Разработка технической документации
 

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации

Цели и задачи метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации в соответствии с действующими нормативными документами

Основные цели и задачи метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации на сегодняшний день определяет нормативный документ МИ 1325–86 "Методические указания. ГСИ. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации. Основные положения и задачи". В соответствии с ним МЭ конструкторской и технологической документации – анализ и оценка технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности измерений и обеспечению методами и средствами измерений процессов разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Причины указанной в определении целевой установки очевидны: низкий уровень метрологической проработки приводит к невозможности контроля параметров уже изготовленных изделий (сложных деталей, сборочных единиц, технологического оборудования и, особенно часто, средств измерений). С формальных позиций производство при обнаружении неконтролепригодности следует остановить, поскольку в случае выпуска изделий с неконтролируемыми параметрами возникает риск их неправильного функционирования с последствиями в виде возможных материальных потерь, аварий и катастроф.

 

Контроль решений конструкторов и технологов, с точки зрения возможности измерения параметров проектируемых изделий и процессов, проводился всегда в обязательном порядке. Формально такой контроль входил в непосредственные обязанности разработчиков, а также в обязанности контролирующих и утверждающих документацию лиц. Объективно этот процесс не являлся метрологической экспертизой из-за отсутствия систематизированного подхода и недостаточной метрологической подготовки конструкторов и технологов.

Эффективность метрологической экспертизы тем выше, чем раньше она начата, так как ошибки метрологического плана и их последствия легче устранить при раннем обнаружении. Чем полнее проведена метрологическая экспертиза, чем подробнее проработаны ее задачи, тем выше эффективность дальнейшей разработки документации и тем грамотнее будет осуществлено метрологическое обеспечение. Поэтому метрологическую экспертизу необходимо начинать до разработки основной конструкторской и технологической документации и подвергать ей все документы, начиная с заявки на разработку, технического задания на проектирование и технического предложения. На этапе экспертизы "предпроектных" документов можно оценить возможности контроля параметров будущего изделия универсальными средствами измерений, выяснить перспективы метрологического обеспечения будущего производства.

Метрологическая экспертиза проектной и рабочей документации (технического проекта, сборочных чертежей, пояснительной записки, технических условий, программы и методики испытаний) отличается тем, что появляются новые конкретные задачи, а решения задач, поставленных на более ранних этапах, приобретают завершенную форму.

Появление первого стандарта ГОСТ 8.103–73 "ГСИ. Организация и порядок проведения метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации" зафиксировало необходимость организационного оформления МЭ как специфического мероприятия и привлечения специалистов (экспертов-метрологов) для решения сложных задач. В настоящее время действуют "Методические указания" МИ 1325–86, идеология которых целиком заимствована из отмененного ГОСТ 8.103–73. Этот нормативный документ был невыполним из-за некорректной постановки задач МЭ документации. В новом НД сохранились практически все задачи предыдущего стандарта. Хотя необходимость метрологической экспертизы конструкторской, технологической и исследовательской документации сомнений не вызывает, проводить ее в соответствии с МИ 1325–86 затруднительно, а "в полном объеме" – невозможно.

Поскольку метрологическое обеспечение (как, впрочем, и любое другое) в окончательном виде направлено на обеспечение качества объекта экспертизы, и связь эта подчеркивается содержанием измерительного контроля, становится понятной попытка разработчиков "Методических указаний МИ 1315–86" переложить на экспертов-метрологов часть ответственности за обеспечение качества изделий. Однако содержание задач МЭ, зафиксированное в этом документе, явно выходит за рамки возможностей работника метрологической службы. Пример такой задачи – "определение оптимальной номенклатуры измеряемых параметров изделия и установление соответствия показателей точности измерений требованиям обеспечения оптимальных режимов технологических процессов". Эту задачу могут решать только конструкторские и технологические службы с привлечением метролога для квалифицированной консультации.

Среди задач МЭ есть и другие, которые можно рассматривать как попытки вмешаться в чужую область. Это относится к вопросам обработки результатов с использованием компьютеров, к обеспечению безопасности труда и даже к установлению правильности наименований и обозначений физических величин и их единиц (стандартное требование нормоконтроля).

Удивительным выглядит перечень документов, рекомендуемых для проведения метрологической экспертизы, в который не входят "предпроектные" документы и документы проектной стадии (перечень конструкторских документов начинается с чертежей деталей). Метрологическая экспертиза конструкции изделия должна начинаться не позднее, чем на этапе разработки технического задания, в противном случае в него могут быть заложены технические требования, которые будет затруднительно или невозможно проконтролировать на готовом изделии. Если такие требования будут обнаружены при экспертизе технического задания, в комплексный план параллельно с работой над основным изделием необходимо включить разработку специальных средств измерений или методик выполнения измерений. Аналогичный подход должен быть использован при экспертизе разрабатываемых методик исследований или испытаний продукции.

Реализация такого перспективного подхода на всех этапах проектирования изделия или технологического процесса гарантирует отсутствие тупиковых ситуаций при выборе методик выполнения измерений параметров объекта или его элементов. В частности, можно не опасаться метрологических неприятностей в ходе реализации технологического процесса изготовления изделия и при его испытаниях.

Первые попытки определить конкретные цели и задачи метрологической экспертизы были сделаны представителями машиностроительной отрасли в "Методических указаниях по проведению метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации (временных)" Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности. Позднее эти материалы были растиражированы в технической литературе.

Ниже приведены зафиксированные в приведенных источниках цели и задачи МЭ вместе с комментариями, которые вызваны недостатками исходных документов.

В МИ 1325–86 сказано, что МЭ конструкторской и технологической документации проводится с целью обеспечения эффективности контрольно-измерительных операций на стадиях разработки, изготовления, испытаний и применения продукции.

Из определения, приведенного в том же документе (см. начало настоящего раздела) ясно, что МЭ всегда преследует две основных цели:

установление правильности и достаточности назначаемых (назначенных) требований к точности параметров (эта цель вытекает из необходимости обеспечить нормальное функционирование объекта);
установление контролепригодности назначенных требований (эта цель связана с метрологическим обеспечением разработки, производства и, при необходимости, эксплуатации проектируемого объекта). "Контролепригодность" параметра – возможность его измерения с допустимой погрешностью, с учетом наличия измерительных баз и доступа к контролируемым поверхностям.
КОММЕНТАРИИ: 1. Достаточность требований к точности параметров обязан установить нормоконтроль, а правильность их назначения – функциональная МЭ.

2. В очевидных случаях (наличие аналогов) контролепригодность не ставится под сомнение, в сомнительных случаях для оценки контролепригодности необходимо иметь методику (или несколько методик) выполнения измерений экспертируемого параметра.

В "Методических указаниях по проведению метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации" представлены цели и задачи экспертизы по видам документов. Приведенный перечень документации, подлежащей экспертизе, включает все документы, в которых должны устанавливаться нормы точности или содержаться сведения о средствах и методах измерений. В частности, в перечисление входят заявка и техническое задание (стадия подготовки и разработки технического задания), техническое предложение, эскизный проект, технический проект (стадия разработки конструкции), чертежи деталей, сборочный чертеж, монтажный чертеж, пояснительная записка, расчеты, программа и методика испытаний (стадия разработки рабочей документации), эксплуатационные документы, ремонтные документы.

Затем упоминаются предварительные и перспективные проекты технологической документации и рабочая технологическая документация: маршрутная карта, карта эскизов, технологическая инструкция, ведомость оснастки, ведомости технологических документов (включая ведомость операций технического контроля), карты технологического процесса (включая карты типовых технологических процессов), операционные карты (включая операционные карты технического контроля и типовые операционные карты). Не забыт даже такой документ, как извещение об изменениях в документации, включающих подлежащую метрологической экспертизе информацию, а также указано, что номенклатура экспертируемых документов может быть расширена.

Цели и задачи метрологической экспертизы проектной документации


Цель МЭ заявки на разработку технического объекта – установление возможности измерений тех параметров предполагаемого для разработки изделия, к которым предъявляются (могут быть предъявлены) точностные требования; определение возможности метрологического обеспечения экспериментальных исследований, связанных с разработкой изделия, а также предварительная оценка метрологического обеспечения изготовления и эксплуатации намечаемого к разработке изделия.

КОММЕНТАРИЙ: декларируемые цели неопределенны (нет изделия, нет параметров, нет технологии) и не ограничены (возможна проработка бесконечного числа предполагаемых вариантов). Выполнимые цели на данном этапе должны включать только выявление перспективных параметров будущего изделия, существенно отличающихся от технических характеристик аналогов, и оценку их контролепригодности.

В задачи МЭ заявки входит выявление:

а — соответствия требуемых норм точности государственным и отраслевым стандартам, если действие таковых распространяется на изделие.

(КОММЕНТАРИЙ: очевидная задача нормоконтроля);

б—контролепригодности требуемых норм точности при помощи известных или специально спроектированных измерительных средств.

(КОММЕНТАРИЙ: специально спроектированные средства измерений обеспечивают контролепригодность практически всегда);

в — необходимости проведения метрологических исследований при разработке изделий, их видов и объема;

г—необходимости разработки новых специальных измерительных средств и методов измерения, которые будут использованы при экспериментальных исследованиях при разработке изделия;

д—необходимости приобретения измерительных средств, в том числе импортных, которые будут использованы при разработке изделия;

е — необходимости выделения или строительства помещений и приобретения специального оборудования для обеспечения условий проведения метрологических исследований, связанных с разработкой изделия;

ж — возможной потребности в разработке специальных измерительных средств и методов измерения для метрологического обеспечения производства изделия и его последующей эксплуатации;

з — возможной потребности в приобретении измерительных средств, в том числе импортных, для метрологического обеспечения производства изделия и его последующей эксплуатации;

и — возможной потребности в выделении или строительстве помещений и в приобретении специального оборудования для обеспечения условий проведения измерений в процессе производства изделия и его последующий эксплуатации.

(КОММЕНТАРИЙ общий к п.п. в…и : на этапе подготовки и оформления заявки информации явно недостаточно даже для постановки таких задач, не говоря уже о необходимости их решения. См. также Комментарий к целям МЭ заявки);

к—правильности терминологии, а также наименований и обозначений физических величин и их единиц.

(КОММЕНТАРИЙ: очевидная задача нормоконтроля как и в п. а).

Анализ целей и задач МЭ заявки позволяет утверждать:


намеченные для реализации на этапе работы с заявкой цели недостижимы, а задачи МЭ невыполнимы;
предложенные цели и задачи представляют определенную ценность и могут оказаться вполне приемлемыми для стандартизационной и метрологической экспертизы на тех этапах, где они будут подкреплены необходимой и достаточной информацией;
По тому же НД при метрологической экспертизе технического задания (ТЗ) ставятся такие же цели, что и при МЭ заявки и должны быть решены те же задачи, если они не были решены ранее. Если задачи были решены, должна проводиться проверка выполнения рекомендаций МЭ документов предыдущей стадии и внесение уточнений на основе дополнительных по сравнению с заявкой данных, содержащихся в ТЗ.

При метрологической экспертизе технического предложения, эскизного проекта и технического проекта предлагаемый НД набор целей и задач, а также предложения по внесению уточнений носят аналогичный характер. Определенного внимания заслуживают некоторые дополнительные моменты, к которым можно отнести такие:

проверка контролепригодности назначенных норм точности в предположении использования стандартных средств измерений (СИ) и/или имеющихся специальных СИ. Если контролепригодность отсутствует или затруднена, необходимо выяснить обоснованность выбора нормируемых параметров и назначенных норм их точности.
проверка наличия (или возможности организации) необходимой среды измерений, включая защиту от влияющих величин;
проверка инструментальной обеспеченности возможностей измерения нормированных параметров (в том числе выявление необходимости разработки НСИ и/или приобретения необходимых СИ) как одной из задач метрологического обеспечения разработки, производства и последующей эксплуатации проектируемого объекта.
При проектировании СИ дополнительно проводят проверку обоснованности и достаточности метрологических характеристик, нормированных на предыдущих этапах проектирования.

Цели и задачи метрологической экспертизы рабочей конструкторской документации


Задачи общие для всех документов:

проверка в текстовых записях (при наличии) правильности терминологии, наименований и обозначений физических величин и их единиц.
(КОММЕНТАРИЙ: фактическая обязанность нормоконтроля);

проверка взаимной увязки между собой допусков макрогеометрии (размеров, формы и расположения поверхностей) и увязки с ними требований к высотным параметрам микрогеометрии (шероховатости поверхностей).
(КОММЕНТАРИЙ: одна из наиболее важных "промежуточных задач", неудовлетворительное решение которой приводит к неконтролепригодности параметров);

проверка контролепригодности назначенных норм точности при использовании стандартных СИ и/или имеющихся специальных СИ;
проверка правильности методов контроля.
(КОММЕНТАРИЙ: возможна только в случае если таковые зафиксированы в экпертируемой документации, например, в разделе контроль и испытания);

проверка достаточности методов контроля (здесь под достаточностью понимают обеспечение методами и средствами контроля всех устанавливаемых в данном документе норм точности. Учитывают возможность применения косвенных методов контроля);
установление соответствия показателей точности измерений требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости.
(КОММЕНТАРИЙ: для обеспечения эффективности контроля необходима представительность его результатов);

установление преимущественного применения стандартизованных или наличия аттестованных МВИ.
(КОММЕНТАРИЙ: аттестованные варианты МВИ могут быть выбраны в частности по РД 50 – 98 – 86);

проверка полноты и определенности описания операций контроля;
проверка экономичности выбранного метода контроля.
(КОММЕНТАРИЙ: экономичность определяется не только себестоимостью операции контроля, но и необходимыми капитальными затратами на покупку или разработку и изготовление СИ с учетом возможности их использования для других подобных измерений);

проверка правильности указаний по организации и проведению измерений для обеспечения безопасности труда.
К особенностям задач МЭ технологической документации можно отнести только предложения оценивать контролепригодность с учетом возможности измерений "без съема детали со станка" или "со съемом", анализ необходимости введения "производственного допуска", проверка соответствия производительности контроля другим технологическим операциям.

Анализ показывает, что приведенные в нормативных документах цели и задачи экспертизы, при всех отмеченных недостатках могут быть использованы для определения конкретной цели (целей) и постановки задач.

Если основная цель заказчика экспертизы – получение экспертной оценки документации (конструкторской, технологической, нормативной, исследовательской), то следует проводить формальную экспертизу, ограничиваясь выяснением контролепригодности назначенных параметров. При этом основываются на допущении о правильности всех назначенных параметров (не ставят под сомнение полноту назначенных требований и их обоснованность). Критике подлежат только оформление назначенных требований и в исключительных случаях (при очевидной неконтролепригодности из-за явных ошибок разработчика документа) – значения требований и/или сопряженные с ними нормы точности, например допуски базовых элементов.

Однозначно сформулированная цель экспертизы позволяет поставить конкретные задачи. К задачам, которые могут быть выбраны из приведенного выше набора, по необходимости приходится добавлять следующие:

проектирование МВИ (если в документации отсутствует ее описание) для каждого экспертируемого параметра. Проработка проектируемой МВИ может осуществляться на схемном уровне (в тривиальных ситуациях с очевидными решениями), либо с добавлением необходимых подробностей (в остальных случаях);
подтверждение контролепригодности/неконтролепригодности параметра с помощью выбранной МВИ, включая доказательства инструментальной доступности и обеспечения точности (удовлетворительное соотношение допустимой погрешности и предела реализуемой погрешности измерений при заданной доверительной вероятности).
Если в ходе экспертизы обнаружены принципиальные ошибки, которые обуславливают неконтролепригодность параметра, то появляется необходимость корректировки основных параметров объекта (его перепроектирования). В таком случае экспертизе подвергают уже не документацию, а представляемый анализируемыми документами объект. Экспертиза, фактической целью которой является совершенствование объекта, называется функциональной.

В обязательные задачи функциональной экспертизы входят:

анализ функционирования объекта и влияния назначенных параметров на эффективность функционирования;
оптимизация назначенных номинальных значений параметров и норм их точности по выбранным критериям.
Только после решения этих задач можно переходить к последующей формальной экспертизе объекта.

Опыт проведения экспертизы конструкторской документации показывает, что одним из основных ее элементов является анализ размерных цепей. При явных ошибках разработчиков, которые приводят к неконтролепригодности параметров из-за некорректно выбранных баз, неправильных соотношений между допусками размеров, формы и расположения поверхностей и т.д., размерные цепи приходится рассчитывать наново. В значительной части случаев расчеты размерных цепей вообще отсутствуют в представленной на экспертизу документации, и эксперт вместо проверки расчетов вынужден самостоятельно строить конструкторские или технологические цепи, а затем рассчитывать их. Измерительные размерные цепи строят и рассчитывают при отсутствии аттестованных и типовых МВИ или при обоснованных сомнениях в возможности их применения.

Возврат к списку


Это нравится:0Да/0Нет
writer
Какой у вас опыт в оценке технической документации? Поделитесь, интересно!
Это нравится:1Да/0Нет
Гость
Всё написанное, весьма интересно, но без ссылок на конкретные нормативные документы совершенно недоказуемо. Любой разработчик опровергнет такие голословные заявления "на раз",  а любая комиссия, например из ГОЗа навешает замечаний.
"  В обязательные задачи функциональной экспертизы входят:" - это входит в обязанности разработчика (конструктора, технолога) - считать цепи и т.п. При этом НД по МЭ учит нас, что метролог не должен подменять конструктора и технолога, а должен давать оценку решениям принятым в части контроля и измерения параметров
Это нравится:0Да/0Нет
Гость
;)   *writing*