Новое значение метрология обрела в эпоху промышленной революции, она стала совершенно необходима для обеспечения массового производства.
Исторически важные этапы в развитии метрологии:
– XVIII век – установление эталона метра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов, в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
– 1832 год – создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
– 1875 год – подписание международной Метрической конвенции;
– 1960 год – разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
– XX век – метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями. Конечно, XX веком метрологические исследования не закончились.
Значимые события истории метрологии России:
– присоединение к Метрической конвенции;
– 1893 год – создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева»).
Термины и определения метрологии
Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы. Визуализация термина «Единство измерений» представлена на рисунке 1.16. Основная проблема состоит в выявлении эталонного состояния измерений {Sо}.
Рисунок 1.16 – Визуализация термина «единство измерений»
(Источник: выполнено автором)
Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с её единицей и получения значения этой величины. Например, для оптимизации жёсткого диска требуется измерение его параметров. На рисунке 1.17 представлен жёсткий диск и программа для измерения параметров.
Рисунок 1.17 – Жёсткий диск и программа для измерения параметров
(Источник: переработано автором по стоковым изображениям iStock [37])
Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие или хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности в течение известного интервала времени.
На рисунке 1.17 в качестве средства измерения использована программа HD_Speed. Соответственно, для измерения времени в качестве средства измерения используются часы, а для измерения массы тела следует использовать весы.
Поверка – совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям. Поверку не следует путать с проверкой. Поверка подтверждает точность измерительного прибора, а проверка как процесс выявляет наличие имущества или присутствие персонала.
Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Погрешность средства измерения – разность между показанием средства измерений и действительным значением измеряемой физической величины.
Точность средства измерений – характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.
Лицензия – это разрешение, выдаваемое органом государственной метрологической службы на закреплённой за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения.
Эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для передачи, хранения и воспроизведения единицы величины.
Не смотря на направленность книги на информационную безопасность, возможно уместно в этот раздел добавить, что всемирный день метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Данный праздник введён Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года. Отдельными направлениями метрологии являются: авиационная, химическая, медицинская и биометрия.
1.4.2. Стандартизация
Международная стандартизация не имеет единого органа, но основная нагрузка выполняется Международной организацией по стандартизации, ИСО (International Organization for Standardization, ISO). Так как ИСО международная организация, занимающаяся выпуском стандартов, то логично, что и процесс стандартизации возложен на её. Кроме ИСО участием в международной стандартизации занимаются Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) и Международный Союз Электросвязи (International Telecommunication Union), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Всемирная торговая организация (ВТО) и многие другие.
Стандартизация – деятельность по разработке, утверждению, изменению, отмене, опубликованию и применению документов по стандартизации и иная деятельность, направленная на достижение упорядоченности в отношении объектов стандартизации [2].
В более широком определении раскрываются цели, главным образом направленные на безопасность, здоровье и жизнь граждан.
Стандартизация – деятельность по разработке, опубликованию и применению стандартов, по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости и качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологий, единства измерений, экономии всех видов ресурсов, безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций, обороноспособности и мобилизационной готовности страны.
На рисунке 1.18 представлена визуализация термина стандартизация. Управление процессами, связанными со стандартами, является сложным процессом.
Рисунок 1.18 – Визуализация термина стандартизация
(Источник: выполнено автором)
Международная стандартизация – стандартизация, участие в которой открыто для соответствующих органов всех стран на Земле (авторское видение, в будущем и на других планетах:).
Процесс международной стандартизации имеет прямое отношение к безопасности и международным торговым отношением. Цели международной стандартизации, представленные на рисунке 1.19 подтверждают это. К одной из главных целей относится повышение уровня качества продукции в развивающихся странах до уровня качества высокоразвитых стран. Другими не менее важными целями, являются требования к качеству, унификация и единство изменений. Возможно, повышение качества можно поставить в один ряд с безопасностью, так как в современном урбанизированном мире от качества зависит безопасность.
Рисунок 1.19 – Цели процесса международной стандартизации
(Источник: выполнено автором)
Обеспечение взаимозаменяемости элементов сложной продукции можно организовать, используя международные информационно-аналитические системы, например, такие как Лексис-Нексис (LexisNexis), имеющие общемировые базы данных с патентами и другие справочные материалы.
Содействие международной торговле улучшает торговлю продуктами и услугами между странами. Многие страны заинтересованы в продвижении международной торговли, чтобы привлечь инвестиции, создать больше рабочих мест и улучшить рост экономики. Соответственно, стандартизацию можно использовать для получения новых инвестиций и демонстрации надёжности экономики.
Следующей целью стандартизации является содействие взаимному обмену научно-технической информацией и ускорение научно-технического прогресса. Для ускорения научно-технического прогресса необходим международный обмен данными, такие данные могут быть структурированы и использованы многими заинтересованными экспертами в инновационных работах. Все это вместе помогает ускорить процесс поиска решений и внедрения новых технологий.
Нацеленность на установление требований к техническому уровню и качеству продукции позволяет ускорить внедрение перспективных методов производства продукции высокого качества и ликвидировать нерациональное многообразие видов, марок и размеров различных товаров и услуг.
Цель развития унификации и агрегатирования промышленной продукции, как важнейшего условия специализации производства, позволяет снижать издержки за счет многократного использования одинаковых агрегатов. Взаимозаменяемость унифицированных агрегатов также повышает эффективность эксплуатации и ускоряет ремонт различных агрегатов.
Конечно, процесс стандартизации не может обойтись без цели обеспечения единства и достоверности измерений в мире. Международная стандартизация должна способствовать созданию и совершенствованию государственных эталонов единиц физических величин, методов и средств измерений высшей точности.
Цель разработки единых форм документации, позволяющих использование их в автоматизированных системах, способствует уходу от понятия «пространство» и работе специалистов в любой точке мира. Единая мировая система классификаций и кодирования технико-экономической информации дополнительно способствует этому.
Важной целью является однообразие в терминах. Без единого понимания не получится научного дискурса. Например, из-за отсутствия в английском языке слова «автоматизированный», часто в технической литературе его переводят как «автоматический», что может значительно искажать основной смысл выражения.
Цель формирования системы стандартов безопасности труда и систем стандартов в области охраны природы можно поставить как главную цель. Уместно продекларировать: «Берегите природу – мать твою, иначе природа нас опять поменяет местами с динозаврами». А если серьёзно, то убеждать людей в сохранении первозданного мира нет необходимости, стандартизация должна позволить выявлять отклонения в этом важном вопросе.
Последней по размещение в документах, но не последней по значимости, является цель создания благоприятных условий для внешнеторговых, культурных и научно-технических связей. Такие условия могут быть созданы только при дружественной атмосфере внутри международных организаций, занимающихся стандартизацией. К сожалению, снобизм ряда технологически развитых стран, таких как США и Великобритания, выставляя имперские амбиции, выгодные только своим странам, часто сводят на нет все благоприятные условия, ущемляя интересы развивающихся стран.
Задачи международной стандартизации
Европейская экономическая комиссия ООН (ЕЭК ООН) определила четыре основные задачи международной стандартизации, способствующие достижению целей:
– здравоохранение и обеспечение безопасности;
– улучшение окружающей среды;
– содействие научно-техническому сотрудничеству;
– устранение технических барьеров в международной торговле, являющихся следствием несогласованных нормативных документов.
Приоритетные направления международной стандартизации
В перечне Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК ООН) выделено пятнадцать направлений, для которых необходима стандартизация, таких как атомная энергетика, радиационная безопасность, строительное оборудование и элементы [85]. В этих направлениях явно выделенной информационной безопасности нет. Возможно, современные проблемы, связанные с информационной безопасностью, со временем выделят их в отдельное направление стандартизации.
Так как международные стандарты не имеют статуса обязательных для всех стран-участниц, то любая страна мира вправе применять или не применять их. Решения вопроса о применении международных стандартов чаще всего связаны со степенью участия страны в международном разделении труда и состоянием её внешней торговли. В такой парадигме предусматривается прямое и косвенное применение международных стандартов, определённое в руководстве ИСО/МЭК 21 (к написанию труда ИСО/МЭК 21-1:2005).
Прямое применение международного стандарта – это применение международного стандарта независимо от его принятия в любом другом нормативном документе.
Косвенное применение международного стандарта – применение международного стандарта посредством другого нормативного документа, в котором этот стандарт был принят. На рисунке 1.20, показана визуализация способов применения международных стандартов.
