О.Величко: "Погрешность при измерениях количества продукта в нефте- и газопроводах в несколько сотых стоит не одну сотню миллионов долларов"

20 мая - Всемирный день метрологии, девизом которого в этом году провозглашен «Измерение в науке и технике». Мы все постоянно пользуемся услугами метрологии (от греческого «метроном» и «логос» - мера и учение), хотя редко обращаем на это внимание, особенно в бытовых условиях. В современной метрологии от точности и достоверности полученных результатов измерений в значительной степени зависят технический уровень производства продукции, боеспособность военной техники, создание безопасных условий труда человека, безаварийная работа транспорта, качество медицинских диагнозов, безопасность окружающей среды, точность прогнозов погоды в метеорологии, возможность полетов в космос, развитие быстрых компьютеров и т.д. Измерения входят практически ко всем коммерческим операциям, начиная от торговли такими товарами, как нефть, природный газ или металлические руды насыпью, и заканчивая розничной торговлей населению на рынке. Система измерений, как важнейший элемент, входящий в любые модели технического регулирования, принятые в разных странах мира. Накануне Всемирного дня метрологии о том, как функционирует национальная метрологическая инфраструктура, о ее достижениях и проблемах, в интервью РБК-Украина рассказал директор научно-производственного института, входящего в состав государственного предприятия «Укрметртестстандарт», доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники Украины, метролог с мировым именем Олег Величко.

РБК-Украина: Олег Николаевич, почему именно 20 мая отмечается Всемирный день метрологии?
Олег Величко: После запуска американской межпланетной станции «Марс клаймет Орбитер» ученые всего мира надеялись получить чрезвычайно важную информацию и с нетерпением ее ожидали. Известие об аварии 23 сентября 1999 г., в результате чего станция была безвозвратно утрачена, встретили с большим разочарованием. А все произошло из-за банальной ошибки: специалисты забыли согласовать единицу измерений, соответственно, в американской и метрической системах единиц. Этот факт является весьма показательным. Он доказывает, насколько важны вопросы обеспечения единства и достоверности измерений.
Хочу обратить внимание на событие, которое сыграло определяющую роль в развитии не только метрологии, но и прогресса во всем мире - создание унифицированной метрической (десятинной) системы мер. В конце ХVIII в. только в Европе насчитывалось до сотни футов разной длины, 50 различных миль, 120 различных фунтов. Это привело к осознанию острой необходимости преодолеть «вавилонское столпотворение» подписанием международного Соглашения о мерах и веса, а также о единицах измерений в метрологии.
135 лет назад, а точнее 20 мая 1875 г. на дипломатической конференции, проходившей в Париже, уполномоченные представители 17 стран (в т.ч. - Российской империи) подписали Метрическую конвенцию, которой были установлены международные прототипы метра и килограмма, и созданы Международный комитет мер и весов (CIPM) и подчиненный ему рабочий орган - Международное бюро мер и весов (BIPM). Это событие определило принципы дальнейшего развития метрологии во всем мире. Поэтому в 1999 г. на заседании СIPM было принято решение ежегодно отмечать 20 мая как Всемирный день метрологии.
РБК-Украина: Как внедрялась метрическая система единиц?
О.В.: В СССР метрическая система была полностью внедрена в начале 30-х годов прошлого века, но отдельные страны еще много десятилетий продолжали поддерживать и поддерживают до сих пор свой уникальный порядок измерений и искали этому оправдание. Так, в Японии Международная система единиц (SI) была введена лишь в 1992 г. путем наложения запрета на использование не SI единиц в соглашениях и при сертификации товаров, а страны Британского содружества только с 1 января 2000 г. официально перешли к применению этой системы единиц измерений. Хотя США и подписали Метрическую конвенцию, в стране и сейчас измеряют архаичными ярдами, унциями, футами, милями, фунтами и т.д. и при необходимости применяют специальные переходные таблицы.
На сегодня система SI состоит из семи основных единиц: длина (метр), масса (кг), время (секунда), электрический ток (ампер), термодинамическая температура (кельвин), количество массы (моль), интенсивность света (кандела) и нескольких сотен производных единиц. Чтобы практически применять эти единицы измерения в различных сферах, они должны быть материально реализованы. Этой материальной мере, средством измерительной техники, созданной для воспроизведения единицы величины, есть соответствующий эталон.
Эталоны составляют иерархию, которая начинается с международных эталонов, расположенных на верхушке метрологической пирамиды, и заканчивается рабочими эталонами, которые ежедневно используются при проведении измерений. Не существует никакого общего требования к точности эталонов. Эталон может быть пригодным в одной стране как рабочий, а в другой - быть даже национальным эталоном. Национальные эталоны, которые регулярно сверяются с международными эталонами и национальными эталонами высокой точности других стран, служат базой для установления значений других эталонов.
РБК-Украина: То есть, можно считать, что процессы глобализации в области метрологии начались с Метрической конвенции. Как в современных условиях обеспечивается всемирное единство измерений?
О.В.: Интернационализация является обязательной характеристикой измерений: международная торговля определяет глобальную экономику, научные, технологические и медицинские исследования зависят от международного сотрудничества. Справедливо утверждать, что сегодняшняя тенденция глобализации торговли является сильнейшим толчком, который повышает современное значение метрологии и способствует ее быстрому развитию.
