eng
Выпуск #3/2018
Е. Зимина, В. Кайнова
Роль метрологической экспертизы технической документации в повышении качества выпускаемых изделий
Роль метрологической экспертизы технической документации в повышении качества выпускаемых изделий
Просмотры: 2095
Представлены базовые принципы метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации. Показана необходимость создания единой информационной среды между системами «конструктор», «технолог», «метролог» в рамках единого информационного пространства промышленности России.
DOI: 10.22184/24999407.2018.12.03.86.88
DOI: 10.22184/24999407.2018.12.03.86.88
Теги: cadsystems cad-системы design and technological documentation metrological examination norm control конструкторская и технологическая документация метрологическая экспертиза
Принципиально важным новым положением Федерального закона РФ «Об обеспечении единства измерений» (№ 102-ФЗ от 26.06.2008 г.) является включение в него ст. 14, содержащей ряд положений, регламентирующих проведение метрологической экспертизы проектной, конструкторской и технологической документации, а также других объектов [1]. Метрологическая экспертиза и нормоконтроль являются частью комплекса работ по метрологическому и нормативному обеспечению проектирования и неотъемлемой частью технической экспертизы конструкторской, технологической, проектной, нормативной и другой документации.
Конструкторская и технологическая документация – значимый и ответственный вид интеллектуальной продукции. В технической документации (ТД) отражаются требования к продукции, такие как потребительские, эксплуатационные, эргономические, надежности, безопасности и др.
В то же время практика подтверждает, что в конструкторской документации обнаруживается порядка 10% конструкторских (исполнительских) ошибок и 90% – ошибок, связанных с несоблюдением стандартов и метрологических норм. В ЕСКД предусмотрены конструкторский, технологический и нормоконтроль качества КД [2, 3].
Обычно, чем раньше возникает дефект КД, тем труднее его выявить и тем больший суммарный ущерб он наносит. Эффективность контроля качества конструкторской документации (КД) на этапе ее разработки составляет 46%, на этапе опытного производства – 63%, на этапе серийного производства – 80%, а в процессе эксплуатации доходит до 100%. Следовательно, необходимо уделять особое внимание именно этапу разработки КД.
Метрологическая экспертиза (МЭ) – анализ и оценка правильности установления и соблюдения метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе [1]. МЭ проводится в обязательном и добровольном порядке. Она пронизывает все стадии разработки документации продукции машиностроения и является важным элементом системы менеджмента качества метрологического обеспечения. Задачи МЭ успешно решаются при условии ее проведения с ранних стадий разработки документации, начиная с технического задания и разработки технического проекта. Метрологическая экспертиза и нормоконтроль способствуют квалифицированному решению технико-экономических задач при разработке документации.
МЭ ТД проводят путем анализа и оценивания технических решений в части метрологического обеспечения (технических решений, касающихся измеряемых параметров, установления требований к точности измерений, выбора методов и средств измерений, их метрологического обслуживания) [4]. Общие вопросы, решаемые при выполнении метрологической экспертизы:
Ф правильность использования метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц;
Ф правильность обозначения единиц физических величин;
Ф рациональный выбор номенклатуры измеряемых параметров;
Ф правильность задания норм точности и определение оптимальной точности измерений;
Ф оценка контролепригодности изделия, выбор методов и средств измерения;
Ф оценка экономических параметров по трудоемкости контрольных операций и себестоимости применяемых средств измерений и контролируемых изделий.
Метрологическая экспертиза включает в себя метрологический контроль технической документации, который предусматривает проверку документации в процессе ее разработки на соответствие конкретным метрологическим требованиям. Метрологический контроль может выполняться в рамках нормоконтроля, силами специально подготовленных нормоконтролеров. Замечания при метрологическом контроле имеют обязательный характер и подлежат устранению [4].
Метрологическая экспертиза конструкторской (КД) и технологической документации (ТД) занимает наибольший объем и вызывает значительные трудности у экспертов-метрологов. Рассмотрение вопросов и задач, решаемых при метрологической экспертизе технической документации, показывает, что они должны ориентироваться в большом объеме критериев и методов оценки, нормативных документов по вопросам метрологии, ЕСКД и ЕСТД.
В разных отраслях машиностроения основной объем составляют измерения геометрических характеристик (параметров). Анализ практики проведения МЭ машиностроительных чертежей и технологической документации показал наличие следующих типовых ошибок в КД и ТД [5, 6]:
Ф невозможность контроля детали или изделия в связи с особенностями конструкции, неправильным указанием допусков;
Ф неправильный выбор измерительных баз;
Ф необоснованный выбор средств измерений; применяются не соответствующие по точности средства измерений, что может привести к недостоверным результатам измерений и значительным потерям;
Ф нерационально задается большая номенклатура контролируемых параметров (общие допуски мало применяются);
Ф несоблюдение соотношения между допуском размера и геометрическими допусками (формы, ориентации, месторасположения и биения) и требованиям к шероховатости поверхности для разных уровней геометрической точности, в том числе:
3 допуски формы на ответственных поверхностях назначаются конструктором без увязки с допуском размера, без учета жесткости конструкции детали, определяемой соотношением L/2d, или часто отсутствуют совсем;
3 допуски расположения задаются необоснованно, без учета условий работы или они неконтролепригодны ввиду неправильного выбора базового элемента (базовая поверхность выбирается малой длины по сравнению с контролируемой, имеет низкую точность);
3 при нормировании шероховатости поверхности не обеспечиваются минимально необходимые требования по параметру Ra, что может привести к дополнительной погрешности измерения.
Авторами предлагается методика проведения МЭ рабочей КД и ТД, разработанная на основе РМГ 63-2003 [4], требований ЕСКД и практики преподавания учебных модулей курса «Метрологическая экспертиза технической документации» на ведущих предприятиях Нижнего Новгорода. Методика включает основные задачи, критерии оценки и нормативные документы, необходимые для выполнения метрологической экспертизы разных видов технической документации [5, 6, 7, 8].
В настоящее время ошибки конструирования крайне трудно обнаружить автоматизированным путем. В то же время разработчик не всегда имеет возможность своевременно получить необходимую информацию по технологии изготовления, измерению и контролю деталей. Технологические и метрологические службы загружены своими задачами. В большинстве случаев отсутствуют актуализированные базы данных средств технологического оснащения (оборудования, режущего инструмента, оснастки и т.п.) и средств измерений и контроля, имеющихся на предприятии. Это объясняется отсутствием активных информационных связей между системами «конструктор», «технолог», «метролог».
Анализ возможностей современных CAD-систем показал, что они не обеспечивают конструкторскую, технологическую и метрологическую поддержку разработчика при проектировании деталей [9, 10]. В CAD-системах есть встроенные библиотеки для выбора допусков размеров, формы, расположения поверхностей, параметров шероховатости. Конструктор выбирает допуски из предлагаемого системой списка, отклонения при этом проставляются автоматически. Но в системах отсутствует проверка взаимоувязки назначаемых разработчиком геометрических характеристик (параметров), проверка контролепригодности параметров и т.д. Все это приводит к ошибкам в рабочих чертежах, неправильному составлению технологии изготовления, к доработкам документации, потере времени при подготовке производства и снижению качества выпускаемых изделий.
При подготовке и реализации программы создания единого информационного пространства промышленности России «4.0 RU» [11] необходимо обеспечить и единую информационную среду между системами «конструктор», «технолог», «метролог». Конструкторская, технологическая и метрологическая информационная поддержка разработчика при проектировании изделий значительно облегчит труд проектировщика, метролога-эксперта, сократит затраты времени и повысит качество КД и ТД.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральный закон Российской Федерации от 26 июня 2008 года № 102ФЗ «Об обеспечении единства измерений» (с изм.).
2. ГОСТ 2.1112013. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Нормоконтроль.
3. ГОСТ 14.20673. Технологический контроль конструкторской документации.
4. РМГ 632003. ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации.
5. Кайнова В. Н., Лебедев Г. И., Тесленко Е. В. Метрологическая экспертиза технической документации учебнометодическое пособие. – Н. Новгород: НГТУ, 2010. 40 с.
6. Кутяйкин В. Г., Кайнова В. Н., Зимина Е. В. [и др.]. Метрологическая экспертиза технической документации машиностроения: учебнометодическое пособие. – Н. Новгород: НГТУ, 2017. 340 с.
7. Зимина Е. В., Кайнова В. Н. Роль метрологической экспертизы технической документации в повышении проектного качества продукции // Труды НГТУ. – Н. Новгород, 2015. № 4. С. 186–192.
8. Зимина Е. В., Кайнова В. Н., Кутяйкин В. Г. Метрологическая экспертиза конструкторской документации продукции машиностроения // Компетентность. 2015. № 7. С. 43–46.
9. Андреев В. В., Тесленко Е. В. Автоматическое формирование массива конструктивнотехнологических признаков деталей интеллектуальной информационной системой // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2010. № 3. С. 170–174.
10. Андреев В. В., Тесленко Е. В. Интеллектуальная информационная система технологического проектирования в CADсистемах // Научнотехнический вестник Поволжья. 2011. № 6. С. 90–92.
11. Стартовала программа создания единого цифрового пространства промышленности «4.0 ru» // СТАНКОИНСТРУМЕНТ. 2018. № 1 (010). С. 19.
ЗИМИНА Елена Витальевна –
кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроительные технологические комплексы», НГТУ им. Р.Е. Алексеева
КАЙНОВА Валентина Николаевна –
кандидат технических наук, доцент кафедры
«Теоретическая и прикладная механика» НГТУ им. Р.Е.Алексеева
Конструкторская и технологическая документация – значимый и ответственный вид интеллектуальной продукции. В технической документации (ТД) отражаются требования к продукции, такие как потребительские, эксплуатационные, эргономические, надежности, безопасности и др.
В то же время практика подтверждает, что в конструкторской документации обнаруживается порядка 10% конструкторских (исполнительских) ошибок и 90% – ошибок, связанных с несоблюдением стандартов и метрологических норм. В ЕСКД предусмотрены конструкторский, технологический и нормоконтроль качества КД [2, 3].
Обычно, чем раньше возникает дефект КД, тем труднее его выявить и тем больший суммарный ущерб он наносит. Эффективность контроля качества конструкторской документации (КД) на этапе ее разработки составляет 46%, на этапе опытного производства – 63%, на этапе серийного производства – 80%, а в процессе эксплуатации доходит до 100%. Следовательно, необходимо уделять особое внимание именно этапу разработки КД.
Метрологическая экспертиза (МЭ) – анализ и оценка правильности установления и соблюдения метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе [1]. МЭ проводится в обязательном и добровольном порядке. Она пронизывает все стадии разработки документации продукции машиностроения и является важным элементом системы менеджмента качества метрологического обеспечения. Задачи МЭ успешно решаются при условии ее проведения с ранних стадий разработки документации, начиная с технического задания и разработки технического проекта. Метрологическая экспертиза и нормоконтроль способствуют квалифицированному решению технико-экономических задач при разработке документации.
МЭ ТД проводят путем анализа и оценивания технических решений в части метрологического обеспечения (технических решений, касающихся измеряемых параметров, установления требований к точности измерений, выбора методов и средств измерений, их метрологического обслуживания) [4]. Общие вопросы, решаемые при выполнении метрологической экспертизы:
Ф правильность использования метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц;
Ф правильность обозначения единиц физических величин;
Ф рациональный выбор номенклатуры измеряемых параметров;
Ф правильность задания норм точности и определение оптимальной точности измерений;
Ф оценка контролепригодности изделия, выбор методов и средств измерения;
Ф оценка экономических параметров по трудоемкости контрольных операций и себестоимости применяемых средств измерений и контролируемых изделий.
Метрологическая экспертиза включает в себя метрологический контроль технической документации, который предусматривает проверку документации в процессе ее разработки на соответствие конкретным метрологическим требованиям. Метрологический контроль может выполняться в рамках нормоконтроля, силами специально подготовленных нормоконтролеров. Замечания при метрологическом контроле имеют обязательный характер и подлежат устранению [4].
Метрологическая экспертиза конструкторской (КД) и технологической документации (ТД) занимает наибольший объем и вызывает значительные трудности у экспертов-метрологов. Рассмотрение вопросов и задач, решаемых при метрологической экспертизе технической документации, показывает, что они должны ориентироваться в большом объеме критериев и методов оценки, нормативных документов по вопросам метрологии, ЕСКД и ЕСТД.
В разных отраслях машиностроения основной объем составляют измерения геометрических характеристик (параметров). Анализ практики проведения МЭ машиностроительных чертежей и технологической документации показал наличие следующих типовых ошибок в КД и ТД [5, 6]:
Ф невозможность контроля детали или изделия в связи с особенностями конструкции, неправильным указанием допусков;
Ф неправильный выбор измерительных баз;
Ф необоснованный выбор средств измерений; применяются не соответствующие по точности средства измерений, что может привести к недостоверным результатам измерений и значительным потерям;
Ф нерационально задается большая номенклатура контролируемых параметров (общие допуски мало применяются);
Ф несоблюдение соотношения между допуском размера и геометрическими допусками (формы, ориентации, месторасположения и биения) и требованиям к шероховатости поверхности для разных уровней геометрической точности, в том числе:
3 допуски формы на ответственных поверхностях назначаются конструктором без увязки с допуском размера, без учета жесткости конструкции детали, определяемой соотношением L/2d, или часто отсутствуют совсем;
3 допуски расположения задаются необоснованно, без учета условий работы или они неконтролепригодны ввиду неправильного выбора базового элемента (базовая поверхность выбирается малой длины по сравнению с контролируемой, имеет низкую точность);
3 при нормировании шероховатости поверхности не обеспечиваются минимально необходимые требования по параметру Ra, что может привести к дополнительной погрешности измерения.
Авторами предлагается методика проведения МЭ рабочей КД и ТД, разработанная на основе РМГ 63-2003 [4], требований ЕСКД и практики преподавания учебных модулей курса «Метрологическая экспертиза технической документации» на ведущих предприятиях Нижнего Новгорода. Методика включает основные задачи, критерии оценки и нормативные документы, необходимые для выполнения метрологической экспертизы разных видов технической документации [5, 6, 7, 8].
В настоящее время ошибки конструирования крайне трудно обнаружить автоматизированным путем. В то же время разработчик не всегда имеет возможность своевременно получить необходимую информацию по технологии изготовления, измерению и контролю деталей. Технологические и метрологические службы загружены своими задачами. В большинстве случаев отсутствуют актуализированные базы данных средств технологического оснащения (оборудования, режущего инструмента, оснастки и т.п.) и средств измерений и контроля, имеющихся на предприятии. Это объясняется отсутствием активных информационных связей между системами «конструктор», «технолог», «метролог».
Анализ возможностей современных CAD-систем показал, что они не обеспечивают конструкторскую, технологическую и метрологическую поддержку разработчика при проектировании деталей [9, 10]. В CAD-системах есть встроенные библиотеки для выбора допусков размеров, формы, расположения поверхностей, параметров шероховатости. Конструктор выбирает допуски из предлагаемого системой списка, отклонения при этом проставляются автоматически. Но в системах отсутствует проверка взаимоувязки назначаемых разработчиком геометрических характеристик (параметров), проверка контролепригодности параметров и т.д. Все это приводит к ошибкам в рабочих чертежах, неправильному составлению технологии изготовления, к доработкам документации, потере времени при подготовке производства и снижению качества выпускаемых изделий.
При подготовке и реализации программы создания единого информационного пространства промышленности России «4.0 RU» [11] необходимо обеспечить и единую информационную среду между системами «конструктор», «технолог», «метролог». Конструкторская, технологическая и метрологическая информационная поддержка разработчика при проектировании изделий значительно облегчит труд проектировщика, метролога-эксперта, сократит затраты времени и повысит качество КД и ТД.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральный закон Российской Федерации от 26 июня 2008 года № 102ФЗ «Об обеспечении единства измерений» (с изм.).
2. ГОСТ 2.1112013. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Нормоконтроль.
3. ГОСТ 14.20673. Технологический контроль конструкторской документации.
4. РМГ 632003. ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации.
5. Кайнова В. Н., Лебедев Г. И., Тесленко Е. В. Метрологическая экспертиза технической документации учебнометодическое пособие. – Н. Новгород: НГТУ, 2010. 40 с.
6. Кутяйкин В. Г., Кайнова В. Н., Зимина Е. В. [и др.]. Метрологическая экспертиза технической документации машиностроения: учебнометодическое пособие. – Н. Новгород: НГТУ, 2017. 340 с.
7. Зимина Е. В., Кайнова В. Н. Роль метрологической экспертизы технической документации в повышении проектного качества продукции // Труды НГТУ. – Н. Новгород, 2015. № 4. С. 186–192.
8. Зимина Е. В., Кайнова В. Н., Кутяйкин В. Г. Метрологическая экспертиза конструкторской документации продукции машиностроения // Компетентность. 2015. № 7. С. 43–46.
9. Андреев В. В., Тесленко Е. В. Автоматическое формирование массива конструктивнотехнологических признаков деталей интеллектуальной информационной системой // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2010. № 3. С. 170–174.
10. Андреев В. В., Тесленко Е. В. Интеллектуальная информационная система технологического проектирования в CADсистемах // Научнотехнический вестник Поволжья. 2011. № 6. С. 90–92.
11. Стартовала программа создания единого цифрового пространства промышленности «4.0 ru» // СТАНКОИНСТРУМЕНТ. 2018. № 1 (010). С. 19.
ЗИМИНА Елена Витальевна –
кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроительные технологические комплексы», НГТУ им. Р.Е. Алексеева
КАЙНОВА Валентина Николаевна –
кандидат технических наук, доцент кафедры
«Теоретическая и прикладная механика» НГТУ им. Р.Е.Алексеева
Отзывы читателей
