Сегодня все большее значение придается измерениям, поскольку процесс развития любой науки идет в направлении от менее точного уровня к более точному и теоретическому. Эта значимость отражена в цитатах великих ученых 19–20 веков. Достаточно вспомнить замечательное выражение Д.И. Менделеева – гения русской науки: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры». Роль измерений в науке высоко оценил советский и украинский математик Ю.А. Митропольский. Ему принадлежит знаменитая фраза: «Зависимость состояния конкретной науки от качества измерений настолько жесткая, что точными мы называем именно те науки, в которых с позиций потребностей сегодняшнего дня решена проблема измерения» (Митропольский Ю.А., 1985). Поставленные нами вопросы: что понимают сегодня под термином «измерение», как изменилось это понятие с введением нового терминологического стандарта, и чем термин «измерение» отличается от термина «контроль» предопределил цель исследования – анализ сходства и различий в определении основополагающих терминов «измерение» и «контроль», применяемых в метрологии.
Для реализации поставленной цели проведен сравнительный анализ терминов «измерение» и «контроль (табл. 1–3).
Таблица 1
Анализ термина «измерения», регламентированного в национальных и международных нормативных документах (НД) по метрологии
|
НД |
Нормативный и законодательный документ (статус) |
Определение термина измерение |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
ГОСТ 16263–70 «Метрология. Термины и определения» (заменен на РМГ 29–99) |
Нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств |
|
2 |
РМГ 29–99 «Метрология. Основные термины и определения» (заменен на РМГ 29–2013) |
Совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины |
|
3 |
МИ 2247–93 «Метрология. Основные термины и определения» (отменен без замены) |
Совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины |
|
4 |
ФЗ РФ от 27.04.1993 N 4871–1 (ред. от 10.01.2003) «Об обеспечении единства измерений» |
Определение отсутствует |
|
5 |
ГОСТ Р ИСО 5725–1–2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Ч.1. Основные положения и определения» (актуальная редакция НД) |
Определение отсутствует. Однако из контекста следует, что измерение (испытание, контроль) – стандартизованная процедура, направленная на получение результатов с заданной (требуемой) или установленной точностью измерений, реализуемая на основе регламентированного (стандартизованного) метода измерений |
|
6 |
Словарь основных терминов и определений по метрологии VIM 3 «Международный словарь по метрологии. Основные и общие понятия и соответствующие термины» (2007 г, переизд. в 2010 г) [10] |
Процесс экспериментального получения одного или более значений величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине |
|
7 |
ФЗ РФ от 26.06.2008 N 102–ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Об обеспечении единства измерений» |
Совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины |
|
8 |
РМГ 29–2013 «Метрология. Основные термины и определения» (актуальная редакция НД) |
Процесс экспериментального получения одного или более значений величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине. |
Наиболее полное определение термина «измерение» было дано в отмененных в настоящее время терминологических стандартах: РМГ 29–99 и МИ 2247–93. В них подчеркивалась не только экспериментальная направленность процедуры, но и её метрологическое предназначение: сравнение с единицей измерения, воплощенной в эталоне. Однако объект измерений ограничивался физической величиной. Под объектом измерений в РМГ 29–99 было регламентировано тело (физическая система, процесс, явление и т.д.), которое можно характеризовать одной или несколькими измеряемыми физическими величинами. В РМГ 29–2013 объект измерений – это «материальный объект или явление, которые характеризуются одной или несколькими измеряемыми и влияющими величинами». В этом НД измерение подразумевает не только сравнение величин, но и счет объектов. Понятие «измерений» существенно расширилось после введения термина «шкала измерений». Признается, что измерять можно не только с помощью средств измерений, но и по шкалам измерений. Однако измерение (оценку) количественного свойства возможно только с применение метрических шкал измерений. В ГОСТ Р ИСО 5725–1–2002 термин «измерение» трактуется в расширенном смысле – как получение численного значения, в том числе, и в других процедурах, таких как контроль (испытаний, анализа и т.п.). Однако характер большинства приведенных в Стандартах 5725 примеров вызывает предположение, что они распространяются лишь на измерения состава и свойств веществ и материалов.
Следует подчеркнуть, что в основном законодательном документе (см. табл. 1) определение термина «измерение» трактуется довольно общей формулировкой, подчёркнут экспериментальный характер и необходимость применения обоснованной процедуры получения одного или более количественных значений величины.
Мы проанализированы доступные источники информации (табл. 2) и установили, что в них ученые – авторы учебников и пособий подчеркивают гносеологический (познавательный) аспект и экспериментальный характер процедуры, выполняемой путем сравнения величины с известной величиной, принятой за единицу сравнения. Из анализа таблицы следует, что приведенные в ней термины – различные интерпретации стандартизованного в РМГ 29 определения.
Таблица 2
Анализ термина «измерение» (сводные данные из доступных источников информации)
|
№ |
Источник информации |
Определение термина измерение |
|
1 |
Тюрин Н.И. «Введение в метрологию» (уч. пособие, 1973 г.) [7] |
Познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной величины с известной величиной, принятой за единицу сравнения |
|
2 |
Ехлаков В.П., Маков Л.В. «Измерение и контроль параметров технических комплексов» (уч. пособие, 1978 г.) |
Акт познания, заключающийся в сравнении опытным путем данного размера величины с некоторым ее значением, принятым за единицу измерения, выполнении необходимых логических и вычислительных действий, и представлении результата в числовой форме с указанием его точности |
|
3 |
Котов В.Н., Кузнецов В.И. «Применение теории измерений в биологических исследованиях» (уч. пособие, 1985 г.) [4] |
Приписывание различным проявлениям некоторого свойства материальных объектов определенных действительных чисел с целью его познания (философский аспект) |
|
4 |
Основные термины в области метрологии авт. Юдин М.Ф., Селиванов М.Н. Словарь – справочник под редакцией Ю.В. Тарбеева (1989 г.) [9] |
Совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, заключающихся в сравнении (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей с целью получения значения этой величины (или информации о нем) в форме, наиболее удобной для использования |
|
5 |
Шишкин И.Ф. «Метрология, стандартизация и управление качеством» (уч. пособие, 1990 г.) [8] |
Сравнение неизвестного размера с известным и выражение первого через второй в кратном или дольном отношении |
|
6 |
Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. «Измерительная техника»: УП для технических вузов – М.: «Выс. школа» (уч. пособие, 1991 г.) [1] |
Информационный процесс получения опытным путем численного отношения между данной физической величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения
|
|
7 |
Шишкин И.Ф. «Теоретическая метрология» (уч. пособие, 2010 г.) |
Получение информации о размере измеряемой величины |
|
8 |
Миронов Э.Г., Н.П. Бессонов «Метрология и технические измерения» (уч. пособие, 2015 г.) [5] |
Совокупность операций по сравнению опытным путем измеряемой величины с некоторым ее значением, принятым за единицу измерения |
Измерение в терминах производимых исследователем операций – это приписывание объекту числа по определенному правилу. Это правило устанавливает соответствие между измеряемым свойством объекта и результатом измерения – количественным признаком. В обыденном сознании, как правило, отсутствует необходимость разделять свойства вещей и их признаки: такие свойства предметов, как вес и длина, мы отождествляем, соответственно, с количеством граммов и сантиметров. Если нет необходимости в измерении, мы ограничиваемся сравнительными суждениями: этот человек тревожный, а этот – нет; этот более сообразителен, чем другой, и т.д. В научном исследовании нам исключительно важно отдавать себе отчет в том, что точность, с которой признак отражает измеряемое свойство, зависит от процедуры (операции) измерения.
Определение термина «контроль» (таблица 3), приведенное в ГОСТ 16504–81, является наиболее общим, что сужает категории возможных требований. Определение методологии контроля из ГОСТ Р ИСО 9000–2008 представляется не совсем корректным, в определении отсутствует упоминание об объекте и требованиях к нему.
Таблица 3
Анализ термина «контроль» (сводные данные из доступных источников информации)
|
№ |
Источник информации |
Определение термина контроль |
|
1 |
ГОСТ 16504–81 «Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения» (взамен ГОСТ 16504–74) |
Проверка соответствия объекта установленным техническим требованиям. Контроль качества – это проверка соответствия продукции или процесса, от которого зависит ее качество, установленным требованиям. |
|
2 |
ГОСТ 16504–81«Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения» (взамен ГОСТ 16504–74) |
Экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него, при его функционировании, при моделировании объекта и (или) воздействий. |
|
3 |
ГОСТ Р ИСО 9000–2008 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь» (взамен ГОСТ Р ИСО 9000–2001) |
Контроль – процедура оценивания соответствия путём наблюдения и суждений, сопровождаемых соответствующими измерениями, испытаниями или калибровкой. |
|
4 |
ИСО/МЭК 17000–2004 «Оценка соответствия. Словарь и общие принципы» (взамен ГОСТ Р ИСО/МЭК 17000–2009) |
Контроль – проверка проектной документации на продукцию, продукции, процесса или монтажа и определение их соответствия заданным требованиям или, на основе профессионального суждения, общим требованиям. |
|
5 |
Колчков В.И. «Метрология, стандартизация и сертификация» (уч. пособие, 2010 г) [3] |
Контроль качества – это процесс получения и обработки информации об объекте с целью определения нахождения параметров объекта в заданных пределах. Процесс контроля заключается в установлении соответствия действительных значений физических величин установленным предельным значениям. Контроль должен ответить на вопрос находится ли контролируемая физическая величина в поле допуска или выходит за его пределы. |
|
6 |
Ю.И. Ребрин «Управление качеством» (уч. пособие, 2004 г) [6] |
Контроль – это процесс определения и оценки информации об отклонениях действительных значений от заданных, или их совпадении и результатах анализа. Контролировать можно цели, ход выполнения плана, прогнозы, развитие процесса. |
|
7 |
ИСО 8402-94 «Управление качеством и обеспечение качества – Словарь» (взамен ИСО 8402–86) |
Контроль – деятельность, включающая проведение измерений, экспертизы, испытаний или оценки одной или нескольких характеристик (с целью калибровки) объекта и сравнение полученных результатов с установленными требованиями для определения, достигнуто ли соответствие по каждой из этих характеристик |
Попытка указать объекты контроля (ИСО/МЭК 17000–2004) не представляется удачной. В учебном пособии В.И. Колчкова [3] приведено подробное описательное определение понятию «контроль» применительно к качеству. Ю.И. Ребрин в учебном пособии «Управление качеством» привел общее понятие целей контроля. А понятие «контроль» дано узконаправленно: в отношении получения информации об отклонениях от размеров, что справедливо только для технического контроля.
Контроль – это измерение, в процессе которого определяют, находится ли значение измеряемой величины в заранее установленных для нее пределах. Из этого следует, что процедура контроля включает проведение измерений, испытаний и проверку одной или нескольких характеристик продукции с последующим их сравнением с установленными требованиями с целью определения соответствия. Особо следует отметить значимость органолептического контроля. Чем отличается этот вид контроля от измерительного (инструментального) проиллюстрировано схемой (рис. 1).
Рис. 1. Основные виды органолептического и инструментального контроля
Рис. 2. Порядок проведения инструментального контроля
Как видно из рис. 2 получение оценки контролируемого свойства невозможно без измерительной процедуры. Этот факт подчеркивает, что измерительный (числовой) контроль не возможен без измерительных процедур.
Выводы
1. Тенденция усиления роли измерений в науке и практике за последние пятьдесят лет обозначилась еще сильнее.
2. При управлении качеством принципиально важно однозначное понимание терминологии. Это имеет особое значение для таких основополагающих терминов, как «измерение» и «контроль».
3. В современных терминологических документах понятие «измерение» расширилось и имеет отношение не только к физическим величинам, но и к любым свойствам, оцениваемым количественно, в том числе по шкалам измерений.
4. Достоверный и полноценный контроль невозможен без измерительной процедуры.
Работа выполнена под руководством профессора кафедры метрологии, стандартизации и сертификации Оренбургского государственного университета – члена-корреспондента РАЕ, д.т.н., доцента Третьяк Л.Н.