УДК 006.91

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В МЕТРОЛОГИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ

Бавыкин Олег Борисович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский политехнический университет»
кандидат технических наук, доцент кафедры «Стандартизация, метрология и сертификация»

Аннотация
В статье предложено направление автоматизации метрологического обеспечения на стадии производства продукции. В качестве объекта автоматизации выбрана процедура поверки. На примере штангенциркуля описана разработанная компьютерная программа, позволяющая повысить простоту и снизить трудоемкость поверки. Программа основана на выявленных закономерностях выполнения поверки.

Ключевые слова: калибровка, методика поверки, метрологическое обеспечение, метрология, штангенциркуль ШЦ-1, язык программирования Delphi


THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES IN THE METROLOGICAL PROVISION OF PRODUCTION PROCESS

Bavykin Oleg Borisovich
Moscow Polytechnic University
PhD in Technical Science, Assistant Professor of Department of Standardization Metrology and Certification

Abstract
The article suggested the direction of automation of metrological support at the stage of production. As the object of automation is selected the calibration. The developed computer program that allows you to increase the simplicity and reduce the complexity of verification. The program is based on the revealed regularities in the execution of verification.

Keywords: calibration, calibration methodology, caliper, Delphi, metrological assurance, metrology


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Бавыкин О.Б. Применение информационных технологий в метрологическом обеспечении производства продукции // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/10/72640 (дата обращения: 19.11.2016).

Метрологическое обеспечение производственных процессов представляет собой комплекс различных мероприятий, направленных на обеспечение единства измерений [1]. На стадии изготовления изделия метрологическое обеспечение включает в себя процедуру установления пригодности средств измерительной техники (СИТ) к применению – их поверку (калибровку).

Во время поверки проводят внешний осмотр СИТ, выполняют его опробование, проверяют комплектацию и сравнивают измеренные действительные значения метрологических характеристик с нормируемыми значениями (с установленными в нормативном документе на данное средство измерений). Конкретный порядок поверки (с перечнем применяемых средств измерений (СИ) и методов поверки) указан в соответствующих нормативных документах на СИ. При этом, как правило, чем сложнее и точнее СИ, тем выше сложность, трудоемкость поверки и больше факторов, которые влияют на порядок ее проведения [2, 3].

Снизить трудоемкость поверки и одновременно повысить быстродействие это процедуры возможно при использовании специальной компьютерной программы, которая позволила бы:

- на основе введенных в программу исходных данных выбрать из методики поверки этапы этой процедуры, СИТ и значения нормируемых характеристик;

- на основе введенных действительных (измеренных) значений нормируемых метрологических характеристик дать заключение о пригодности к применению СИ и вывести на печать протокол с результатами поверки.

Для проверки выдвинутой рабочей гипотезы проанализируем операции поверки штангенциркуля, нормируемые метрологические характеристики которого представлены в соответствующем нормативном документе (ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия).  Согласно стандарту (ГОСТ 8.113-85 Государственная система обеспечения единства измерений. Штангенциркули. Методика поверки) поверка штангенциркуля состоит из 14 этапов. Включение конкретной операции в общую процедуру поверки зависит от следующих факторов:

- тип штангенциркуля (в технических условиях описаны четыре типа);

- вид отсчетного устройства (возможны три варианта отсчетных устройств: с отсчетом по нониусу, отсчетом по круговой шкале, с цифровым отсчетным устройством);

- состояние СИ (выпуск с производства, выпуск после ремонта, эксплуатация и хранение);

- виды нормируемых метрологических характеристик.

Анализ методики поверки показал следующее:

- для штангенциркулей первого типа с отсчетом по нониусу производятся все операции  поверки, кроме этапа 3.3.7;

- для первого типа штангенциркулей с отсчетными устройствами, включающими  круговую шкалу или цифровую шкалу, из процедуры поверки исключаются этапы 3.3.3, 3.3.4, 3.3.8, 3.3.9, 3.3.10;

- все операции поверки штангенциркуля типа II и типа III совпадают;

- для штангенциркулей типа II или типа III с круговым или цифровым отсчетным устройством из поверки исключаются операции 3.3.3 и 3.3.4.

Кроме того, для каждого из состояний штангенциркуля (выпуск с производства, выпуск после ремонта, эксплуатация и хранение) назначены определенные этапы поверки. Так, например, при выпуске СИ из производства, поверка включается в себя все 14 операций (при условии, что тип отсчетного устройства позволяет выполнить некоторые операции). Если штангенциркуль был отремонтирован, то операция под номером 3.3.3 (определение размеров штрихов шкал и перекрытия штрихов шкалы штанги краем нониуса штангенциркуля) исключается. В том случае, когда штангенциркуль находится в состояниях эксплуатации или хранения, то процедура поверки выполняется без четырех операций: 3.3.2, 3.3.3, 3.3.4 и 3.3.8.

Метрологические характеристики также оказывают влияние на порядок выполнения поверки штангенциркуля. К этим характеристикам относятся: значение отсчета по нониусу; диапазон измерений; цена деления круговой шкалы отсчетного устройства; предел измерений; шаг дискретизации цифрового отсчетного устройства.

Таким образом, проведенный анализ методики поверки штангенциркуля показал наличие определенных закономерностей в выборе операций поверки. Выявленную логику возможно запрограммировать на ЭВМ.

Существует готовая компьютерная программа для проведения поверки:  программа «Метролог» [4]. Выполнив анализ программы «Метролог» можно отметить следующие недостатки:

- «Метролог» основан на программном обеспечении «Microsoft Access» и требует установки на ЭВМ данной компьютерной программы;

- «Метролог» не позволяет запрограммировать закономерности проведения поверки СИ. Вместо этого программа предлагает для любого СИТ заполнить единую унифицированную форму результатов поверки;

- программа сложна в освоении, так как перегружена дополнительными опциями;

- программа «Метролог» платная (стоимость может составлять до 59000 рублей).

Для подтверждения выдвинутой гипотезу была разработана в среде «Delphi» [5] оригинальная компьютерная программа.

Главное окно написанного ПО содержит базовый набор информации, необходимой для реализации поверки штангенциркуля (Рис. 1).

Для начала выполнения процедуры поверки необходимо выбрать тип штангенциркуля (тип I, тип T-1, тип II, тип III), затем указать его состояние (выпуск из производства, выпуск после ремонта, нахождение в эксплуатации и хранении), а также внести метрологические характеристики: диапазон измерений и цену деления шкалы.

Затем, в соответствии с внесенным типом, состоянием, диапазоном измерения и ценой деления шкалы,  компьютерная программа автоматически предложит необходимые операции поверки штангенциркуля. Выбор программой тех или иных операций основан на выявленных выше закономерностях в методике поверки.

В центральной части основного окна компьютерной программы находятся основные пункты меню. Среди них можно найти дополнительную справочную информацию о поверке («Показать средства поверки», «Показать пункты поверки», «Показать ГОСТы»);

Ввод результатов поверки (значений действительных метрологических характеристик) осуществляется в специальных полях, которые расположены в правой части.

При нажатии на кнопку «Запись результатов» происходит автоматическое внесение в память компьютера результатов, введенных оператором в соответствующие пункты электронного свидетельства о поверки (при этом выбор одной из предложенных программной формы документа осуществляется при нажатии на  «Выбор свидетельства»).

Рисунок 1. Основное окошко разработанной компьютерной программы

После сравнения полученных действительных значений метрологических характеристик с нормируемыми оператору необходимо принять одно из решений:

- выдача извещения о непригодности к применению СИ;

- выдача свидетельства.

Затем выбранный документ можно отправить на печать специальной командой.

Оригинальная компьютерная программа обладает следующими техническими требованиями:

- центральный процессор с тактовой частотой не ниже 233 МГц;

- операционная система не старше Microsoft Windows XP с архитектурой x86 и x64;

- оперативная память более 2 мб.

Следующим этапов развития написанной программы может стать ее подготовка к метрологической аттестации [6].

Заключение

1. Выдвинутая гипотеза, в которой сделано предположение, что снизить трудоемкость операции поверки и повысить быстродействие ее выполнения возможно с помощью специальной компьютерной программы,  подтвердилась. Это позволило включить разработанный программный продукт программу  в учебном процессе кафедры «Стандартизация, метрология и сертификация» совместно с используемыми образовательными технологиями [7 - 10].

2. Процедура поверки штангенциркуля состоит из 14 операций. Порядок их выполнения подчиняется определенным закономерностям и зависит от следующих факторов: тип исполнения штангенциркуля; вид отсчетного устройства; состояние средства измерений, нормируемые метрологические характеристики. Выявленную логику возможно запрограммировать на компьютере.

3. Известное программное решение в области поверки средств измерений («Метролог») обладает рядом недостатков. Среди них стоит выделить отсутствие возможности запрограммировать закономерности проведения поверки конкретного СИ.

4. Для повышения быстродействия и простоты операции поверки штангенциркуля была написана оригинальная компьютерная программа. Программа создана в среде Delphi и учитывает выявленные закономерности во включении в процедуру поверки той или иной операции в зависимости от типа СИ, вида отсчетного устройства, состояния СИ и метрологических характеристик.


Библиографический список
  1. Сычев Е.И., Храменков В.Н., Шкитин А.Д. Основы метрологии военной техники. М.: Воениздат, 1993. 390 с.
  2. Neil F. A New Method for the Calibration of the mV Ranges of an AC Measurement Standard // Fluke Calibration URL: ru.flukecal.com/node/19710
  3. Placko, D., 2006. Metrology in Industry. The Key for Quality. French College of Metrology, pp: 38-39.
  4. Программное обеспечение (ПО) Метролог на базе Microsoft Access // viscomp URL: viscomp.ru/metrology/metrolog-ms-access-only.
  5. Преимущества и особенности Delphi // Лекции по ТРПП, ППП, Информационной безопасности, стандартизации, метрологии и сертификации URL: starik2222.narod.ru/trpp/lec/11.htm.
  6. Самошина М.А., Баранов В.А. Методика аттестации программного обеспечения средств измерений // VIII Международная студенческая электронная научная конференция “СТУДЕНЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ 2016″ URL: http://.scienceforum.ru/2015/968/8464.
  7. Потапов А.А., Бавыкин О.Б. Основы учебного курса «Методы фрактального анализа» // Нелинейный мир. 2014. Т. 12 № 1. С. 004-008.
  8. Бавыкин О.Б. Формирование учебных занятий с применением измерительной системы для измерения шероховатости поверхности MarSurf XR 20 // Инженерный вестник Дона, 2014, № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2466.
  9. Кузнецов Д.Б., Полевщиков И.С., Лясин В.Н. Методика автоматизированного контроля знаний студентов по дисциплине «Теория вычислительных процессов» // Инженерный вестник Дона, 2013, № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2041.
  10. Бавыкин О.Б. Применение в образовании специализированных компьютерных программ «NOVA» и «MYTESTX» // IDO Science. 2011. № 1. С. 10-11.


Все статьи автора «Бавыкин Олег Борисович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация