товлены суспензии латексных частиц, состоящие из рас- твора 0.3 М сахарозы и латексных микрочастиц (polystyrene) одного из диаметров 3·10-6, 5.7·10-6 или 7.6·10-6 м.
Для получения суспензии сухие латексные микрочас- тицы объемом (1…5) мкл помещают в пробирку объе- мом 1.5 мл и разводят раствором сахарозы объемом 100 мкл. и перемешивают до получения однородного раство- ра. Конечная концентрация латексных микрочастиц должна обеспечить наблюдение в поле измерительной камеры ~20…150 латексных частиц. При этом, в про- граммном обеспечении ИВК «Биофизик» в окне «Пред- просмотр» должна появиться одна из надписей «концен- трация оптимальна» или «концентрация удовлетвори- тельна». Если количество микрочастиц меньше или больше указанной величины и в окне «Предпросмотр»
не высветилась одна из указанных выше надписей, то корректировку осуществляют путем пропорционального добавления в пробирку латексных микрочастиц или рас- твора 0.3 М сахарозы.
При выполнении измерении нужно нанести в центр измерительной ячейки небольшое количество суспензии латексных частиц объѐмом 0.05 мл, после чего область с нанесенной суспензией накрыть покровным стеклом.
Измерительная ячейка фиксируется зажимами под объ- ективом микроскопа. Далее производится ручная на- стройка микроскопа, для получения пригодного для ра- боты изображения. В области захвата изображения каме- ры, транслирующей изображение с микроскопа, должны быть видны четко различимые границы электродов из- мерительной ячейки, а также четко различимы и контра- стны с фоном должны быть исследуемые частицы. в ПО
«Биофизик» указываются значения времени работы ге- нератора, амплитудного значения напряжения, частоты сигнала и задержки камеры, а после необходимо вклю- чить генератор с камерой. После падания команды будет отснято необходимое для проведения эксперимента ко- личество кадров. Далее в программе указываются вы- бранные значения напряжения, частоты и величина зазо- ра между электродами измерительной ячейки, а также значения заданного диаметра исследуемых частиц, ди- электрической проницаемости среды и объекта. При не- обходимости регулируются значения порога дискрими- нации шума, степень размытия изображения, градиента сигнал-фон. Далее подается команда и ПО «Биофизик»
проводит анализ данных и по его завершению формиру- ет файл Excel, в котором указаны отчетные данные по- лученные в ходе проведения эксперимента. После про- ведения экспериментов, по полученным данным по- строены зависимости величины поляризуемости от диа- метра частиц, с обозначенными погрешностями измере- ний, производимых на ИВК, а также теоретические зави- симости величины поляризуемости микрочастиц от их диаметра. (Рис.1,2).
109
Рис. 1. Зависимость величины поляризуемости латексных частиц от
диаметра при 6000 кГц, 8 В. Рис. 2.. Зависимость величины поляризуемости латексных частиц от диаметра при 600 кГц, 9 В.
V.
О
БСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВНа представленных графиках зависимости величины поляризуемости латексных частиц от их диаметра имеют погрешность измеряемых величин, в связи с чем имеют- ся отклонения от теоретически ожидаемого результата, но полученные отклонения незначительны.
VI.
В
ЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕПолученные экспериментальные данные на ИВК
«Биофизик» с удовлетворительной относительной по- грешностью совпадают с расчетными данными, тем са- мым подтверждая корректность исследований, проводи- мых на ИВК «Биофизик»
С
ПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ[1] Генералов В.М., Кручинина М.В., Дурыманов А.Г., Медведев А.А., Сафатов А.С., Сергеев А.Н., Буряк Г.А., Курилович С.А., Громов А.А. Диэлектрофорез в диагностике инфекционных и неинфекци- онных заболеваний. – Новосибирск: Изд-во «ЦЭРИС», 2011. – 172 [2] Шувалов Г.В., Генералов К.В., Генералов В.М., Кручинина М.В.,
Минин И.В., Коптев Е.С., Физические основы разработки государ- ственного эталона поляризуемости биологических клеток. Физика, ноябрь, 2017, N° 11, 47-51
Геннадий Владимирович Шувалов родился 2 августа 1956 года в пос. Нижне- ангарск Бурятской АССР.
Окончил электрофизический факультет Томского политехнического института им.
С.М. Кирова в 1978 году по специальности инженер-электрофизик.
Трудовую деятельность начал в 1978 году инженером акустической лаборатории новосибирского Института санитарии и гигиены.
С 2000 г. работает в сибирском институте метрологии.
С 2015 г. директор СНИИМ.
Кандидат технических наук, является авто- ром более 100 научных публикаций.
Награжден почетной грамотой Росстандар- та и знаком «Почетный метролог РФ»
Лидия Игоревна Дмитриева родилась 25 ноября 1993 года в г. Новосибирск.
Окончила факультет радиотехники и элек- троники Новосибирского государственного технического университета по специально- сти инфокоммуникационные технологии и системы связи в квалификации магистр.
Трудовую деятельность начала в 2015 г.
техником в АО «НИИ Измерительных приборов – Новосибирский завод имени Коминтерна».
С 2017 г. работает в Сибирском институте метрологии. Занимается исследованиями характеристик частиц микронного размера, подверженных воздействию неоднородно- го переменного электрического поля.
110 978-1-5386-7054-5/18/$31.00 ©2018 IEEE
Актуальные вопросы переподготовки специалистов-метрологов
Юрий А. Пальчун1, Ирина В. Якимова2, Виктория Н. Якимова2
1ФГУП “СНИИМ”, г. Новосибирск, Россия
2ФГАОУ ДПО “Академия стандартизации, метрологии и
сертификации (учебная)”, Новосибирский филиал, г. Новосибирск, Россия
Аннотация – В докладе рассматриваются вопросы определения периодичности повышения квалификации специалистов в области метрологии. В работе отмечается, что неоправданное увеличение интервала между повышением квалификации каждого метролога приводит к снижению качества выпускаемой продукции.
Ключевые слова – сроки переподготовки специалистов в области метрологии, качество продукции, анализ, оценка.
I. ВВЕДЕНИЕ
ОВРЕМЕННАЯ экономика требует постоянного обновления знаний, переобучения, овладения новыми специальностями. В наши дни грамотные, квалифицированные кадры – главная ценность любого предприятия. Чтобы идти в ногу со временем, специалисты должны непрерывно повышать уровень образования, актуализировать знания [1].
Это требует как качественной проработки учебных программ образовательного учреждения, актуализации содержания соответствующих курсов, так и грамотного решения вопросов, связанных с периодичностью переподготовки специалистов.
II. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Переход на новые технологии не отменяет одну из главных целей в области промышленного производства – грамотное решение проблемы (именно ПРОБЛЕМЫ!) подготовки и переподготовки квалифицированных специалистов в области метрологии.
Важным вопросом повышения квалификации специалистов-метрологов является задача определения оптимальных сроков действия документов по обучению.
Все это обусловлено тем фактом, что от специалистов- метрологов требуется постоянная актуализация знаний в области нормативной и законодательной базы метрологии.
III. ТЕОРИЯ
Основная задача метрологии – обеспечение единства измерений в России.
Ее решение для промышленных предприятий России осуществляется на четырех уровнях: международном,
национальном, ведомственном и на уровне предприятий и организаций.
На международном уровне, в настоящее время, важность метрологии как науки подтверждается существованием многочисленных международных комитетов (МОЗМ – Международная организация законодательной метрологии, ИСО – Международная организация по стандартизации, ИМЕКО – Международная конференция по измерительной технике и приборостроению, КООМЕТ – Метрологическая организация стран Центральной и Восточной Европы и др.).
Метрология – это единственная область науки, которая на международном уровне имеет признанную всеми государствами мира техническую составляющую в лице Международного комитета (бюро) мер и весов (МБМВ).
Более 100 государственных метрологических организаций в системе Росстандарта России обеспечивают единство измерений в стране.
Практически нет ни одного предприятия, производящего современную промышленную продукцию, которое не имеет собственной метрологической службы.
Важность метрологии подтверждается и общепризнанным международным стандартом ISO 9001:2015. Если проанализировать стадии жизненного цикла продукции, то оказывается, что на всех стадиях требуется решение метрологических вопросов.
Как уже отмечалось выше, решение производсвенных проблем в области высоких и сверхвысоких технологий невозможно без участия квалифицированных специалистов в области метрологии.
В современных экономических условиях при нестабильном рынке предприятия должны быть гибкими и мобильными. Это необходимо для того, чтобы быстро перестраиваться на выпуск новой конкурентоспособной продукции.
«По данным мировой статистики только 40%
специалистов к 40 годам работают по своей специальности, а 60% получают новые специальности в учреждениях дополнительного образования (ДПО).
Сегодня в России системой дополнительного профессионального образования после получения диплома вуза, техникума, училища охвачено только 10%
специалистов. В странах с развитой экономикой число людей, получивших ДПО, составляет 50%» [2].
С
111
Для эффективной работы предприятий необходимо стремиться к развитию ДПО и обеспечению кадровой мобильности.
Уровень экономического, социального развития любого предприятия во многом определяется компетентностью и интеллектуальным потенциалом персонала. Компетентность предполагает, в частности, способность работника к эффективной профессиональной деятельности, к быстрой адаптации в условиях научно-технического прогресса, владением технологиями в своей специальности, умением использовать полученные знания при решении профессиональных задач. Уровень знаний работника зависит от качества образования. Но компетентность – убывающая «субстанция», требующая постоянной подпитки, и, чтобы идти в ногу со временем, специалистам необходимо постоянно повышать уровень образования, актуализировать свои знания в учреждениях дополнительного профессионального образования [3].
Непродолжительный срок действия документов о повышении квалификации позволит держать высокий образовательный уровень у специалистов метрологов.
Однако это увеличивает стоимость переподготовки и время отрыва специалистов от производственного процесса, что требует увеличения кадрового состава метрологических служб, и, как следствие, стоимость производимой продукции.
Длительный срок действия документов снижает профессиональный уровень и компетентность специалистов, что приводит к снижению качества выпускаемой продукции и увеличению производственного брака.
Сроки действия документов о повышении квалификации в значительной мере зависят от частоты обновления нормативной базы в области метрологии и потока зарубежных нормативных документов, признаваемых в России.
Таким образом, становится весьма актуальной задача определения сроков действия документов об обучении на основании объективных данных.
При определении интервала повышения квалификации специалистов в области метрологии необходимо учитывать как сроки актулизации нормативной и законодательной базы в области метрологии, так и скорость изменения (обновления) кадрового состава метрологических служб. Следует отметить, что довольно длительное время не было пополнения молодыми кадрами метрологических служб предприятий. Это приводит к необходимости существенного увеличения скорости обновления кадров в области метрологии и частоты прохождения курсов повышения квалификации специалистами.
Как предложено в работе [4] при определении оптимального интервала повышения квалификации персонала метрологических служб в качестве наиболее обективных параметров необходимо использовать параметры надежности – вероятность выхода годной продукции на выходе соответствующего
производственного процесса (РП) и вероятность брака на входе следующего процесса (РО), так как эти параметры удовлетворяют всем перечисленным требованиям. При необходимости, по известным вероятностным параметрам определяются другие требуемые параметры надежности, такие как коэффициент готовности, время наработки на отказ и т.д.
При проведении указанного анализа наиболее перспективными являются методы, основанные на использовании соответсвующих тестов для кадрового персонала и методы, основанные на анализе объема и скорости актуализации нормативной и законодательной базы.
При этом суть тестов (профессиональных проб) понимается и в том, и в другом контексте достаточно однозначно – как специально организованное испытание (имитационная ситуация), моделирующее элементы конкретного вида профессиональной деятельности, максимально приближенное к профессиональной реальности.
Тесты традиционно используются при определении уровня профессиональной переподготовки специалистов в области метрологии, они обладают большим потенциалом и как средство профессиональной социализации кадров, требующее методической разработки в контексте их применения.
Как уже отмечалось выше, сроки действия документов о профессиональной переподготовке зависят и от уровня актуализации законодательной и нормативной базы.
Наиболее доступными и обективными методами в данном анализе являются графические методы описательной статистики.
Примерами графических методов описательной статистики могут служить диаграммы, отражающие тенденции изменения наблюдаемой характеристики, графики относительного разброса двух переменных, когда значение одной из них откладывается по оси, а соответствующее значение другой – по оси, гистограммы, отражающие распределение наблюдаемых характеристик.
VI. ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе рассматривается важный вопрос получения простого и наглядного инструмента для определения оптимального срока действия документов о повышении квалификации с целью получения устойчивости системы производственной деятельности в организации-производителе высокотехнологичной и сверхвысокотехнологичной продукции. Расчетные данные можно применять для прогнозирования поведения реальной системы. Данные исследования позволяют создать универсальный инструмент для анализа устойчивости производственной системы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1] Воронин В.Н. / Компетентность, М. – 2018, с. 3.
112
[2] Анискина Н.Н. Качество дополнительного профессионального образования: Новая концепция / Компетентность, №9-10, 2012г.
[3] Соболева И.А., Якимова И.В. Конкурентоспособность образовательного учреждения дополнительного профессионального образования // Сб. Материалов 4 Международной конференции "Стратегия качества в промышленности и образовании", 2014г.
[4] Елистратова И.Б. Мониторинг, измерения и управление в системах менеджмента качества предприятий / И.Б.Елистратова, Ю.А.Пальчун, И.В.Якимова // Монография – Новосибирск, 2012 – 132 с.
1Пальчун Юрий Анатольевич – доктор технических наук, профессор, академик Российской метрологической академии, академик Академии проблем качества.
2Якимова Ирина Владимировна – директор ФГАОУ ДПО “Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)” (г.
Новосибирск, Россия), член-корреспондент Российской метрологической академии
2Якимова Виктория Николаевна – начальник отдела перспективного развития ФГАОУ ДПО “Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)” (г. Новосибирск, Россия)
113 978-1-5386-7054-5/18/$31.00 ©2018 IEEE
Повышение точности контроля прецизионных углоизмерительных структур
А. В. Кирьянов
1,2, В. П. Кирьянов
1, В. В. Чуканов
11Институт автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Аннотация – Рассмотрены особенности контроля метрологических параметров оптических шкал, лимбов или кодовых дисков. Предложена концепция построения интеллектуального мехатронного модуля на основе
аэростатического подшипника для
высокопроизводительной углоизмерительной машины.
Положительный эффект достигается за счет применения дифференциального метода измерений, позволяющий выделить искажающей вклад, вносимый измерительной установкой, в результирующую погрешность контролируемых структур.
Ключевые слова – углоизмерительные структуры, дифференциальный метод контроля, датчики углового положения, аэростатический подшипник, углоизмерительная машина.
I. ВВЕДЕНИЕ
РИ ВЫПУСКЕ современного углоизмерительного оборудования (теодолитов, тахеометров, гониометров и т.д.) издержки производства заметно сокращаются, если реализован 100 % входной контроль метрологических параметров оптических шкал, лимбов или кодовых дисков, входящих в состав отсчѐтных систем приборов.
Процедура контроля этих изделий (далее называемых обобщѐнно - углоизмерительные структуры (УИС)) имеет ряд особенностей по сравнению с контролем датчиков углового положения (ДУП) в сборе. Главное отличие состоит в том, что не любое различие между задаваемым и регистрируемым с помощью измерительной установки (ИУ) значением угла поворота контролируемой УИС может трактоваться как погрешность еѐ изготовления. Заметный вклад в различие регистрируемых значений может вноситься самой ИУ и, прежде всего, нестабильностью пространственного положения оси ротора еѐ шпиндельного узла, на предметном столике которого размещается контролируемая структура.
Основным приѐмом, обеспечивающим объективное оценивание точности контролируемых структур, является отделение вклада, вносимого установкой в результат контроля УИС. Такую возможность предоставляет, например, фазо-статистический метод [1]
измерений, известный также как метод кросс-калибровки [2], который за счѐт регистрации относительных смещений штрихов двух шкал при их различных взаимных положениях позволяет разделить вклады от обеих шкал и оценить погрешность каждой из них.
Однако для достижения нужного качества контроля метод требует набора достаточно большого объѐма измерений. Так, предложенная в [1] реализация метода, выполняемая в автоматическом режиме, позволяет производить калибровку ДУП с неопределѐнностью
±0,2" за 30 минут при использовании 360 различных взаимных положений шкал (шаг смещения 1°). Для промышленных применений, когда необходимо оперативно получать данные на партию контролируемых изделий, такой подход может быть не всегда приемлемым.
В данной работе предлагается концепция построения интеллектуального мехатронного модуля для высокопроизводительной ИУ, обеспечивающей высокоточный контроль метрологических параметров оптических УИС в промышленных условиях. Показано, что необходимый результат может быть достигнут за единичный измерительный цикл, если используется дифференциальный метод измерений, позволяющий отделить искажающий вклад, вносимый измерительной установкой.
II. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Наиболее часто метрологический контроль УИС осуществляется с помощью специализированных ИУ, использующих прецизионный узел вращения, систему считывания и набор специальных оправок для размещения контролируемых структур соосно с референтным ДУП установки.
Примером может служить установка АС-700, эксплуатируемая на Уральском оптико-механическом заводе [3], упрощѐнная функциональная схема которой приведена на рис.1. Статор 1 и ротор 2 образуют шпиндельный узел на основе аэростатического подшипника. На фланце ротора 2 размещѐн измерительный растр 3 референтного ДУП с 28 800 штрихами. В состав датчика входят пять считывающих головок 4, из которых четыре используются для формирования референтной сетки угловых меток, а одна – для формирования нулевой метки. На верхнем торце ротора 2 устанавливают оправку 5 для соосного размещения контролируемых УИС 6.
П
114
Рис. 1 Функциональная схема установки АС-700 для контроля УИС Регистрация границ топологии УИС, осуществляемая с помощью считывающей головки 7, происходит с погрешностью δ, обусловленной, прежде всего, ограниченной точностью ДУП, используемого в качестве референтного. Величина погрешности регистрации границ контролируемых структур l зависит как от точности указанного ДУП, так и от текущего радиуса круговой траектории сканирования. Значение l, выраженное в микрометрах, может быть представлено как:
l 4 , 84
10
6r(1) где r – значение радиуса контроля в метрах, – погрешность ДУП в угловых секундах. Эта составляющая погрешности имеет особое значение при контроле топологии УИС на больших радиусах.
Например, чтобы обеспечить неопределѐнность контроля границ элементов УИС на уровне 0,1 мкм на радиусах порядка 100 мм необходимо иметь референтный ДУП с погрешностью не хуже ±(0,2 … 0,3).
Другим, не менее важным условием достижения высокой точности контроля УИС является требование максимального приближения траектории сканирования структур считывающей головкой ИУ к идеальной круговой, центр которой совпадает с центом симметрии УИС. Например, если сканирование УИС происходит по круговой траектории, центр которой не совмещѐн с центром симметрии (т.е. имеет место эксцентриситет е), то результат контроля δ будет искажѐн. Текущее искажение фазы сигналов, обусловленное эксцентриситетом е, можно представить как: