Метрология сегодня: традиции точности в цифровую эпоху

Метрология в меняющемся мире

Технологический прогресс не стоит на месте – и система обеспечения единства измерений (ОЕИ) вынуждена меняться вслед за ним. Электронные форматы постепенно вытесняют традиционные подходы в сфере государственного контроля, метрологических испытаний, внутреннего аудита и подготовки документации. Как современные технологические тренды влияют на национальную систему ОЕИ, на Неделе «Техэксперт» разобрал Илья Ершов, заместитель начальника Управления метрологии Росстандарта.

На текущей момент Россия уверенно закрепляет за собой статус метрологической державы. Подтверждение тому – внушительные показатели: участие в 557 международных сличениях эталонов, второе место по измерительным возможностям в рамках международного соглашения о взаимном признании национальных эталонов и сертификатов калибровки и измерений (CIPM MRA), а также безусловное лидерство по вкладу в формирование всемирного координированного времени (UTC).

В то же время для дальнейшего развития метрологической сферы необходимы дополнительные усилия. Илья Ершов обозначил ключевые направления, способные укрепить позиции страны на международной арене и стать залогом ее технологического суверенитета. Помимо модернизации эталонной базы к их числу относится реализация программы импортозамещения в области измерительной техники.

Хорошие новости: российский рынок средств измерений (СИ) показывает исключительную устойчивость. Несмотря на уход западных игроков, количественные показатели ввода СИ в эксплуатацию остались на прежнем уровне – просто на смену прежним поставщикам пришли новые. При этом львиная доля оборудования уже производится в России: более 70% единичных приборов и свыше 50% серийной продукции.

Качество отечественных СИ не вызывает сомнений – они успешно конкурируют с зарубежными аналогами. Следующий шаг – масштабное наращивание доли приборов с кодом «РФ». Такой подход не только укрепит авторитет России в глобальной системе ОЕИ, но и создаст прочный фундамент для технологического сотрудничества и выхода на новые экспортные рынки.

Цифровизация метрологической деятельности – еще одно приоритетное направление совершенствования системы ОЕИ. Ключевой элемент этого процесса – совершенствование подсистемы «Аршин» Федеральной государственной информационной системы (ФГИС) Росстандарта.

Национальная стратегия ОЕИ до 2035 года определяет «Аршин» как фундамент цифровой метрологии. Предполагается, что в перспективе регистрация процессов поверки и калибровки полностью перейдет в электронный вид, что будет сопровождаться внедрением автоматизированного учета данных, упразднением бумажных свидетельств, обеспечением прозрачности информационного обмена и интеграцией с международными метрологическими системами.

Отвечая на вопрос о передаче результатов поверки во ФГИС «Аршин» при запуске платных операторских услуг (предположительно с 2027 года) и о стоимости исправления ошибок, Илья Ершов дал предварительный комментарий. Он пояснил, что по текущей концепции плата будет взиматься только за первичную запись в подсистеме, а внесение изменений или исправление ошибок дополнительной оплаты не потребует.

Тему развития национальной системы ОЕИ продолжил другой докладчик, Илья Красавин, возглавляющий департамент сопровождения информационных систем в области ОЕИ ФБУ «КВФ «Интерстандарт». Он представил свое видение, какие технологии могут стать главными драйверами прогресса в метрологической сфере.

Краеугольным камнем цифровизации эксперт считает переход на стандартизированные цифровые форматы представления данных: это позволит повысить операционную эффективность и упростить обмен информацией между всеми участниками метрологического процесса, снизив риск ошибок и дублирования данных.

Переходя к конкретике, Илья Красавин описал направления развития информационной системы Федерального информационного фонда и ее новые сервисы. Эксперт выделил основной тренд – постепенный отказ от копий документов в графическом виде в пользу машиночитаемых форматов документации. Такой переход запускает цепочку позитивных изменений. Автоматизация обработки больших массивов метрологической информации сокращает временные затраты, рост достоверности данных повышает доверие к результатам измерений, а ускоренный доступ к информации и интеграция с другими системами оптимизируют рабочие процессы. Цифровизация связанных с аккредитацией и подтверждением соответствия процедур, в свою очередь, освобождает участников отрасли от большой бюрократической нагрузки.

Итоговый вывод однозначен: будущее метрологической инфраструктуры тесно связано с внедрением машиночитаемых форматов, и без перевода данных в цифровой вид дальнейшие качественные изменения невозможны.

Практика как основа основ

Цифровизация меняет рабочие процессы, но не отменяет ценности человеческого опыта. Даже самые продвинутые технологии остаются лишь инструментом в руках профессионала – они не могут заменить специалиста на его рабочем месте. Точность измерений в конечном счете обеспечивается не оборудованием, а компетенцией сотрудников лаборатории: их практическим опытом и глубоким пониманием сути процессов. Именно поэтому значительная часть выступлений на Неделе «Техэксперт» была посвящена разбору сложных прикладных задач – тех самых ситуаций, где профессиональная экспертиза играет решающую роль. К примеру, в своем выступлении Иван Болдырев, руководитель ААЦ «Аналитика», описал, как обеспечить демонстрацию метрологической прослеживаемости при прохождении аккредитации.

Стандарт ГОСТ ISO/IEC 17025‐2019 обязывает лаборатории подтверждать прослеживаемость своих данных – то есть демонстрировать их связь с надежной основой: эталоном, утвержденной методикой или определением единицы измерения. Однако само понятие «прослеживаемость» зачастую остается недостаточно осмысленным.

Иван Болдырев пояснил: для достижения прослеживаемости вся цепь калибровок должна быть непрерывно задокументирована. Именно непрерывная документация позволяет соотнести любой результат с установленной основой. Также спикер дал практические рекомендации: как грамотно выбрать эту основу и какие параметры фиксировать при сличении, чтобы учесть все факторы, влияющие на точность испытаний.

В своем выступлении Иван Болдырев подробно разобрал распространенную путаницу в процессах, отвечающих за метрологическую прослеживаемость. Ключевая ошибка, по его словам, заключается в смешении функций калибровочных и поверочных лабораторий – хотя требования к их работе существенно различаются.

Эксперт пояснил: существует ряд ситуаций, когда поверка и калибровка фактически совпадают по содержанию. Однако во многих случаях процедура поверки не выполняет всех требований, предъявляемых к калибровке, и, как следствие, не обеспечивает необходимой метрологической прослеживаемости результатов.

Дополнительно спикер подчеркнул, что внутрилабораторный контроль и стандартная поверка средств измерения, несмотря на свою важность для качества работы лаборатории, не формируют основу для установления прослеживаемости – они не заменяют полноценных калибровочных процедур.

Переходя к практическим аспектам, эксперт подробно изложил порядок, который обеспечивает метрологическую прослеживаемость для испытательных лабораторий. Он показал, что этот процесс выстраивается поэтапно: начиная с градуировки СИ и подготовки градуировочных растворов и заканчивая калибровкой мерной посуды и прочих необходимых в работе устройств.

Для примера спикер разобрал методику определения сухого остатка по ГОСТ 18164-72. Иван Болдырев рассказал, как прослеживаемость реализуется применительно к конкретным величинам – массе, объему и температуре, какие приборы задействованы и как их калибровка влияет на конечный результат. В дополнение эксперт привел схему, иллюстрирующую, каким образом точность калибровки пипетки, весов и термометра определяет достоверность итогового показателя анализа.

Иван Болдырев подчеркнул: метрологическая прослеживаемость – не формальность, а основа доверия к результатам испытаний и важный элемент аккредитации лабораторий. К ее обеспечению необходимо подходить системно: каждая стадия измерительного процесса должна сопровождаться корректной калибровкой и тщательным документированием.

Александр Данилов, директор ФБУ «Пензенский ЦСМ», в своем выступлении остановился на практических аспектах достоверности измерительного контроля. Неопределенность и вариативность результатов измерений проистекают из различных факторов: погрешности эталонов и поверяемых СИ, нестабильности характеристик СИ во времени, несовершенства методик поверки и вследствие других причин.

Для количественной оценки этих неопределенностей применяются методики оценки рисков. Они позволяют выявить критические факторы и разработать меры по их снижению, что повышает объективность решений о годности СИ и минимизирует вероятность ошибок.

Анализ, проведенный Александром Даниловым, опирался на методические указания МИ 187-86 и МИ 188-86. Спикер выделил три основных критерия, которые необходимо отслеживать в ходе поверки СИ.

Первый из них – риск пропуска брака, когда бракованный прибор ошибочно признается годным. Второй – выход за допуск, описывающий максимально допустимое отклонение результата измерения от нормы. Третий – фиктивный брак, при котором исправный прибор ошибочно забраковывают.

Главный вывод доклада: для того чтобы обеспечить настоящую надежность измерительного контроля, недостаточно просто следовать инструкциям. Нужно анализировать погрешности, просчитывать риски наперед и принимать меры. В этом помогает графический анализ – он делает невидимые ошибки заметными и позволяет их предотвратить.

***

Неделя «Техэксперт» подарила участникам множество ценных докладов, и их значимость не исчезла с завершением мероприятия. Организаторы позаботились о том, чтобы записи выступлений и другие полезные материалы остались доступны максимальному числу специалистов. Их можно найти в профильных системах «Техэксперт»: «Лаборатория. Инспекция. Сертификация», «Нормы, правила, стандарты и законодательство России», «Помощник метролога».