результаты измерений, можно сделать следующие выводы: при подготовке к измерениям они должны по возможности исключаться, в процессе измерения компенсироваться, а после измерения учитываться [3].

Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.

Появление ошибок вызвано недостаточной надежностью системы, в которую входят оператор, объект измерения, СИ и окружающая среда. В данной системе могут происходить отказы аппаратуры, отвлечение внимания человека, описки в записях, сбои в аппаратуре, колебания напряжения в сети.

При однократном измерении ошибка может быть выявлена при сопоставлении результата с априорным представлением о нем или путем логического анализа. Измерения повторяют для устранения причины ошибки.

При многократном измерении одной и той же величины ошибки проявляются в том, что результаты отдельных измерений заметно отличаются от остальных. Если отличие велико, ошибочный результат необходимо отбросить. При этом руководствуются «правилом трех сигм»: если при многократном измерении сомнительный результат отдельного измерения отличается от среднего больше чем на Зд ( д -- среднее квадратическое отклонение значения измеряемой величины от среднего значения), то с вероятностью 0,997 он является ошибочным и его следует отбросить [3].

Прежде чем обрабатывать ряд измерений, необходимо убедиться в том, что все они являются равноточными. Неравноточные измерения обрабатывают с целью получения результата только в том случае, когда невозможно получит ряд равноточных измерений.

Качество измерений является главным фактором производства, базирующегося на быстропротекающих процессах, автоматических процессах, на большом числе измеряемых величин. Нередко причиной брака продукции становятся неверно назначенные СИ (в первую очередь по точности). Бывает и так, что СИ вовсе не назначаются там, где это необходимо, из-за их отсутствия [1, c. 181-182].

Методика выполнения измерений. На обеспечение качества измерений направлено применение аттестованных методик выполнения измерений (МВИ). В 1997 г. начал действовать ГОСТ Р 8.563--96 «ГСИ. Методики выполнения измерений».

Опорным понятием точности методов измерений является термин «результат измерений».

Результат измерений -- значение характеристики, полученное выполнением регламентированного метода измерений.

В нормативном документе на метод измерений должно регламентироваться: сколько (одно или несколько) единичных наблюдений должно быть выполнено; способы их усреднения; способы представления в качестве результата измерений; стандартные поправки (при необходимости).

Методика выполнения измерений (МВИ) -- совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью. Как очевидно из определения, под МВИ понимают технологический процесс измерений. Методика измерений реализуется на основе того или иного метода. МВИ -- это, как правило, документированная измерительная процедура. МНИ в зависимости от сложности и области применения излагают в следующих формах: отдельном документе (рекомендации и т.п.); разделе стандарта: части технического документа (разделе ТУ, паспорта) [7].

Аттестация МВИ -- процедура установления и подтверждения соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям.

В документах (разделах, частях документов), регламентирующих МВИ, в общем случае указывают: назначение МВИ; условия измерений; требования к погрешности измерений; метод (методы) измерений; требования к СИ (в том числе к стандартным образцам), вспомогательным устройствам, материалам, растворам и пр.; операции при подготовке к выполнению измерений; операции при выполнении измерений; операции обработки и вычисления результатов измерений; нормативы, процедуру и периодичность контроля погрешности результатов выполняемых измерений; требования к квалификации операторов, требования к безопасности выполняемых работ.

При разработке МВИ одни из основных исходных требований -- требования к точности измерений, которые должны устанавливать, в виде пределов допускаемых значений характеристик, абсолютную и относительную погрешности измерений.

Наиболее распространенным способом выражения требований к точности измерений являются границы допускаемого интервала, в котором с заданной вероятностью Р должна находиться погрешность измерений.

Если граница симметрична, то перед их числовым значением ставятся знаки «±». Если заданное значение вероятности равно единице (Р = 1), то в качестве требований к точности измерений используются пределы допускаемых значений погрешности измерений. При этом вероятность Р = 1 не; указывается.

Ответственным этапом является оценивание погрешности измерений путем анализа возможных источников и составляющих погрешности измерений: методических составляющих (например, погрешности, возникающие при отборе и приготовлении проб), инструментальных составляющих (допустим, погрешности, вызываемые ограничения разрешающей способностью СИ); погрешности, вносимые оператором (субъективные погрешности).

Важной задачей нормативного обеспечения МВИ является создание методик поверки конкретных СИ и методик калибровки конкретных СИ.

В ГОСТ Р 8.563 по МВИ были внесены в 2002 г. изменения, направленные на включение в него основных положений международного стандарта ИСО 5725:1994 «Точность» (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений». Указанный стандарт, в частности, устанавливая методику сопоставления результатов, полученных в разное время, в разных лабораториях, разными методами. Подобные сопоставления очень актуальны для аккредитации испытательных лабораторий [13].

Глава II. Обеспечение единства измерений

2.1 Общие положения обеспечения единства измерений

Под стратегией обеспечения единства измерений (далее - Стратегия) понимается комплекс целевых программ, проектов и мероприятий организационного, правового, экономического, научно-технического и информационного характера, реализация которых позволит эффективно обеспечить единство измерений в стране и достигнуть на этой основе конкурентоспособности, высокого технологического уровня и инновационного развития отечественной промышленности [35].

Для целей настоящей Стратегии используются следующие определения:

Эталонная база - совокупность государственных первичных эталонов единиц величин

Государственный метрологический надзор - контрольная деятельность в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, осуществляемая полномочным федеральным органом исполнительной власти и заключающаяся в систематическом наблюдении и проверке соблюдения установленных законодательством обязательных требований, а также в принятии установленных законодательством мер в отношении правонарушителей за нарушения, выявленные во время надзорных действий

Государственный первичный эталон единицы величины - государственный эталон, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы величины с наивысшей в стране точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на территории Российской Федерации

Государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины, находящийся в федеральной собственности

Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых с целью подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям

Погрешность измерений - разность между результатом измерений и истинным значением измеряемой величины

Средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений

Утверждение типа средств измерений или стандартных образцов - документально оформленное в установленном порядке решение уполномоченного на это федерального органа исполнительной власти о признании соответствия типа средств измерений или стандартных образцов метрологическим и техническим требованиям (характеристикам) на основании результатов испытаний [4, 35].

МОЗМ - Международная организация по законодательной метрологии

ГСИ - Государственная система обеспечения единства измерений

ЦСМ - центр стандартизации и метрологии

НМИ - национальный метрологический институт

МБМВ - Международное бюро мер и весов

МТУ - Межрегиональное территориальное управление

МНИИ - метрологический научно-исследовательский институт

ГСВЧ - Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли

ГССО - Государственная служба стандартных образцов

ГСССД - Государственная служба стандартных справочных данных

АСД - аттестованные справочные данные

РСД - рекомендуемые справочные данные

КООМЕТ - Евро-Азиатское сотрудничество государственных метрологических учреждений

АТФЗМ - Азиатско-Тихоокеанский Форум по законодательной метрологии

ЕВРОМЕТ - Европейская организация по метрологии

ИСО - Международная организация по стандартизации

МГС СНГ - Межгосударственный Совет стран-членов СНГ

ГКМВ - Генеральная конференция по мерам и весам

СОЕИ - система обеспечения единства измерений

ГЭТ - Государственный первичный эталон

ГЭ - Государственный эталон

ВЭ - вторичный эталон

ЦГЭ - Центр государственных эталонов

УВТ - установка высшей точности

СИ - средства измерений

РСИ - рабочее средство измерений

ГПС - Государственная поверочная схема

ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения

ЦГЭ - центр государственных эталонов

ЕврАзЭС - Евроазиатское экономическое сотрудничество

ЕСНВО - единая система навигационно-временного обеспечения

GPS - глобальная навигационная система США

GALILEO - глобальная навигационная система Европейского

сообщества

ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система

ЭСЧВ - эталонные сигналы частоты и времени

РСДБ - радиоинтерферометрические системы с длинной базой

ПВЗ - параметры вращения Земли

ВЧ - высокая частота

СВЧ - сверхвысокая частота

ФЦП - федеральная целевая программа

РФ - Российская Федерация

СНГ - Содружество независимых государств

ВНП - валовый национальный продукт [3].

Обеспечение единства измерений

Единство измерений - это такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Кыргызстане единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. В Кыргызстане допущены к применению единицы величин Международной системы единиц (SI), принятой Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ), рекомендованные Международной организацией по законодательной метрологии (МОЗМ) [8,9].

Обеспечение единства измерений требуется для получения достоверных и сопоставимых результатов измерений, используемых в национальной экономике и торговле, в здравоохранении и экологии, в сфере обороны и безопасности, а также для защиты прав и законных интересов граждан, юридических лиц, индивидуальных предпринимателей и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. [8,9].

2.2 Цели и задачи, роль обеспечения единства измерений в условиях рыночной экономики

Единство измерений в стране достигается в результате функционирования государственной системы обеспечения единства измерений, которая включает взаимоувязанный комплекс нормативно-правовых и нормативно-технических документов, эталонов единиц величин, назначенные Правительством стран органы исполнительной власти, федеральные государственные предприятия и учреждения, а также иные аккредитованные в установленным порядке организации, которые обеспечивают, организуют и осуществляют установленную законодательством Кыргызстана систему государственных регулирующих мероприятий, направленных на достижение и поддержание единства измерений [10]..

Государством выделяются сферы национальной экономики, в которых оно принимает на себя ответственность за обеспечение единства измерений и осуществляет непосредственное регулирование, в остальных областях государство только создает необходимые условия для самостоятельной деятельности субъектов по обеспечению единства измерений.

Процессы глобализации мировой экономики набирают с каждым годом все больший размах, вовлекая в свою орбиту новые страны и рынки, и стирая межстрановые различия и границы. Увеличивается число транснациональных компаний, растут и крепнут торговые связи национальных поставщиков и производителей с мировыми рынками и фирмами-производителями, происходит переориентация развивающихся стран из рынков труда и сырья в рынки готовой продукции, на их территории размещаются современные производства, разрабатываются и внедряются новые технологии и инновации и пр. Как следствие, на мировых рынках возрастает доля качественных и высокотехнологичных, а также экологически безопасных товаров и услуг [10].

Наряду с этим отмечается рост благосостояния и доходов населения развитых и развивающихся стран, особенно традиционных для Кыргызстана стран-партнеров (Россия, Казахстан и пр.), соответственно увеличивается объем и спектр их потребностей в качественных товарах и услугах. Требования потребителей на данных рынках к качеству продукции возрастают из года в год, они все более отдают предпочтение сертифицированной продукции, не представляющей угрозы для здоровья и окружающей среды, произведенной с соблюдением определенных норм и процедур. Возрастание значения категории «качества» товаров и услуг в характеристике их конкурентоспособности также отмечается в исследованиях российских и международных экспертов, согласно которым на первом месте среди предпочтений покупателей более присутствуют качественные характеристики продукта, чем его цена и сервис [10].

Процессы формирования глобального мирового рынка неизбежно сопровождались разработкой и соблюдением единых требований и правил, применяемых к качеству продукта и процессов его производства. Все больше мировых и национальных производителей разных стран используют в своей деятельности международные требования к продукции и процессу ее изготовления, чтобы быть более конкурентоспособными на мировых рынках. Этому способствовали многочисленные международные соглашения в сфере технического регулирования, заключенные соответствующими странами [10].

На данном этапе современный мировой рынок сформулировал эффективную инфраструктуру регулирования в сфере качества через международные стандарты и системы оценки соответствия установленным требованиям. Развитые страны совершенствуют национальные инфраструктуры качества, отдавая приоритет внедрению международных норм и стандартов. Таким образом, существенно возросла роль национальных систем качества, которые посредством внедрения и соблюдения международных требований могли бы оказать значительную поддержку для отечественных экспортеров, обеспечивая своего рода «пропуск» на мировые рынки. Показательными мировыми тенденциями в национальных инфраструктурах качества являются внедрение современных подходов и директив в данной сфере, отказ от принципа обязательности соблюдения стандартов к добровольности их применения, разработка технических регламентов, модификация национальных технических и санитарных требований и норм в соответствии с региональными и международными требованиями, доведение положений требований до производителя, вовлечение бизнеса в процессы принятия решений и т.д.

Научно обоснованные подходы к пониманию категории качества и управления им нашли свое отражение в разработке современных методов менеджмента качества, которые позволяют эффективно решать проблемы повышения качества продукции на предприятии и в отраслях в целом. Этим не преминули воспользоваться ведущие компании и страны-производители экспортной продукции, значительно упрочив свои позиции в рейтинге поставщиков высококачественных товаров и услуг. На фоне данных глобальных процессов и тенденций Кыргызстан занимает далеко не лидирующие позиции, прочно «обосновавшись» среди группы менее развитых стран мира на протяжении последних лет. Достижение заявленных целей внешнеэкономической политики, в т.ч. в сфере обеспечения безопасности и качества, происходит с трудом, и Кыргызстан пока не может похвастаться значительными объемами экспортируемой продукции, соответствующей международным стандартам и нормам. И этому, как показывают исследования, есть свои причины, в т.ч. в сфере технического регулирования и метрологии.

До сих пор слабо продвигается работа по обеспечению гармонизации технических регламентов и стандартов КР в соответствии с международными и региональными техническими и санитарными требованиями. Во многих странах, в т.ч. у основных торговых партнеров, усиленно применяются эффективные подходы в сфере технического регулирования (Европейские директивы в области технического регулирования и пр.), чего нельзя сказать о Кыргызстане. В нашей стране слабо используются прогрессивные положения некоторых технических регламентов основных стран-партнеров, которые уже доказали свою эффективность на практике. На их разработку были затрачены большие средства и усилия многих экспертов. Кыргызстану необходимо использовать передовой опыт зарубежных стран, взяв приемлемые для условий страны отдельные положения данных регламентов?

Отдельного внимания заслуживает слабая координация и мониторинг деятельности по разработке технических регламентов. Несмотря на проводимую работу со стороны МЭРТ, ощущается недостаток активности по их разработке, на законодательном уровне ощущается недостаток скоординированных усилий по продвижению разработанных документов.

Недостаточно активно внедряются и применяются общепризнанные международные стандарты, национальные стандарты других стран, являющихся основными торговыми партнерами Кыргызстана. Без соблюдения их требований, которые, кстати, приближаются к мировым требованиям, доступ на их рынки для кыргызских товаров становится все обременительнее для наших производителей.

Слабо продвигается работа по продвижению собственных разработок по стандартам и образцам, которые различаются в лучшую сторону от стандартов других стран. Данная деятельность могла бы значительно упрочить имидж и позиции Кыргызстана в данной сфере. С другой стороны, существуют проблемы «добросовестной» практики при их разработке, утверждении и применению стандартов.

Проблемным местом является отсутствие информационной базе данных в области технического регулирования. Продолжает оставаться востребованной проблемой вопросы актуализации и обновления материалов Национального фонда стандартов и технических регламентов.

Также необходимым является использование новых подходов в процессы разработки и принятия решений по разработке и принятию национальных стандартов. Учет мнений бизнес-сектора, независимых экспертов поможет в выработке согласованного курса развития сферы технических регламентов и стандартизации, повысит степень доверия производителей к политике государства в данной сфере и повысит ответственность государственных служб в реализации намеченных планов и программ.

Повышение технической компетенции, включающей усиление потенциала кадров и обновление/модернизация основных фондов, также требует к себе пристального внимания. На протяжении последних десятилетий этому вопросу не уделялось практически никакого внимания, что отразилось на большой степени изношенности основных фондов и их нехватке. Соответственно, под вопросом остаются и возможность оказания качественных услуг вообще.

Проблемным местом остается оптимизация системы технического регулирования, институциональное закрепление государственного органа, ответственного за обеспечение единства измерений, а также органа, осуществляющего государственный надзор за соблюдением требований по обеспечению единства измерений. Необходимо также принятие мер в отношении гармонизации, а также соблюдения признания и метрологической эквивалентности национальных эталонов КР международным и национальным эталонам стран-партнеров. Национальная эталонная база страны, в т.ч. вторичные и рабочие эталонов единиц нуждаются в модернизации и техническом переоснащении. Инвестиции в данную область не осуществлялись в течение последних нескольких десятилетий.

Налицо слабый доступ в сфере аккредитации органов по оценке соответствия других региональных и международных организаций, членов подписантов Соглашений о взаимном признании (MLA и MRA) ILAC и IAF, способных оказывать аналогичные услуги аккредитации. С другой стороны, Кыргызский центр аккредитации и сам нуждается в повышении собственного потенциала, подтверждении соответствия международным стандартам, выхода на рынки других стран, инициативе по созданию региональной организации по аккредитации и пр.

Недостаточно активной признается и деятельность по взаимному признанию документации и знаков, подтверждающих соответствие взаимопоставляемой продукции техническим и санитарным нормам, отсутствует практика применения международных директив в данной сфере, на просторах стран СНГ отсутствует практика применения единого знака обращения продукции.

В деятельности органов по государственному надзору за соблюдением обязательных требований наблюдаются ряд «узких» проблемных мест, в том числе нарушение принципов технического регулирования, в частности, совмещение функций надзора и оказания услуг по подтверждению соответствия, ведомственное нормотворчества, слабой материально-технической базой испытательных лабораторий, внебюджетное финансирование.

Недостаточно внедряются международные стандарты на предприятиях, в т.ч. стандарты на системы менеджмента качества. Здесь сыграли свою роль и внутренние проблемы предприятий-экспортеров: недостаточное внимание соблюдению качества, недостаток инвестиций в основные средства и средства измерений, неосведомленность о требованиях к качеству зарубежных стран и пр.Все вышеуказанные проблемы, представленные в различных сферах технического регулирования и метрологии, являются серьезными барьерами на пути развития внешней торговли и доступа на внешние рынки кыргызских производителей. Их дальнейшее игнорирование чревато серьезными экономическими потерями и снижением имиджа страны

2.3 Анализ состояния системы обеспечения единства измерений. Системная проблема обеспечения единства измерений. Стратегия развития системы обеспечения единства измерений в России

Структура государственной системы обеспечения единства измерений

В процессе осуществляемой в Кыргызской Республике административной реформы сформировалась следующая структура системы обеспечения единства измерений, включающая:

уполномоченные Правительством Кыргызской Республике органы исполнительной власти, осуществляющие функции по нормативно-правовому регулированию, оказанию государственных услуг, управлению государственным имуществом и государственному надзору в области обеспечения единства измерений;

территориальные органы техрегулирования, осуществляющие государственный метрологический надзор;

государственные научные метрологические институты, подведомственные Ростехрегулированию (в настоящее время ФГУП НИИ);

Государственную службу времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ), Государственную службу стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО), Государственную службу стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД);

государственные региональные центры метрологии, подведомственные Ростехрегулированию (в настоящее время ФГУ ЦСМ);

метрологические службы юридических лиц;

аккредитованные организации в области метрологии;

государственную эталонную базу;

комплекс нормативно-технических документов в области метрологии (более 3000).

В настоящее время государственное регулирование процесса обеспечения единства измерений в Кыргызской Республике осуществляется Кыргызстандартом, техрегулированием.

Государственная эталонная база содержит 126 государственных первичных эталонов, 312 вторичных эталонов, в т.ч. 52 военных эталона, и около 100 тысяч рабочих эталонов.

Всего в стране в эксплуатации находится около 1,0 млрд. средств измерений.

В сферах, подлежащих государственному регулированию, действуют более 1200 аккредитованных лабораторий в области поверки.

Основная задача Правительства Кыргызской Республике в области метрологии заключается в формировании в стране такого положения, при котором обеспечивается доверие к результатам измерений, а также - непрерывное развитие метрологии, достаточное для эффективного метрологического обеспечения приоритетных, перспективных задач в жизненно важных сферах экономики, обороны и социального развития Кыргызской Республике.

На КЦА и Кыргызстандарт возложена обязанность по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений.

Техрегулирование выполняет функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений, осуществлению государственного метрологического надзора, а также по межрегиональной и межотраслевой координации деятельности в области обеспечения единства измерений и взаимодействию в установленном порядке с международными организациями в сфере обеспечения единства измерений.

Обеспечение единства измерений в сфере обороны и безопасности государства организовано и осуществляется в подсистеме, организационную основу которой составляет Метрологическая служба Вооруженных Сил Кыргызской Республике, метрологические службы органов исполнительной власти сферы обороны и безопасности государства, метрологические воинские части и подразделения.

Нормативной правовой базой подсистемы обеспечения единства измерений в сфере обороны и безопасности является Федеральный закон от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», Федеральный закон от 31 мая 1996 г. № 61-ФЗ «Об обороне», Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», постановление Правительства Российской Федерации от 12 декабря 1994 г. № 100 «Об организации работ по стандартизации, обеспечению единства измерений, сертификации работ и услуг», постановление Правительства Российской Федерации от 4 февраля 1997 г. № 137, установившее, что военные эталоны Минобороны России являются резервом государственных эталонов и исходными эталонами для обеспечения деятельности Вооружённых Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов в соответствии с Федеральным законом «Об обороне», распоряжение Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2004 г. № 1736-р о создании межведомственной (сопряженной) унифицированной системы технического обеспечения Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов сферы обороны и безопасности Российской Федерации.

Подсистема обеспечения единства измерений в сфере обороны и безопасности государства включена в состав межведомственной (сопряженной) унифицированной системы технического обеспечения Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов, создаваемой в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2004 г. № 1736-р.

Функционирование подсистемы обеспечения единства измерений в сфере обороны и обеспечения безопасности государства соответствует возложенным на силовые ведомства и войска (силы) задачам, основывается на военных эталонах Минобороны России и обеспечивает необходимый уровень единства и точности измерений в Вооруженных Силах, других войсках, воинских формированиях и органах Российской Федерации.

Эталонная база

Государственные первичные, а также вторичные и рабочие эталоны образуют эталонную базу системы обеспечения единства измерений. Государственные первичные эталоны, воспроизводя основные и производные единицы величин, передают их размеры с помощью рабочих эталонов средствам измерений, посредством многоуровневой и разветвленной системы передач размеров единиц величин. Эта система объединяет, кроме указанных выше 126-ти государственных первичных эталонов, 312-ти государственных вторичных эталонов, 52-х военных эталонов и около 100000 государственных рабочих эталонов, также около 75000 эталонов, принадлежащих юридическим лицам, аккредитованным на право поверки средств измерений.

Состояние системы государственных первичных эталонов характеризуется следующими данными:

47 % государственных эталонов созданы более 20 лет назад;

20 % государственных эталонов созданы более 10 лет назад;

18 % государственных эталонов созданы 5 - 10 лет назад;

15 % государственных эталонов имеют созданы менее 5 лет назад.

Износ эталонного поверочного оборудования, эксплуатируемого в центрах метрологии, в среднем составляет ? 50 %, при этом темпы обновления эталонной базы составляют (4ч5) % в год.

В качестве национальных метрологических институтов (НМИ), являющихся разработчиками и хранителями государственных первичных эталонов, определены 7 федеральных государственных научно-исследовательских институтов, подведомственных Ростехрегулированию. Международным бюро мер и весов (МБМВ) установлена многоступенчатая процедура признания измерительных возможностей НМИ, включающая сличения государственных первичных эталонов стран участниц, и подтверждение системы качества измерений в НМИ. В настоящее время по количеству признанных и опубликованных МБМВ измерительных возможностей Россия занимает третье место в мире, уступая лишь США и Германии. Однако по ряду жизненно важных для общества измерений, в таких областях, как материаловедение, нанометрология, здравоохранение, измерение параметров воды, биологической среды, продуктов питания и других Россия значительно отстает от развитых стран [11,12].

Парк средств измерений

В настоящее время общее количество средств измерений, применяемых в стране в различных сферах деятельности, составляет более 1,0 миллиарда единиц.

В результате развития промышленности, прироста производства и востребованности многих видов измерений в период 2005ч2008 гг. парк средств измерений ежегодно пополнялся на (14ч15) миллионов единиц. Количество ежегодно утверждаемых в стране новых типов средств измерений достигло 3000.

Происходят изменения в структуре парка средств измерений, применяемых в ряде отраслей. В коммунальном хозяйстве существенно увеличилось число средств учета количества воды, газа, тепла, электрической энергии. Значительно увеличилось количество средств измерений, применяемых в торговле и учетно-расчетных операциях.

Резко расширяется номенклатура с одновременным увеличением количества средств измерений, применяемых в медицине, цифровой связи. Требуется кардинальное изменение структуры парка средств измерений, используемых в интересах агропромышленного комплекса.

Количество средств измерений, подлежащих ежегодно поверке в законодательно установленных сферах, по экспертным оценкам составляет не менее 150 млн. единиц и порядка 200 млн. средств измерений должно калиброваться. Эти данные характеризуют верхние границы потребностей экономики в объемах проведения метрологического контроля пригодности средств измерений к применению [13].

Нормативная правовая и методическая база системы обеспечения единства измерений

Нормативная правовая и методическая база системы обеспечения единства измерений представляет собой пирамиду, в вершине которой находится Конституция Российской Федерации, где в разделе «Р» статьи 71 указано, что в ведении Российской Федерации находятся «стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени».

В настоящее время в части, не противоречащей Федеральному закону от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», действуют 7 постановлений Правительства Российской Федерации, 31 правило по метрологии и около 3000 документов в ранге национальных стандартов и рекомендательных (методических) документов по метрологии, образующих основу для практической деятельности в области метрологии [13,14].

В структуре массива методических документов наибольшую часть, около 50 %, составляют методики поверки средств измерений. Фонд документов формировался не одно десятилетие, еще действуют документы, принятые в 50-е годы прошлого столетия. Кроме того, отмечается большое разнообразие видов документов (7 видов), что не способствует повышению качества организации работ по обеспечению единства измерений.

Реализация Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» потребует принятия не менее 10 нормативных правовых документов уровня постановлений Правительства Российской Федерации и не менее 20 нормативных правовых документов уровня Федеральных органов исполнительной власти.

Состояние основных мероприятий по государственному регулированию обеспечения единства измерений

В соответствии с Федеральным законом от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» государственное регулирование обеспечения единства измерений осуществляется в формах:

утверждения типа средств измерений;

поверки средств измерений;

аттестации методов (методик) измерений,

метрологической экспертизы;

аккредитации;

государственного метрологического надзора.

Утверждение типа средств измерений осуществляет Ростехрегулирование на основании испытаний средств измерений, проводимых в настоящее время 59-ю аккредитованными государственными центрами испытаний средств измерений.

На 1 ноября 2008 г. количество зарегистрированных в Государственном реестре средств измерений составляет 38985 единиц. До 1999 года количество утвержденных типов средств измерений зарубежного производства превалировало над отечественными, но начиная с 1999 года наблюдается устойчивый рост производства российских средств измерений. Так в 2007 году было утверждено 1243 типов зарубежных средств измерений и 1763 отечественных.