Со времени подписания Метрической конвенции чрезвычайно выросли объемы, сложность и точность измерений, выполняемых при осуществлении международной торговли. При такой торговле практически все промышленные товары и услуги, сельскохозяйственная продукция или новейшие формы электронной коммерции с помощью Интернета (они могут различаться в каждом государстве) сталкиваются с техническими (нетарифными) барьерами. Неточные или ложные измерения в любой отрасли приводят к принятию неправильных решений, а следовательно - и непомерных финансовых затрат. Так, погрешность при измерениях количества продукта в нефте-и газопроводах в несколько сотых стоит не одну сотню миллионов долларов. Большое значение точность измерения имеет на тепловых электростанциях. Увеличение влажности угля на 1% снижает теплоту его сгорания на 1,2-1,3%, что эквивалентно потерям в 10 млн т угля. Активный контроль температуры и влажности в хранилищах снижает потери зерна на 1-3%, картофеля - на 6-16%, капусты - на 20%.
В отчете, подготовленном BIPM для государств-членов Метрической конвенции, указано: «... Инвестиции, выделяемые правительствами на создание признанной на международном уровне метрологической инфраструктуры, принадлежат к наиболее эффективным с точки зрения их окупаемости как дающие весомую прибыль обществу». Отмечу, что составляющими такой метрологической инфраструктуры являются: согласованные законы в сфере метрологии; национальные эталоны единиц величин и их эквивалентность международным эталонам; гармонизированная нормативная база по средств измерений, их поверки или калибровки; оценка соответствия средств измерений; квалифицированный и компетентный персонал. В отчете BIPM также отмечается, что согласно исследований, выполненных в США, Великобритании, Канаде и Евросоюзе, удельная доля средств на измерение и работы, связанные с этим, в промышленно развитых странах составляет от 3 до 6% ВВП, а в отдельных случаях этот показатель достигает 15%.
Ход общего развития науки и техники подтверждает, что метрология является фундаментальной предпосылкой прогресса почти во всех областях науки, техники и экономике. Чем сложнее научная проблема, тем большее значение для нее приобретает метрология. Точность измерений неоднократно давала возможность делать фундаментальные открытия или подтверждать гипотезы. Высокоточные интерференционные измерения А.Майкельсоном скорости света в подвижном и неподвижном среде привели к созданию А.Эйнштейном теории относительности - новых представлений о времени и пространстве.
РБК-Украина: Известно, что развитая эталонная база - обязательный атрибут политической и экономической независимости любого государства, его «визитка». Какими национальными эталонами располагает Украина?
О.В.: Однажды Генри Форд сказал: покажите мне автомобиль и я определю, на каком техническом уровне находится страна, в которой был изготовлен этот автомобиль. Такое высказывание можно было бы отнести и к национальной эталонной базе - если страна имеет национальные эталоны, признанные на международном уровне, то это говорит о ее высоком научном потенциале.
Украина такие национальные эталоны имеет. Это очень дорогостоящее дело, даже высокоразвитые страны не имеют у себя полный набор национальных эталонов. Например, в 2008 г. эталонная база Великобритании составляла 105 национальных эталонов, России - 126. Во времена СССР в Украине находилось лишь 10 национальных эталонов, то есть 8% эталонной базы СССР, да и то это были лишь эталоны второстепенных производных единиц. В результате проведения большого комплекса работ по состоянию на 1 мая 2010 г., в Украине утверждены 60 государственных (национальных) эталонов, среди которых эталоны единиц длины, массы, времени и частоты, температуры, давления, молярной доли компонентов в газовых средах, электрического напряжения переменного и постоянного тока, рентгеновского и гамма-излучений, активности радионуклидов (сайт dssu.gov.ua, раздел: техническое регулирование, государственные эталоны).
Государственные эталоны создаются как уникальные комплексы в единичных экземплярах, функционируют они в специальных помещениях с обеспечением необходимых условий для поддержания температуры, влажности, вибрации и т.п. и соответствующей инженерной инфраструктуры. Учитывая высокие требования к точности эталонов, их разрабатывают на основе использования достижений национальной и мировой науки и техники, новых технологий, перспективных методов измерений. Правительством Украины комплекс эталонов и уникальных средств измерительной техники отнесен к научным объектам, составляющим национальное достояние страны. Государственные эталоны создаются и содержатся государством, является исключительно государственной собственностью, в нашей стране они находятся в ведении Госпотребстандарта Украины. Отмечу, что национальная эталонная база на сегодня финансируется государством примерно на 40% от запланированного уровня, поэтому организации, эксплуатирующие и удерживающие государственные эталоны, вынуждены поддерживать их в надлежащем состоянии за собственные средства.
РБК-Украина: Как обеспечивается признание на международном уровне метрологических характеристик государственных эталонов Украины?
О.В.: Для содействия развитию международной торговли и устранения технических барьеров между торговыми партнерами из других стран, поддержания эталонной базы на высоком техническом уровне, необходимо проведение регулярных сверок с национальными эталонами других стран, что является обязательным условием для международного признания результатов измерений.
С целью создания единого международно признанного метрологического пространства CIPM в 1999 г. подготовил «Соглашение о взаимном признании национальных эталонов, сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых национальными метрологическими институтами». Это событие является второй по значению, после Метрической конвенции, в истории развития метрологии. Сейчас Соглашение подписали 122 национальных метрологических институтов из 74 стран, 48 из которых являются полноправными членами, а 26 - ассоциированными, в число которых входит и Украина, и 3 международные организации. Нашу страну представляют четыре национальные метрологические институты: Национальный научный центр «Институт метрологии» (Харьков), ГП «Укрметртестстандарт» (Киев), ГП «НИИ« Система »(Львов), ДП« Ивано-Франковскстандартметрология », которые подписали указанное Соглашение в 2003 г. Именно в этих метрологических организациях были разработаны, исследованы и введены в действие государственные эталоны Украины.
Результатом участия национальных метрологических институтов в Соглашении является публикация сведений об их калибровочные и измерительные возможности в специальной базе данных ключевых сличений, которая общедоступна в сети Интернет. Эти возможности является самым высоким уровнем калибровки и измерений, гарантируется национальными метрологическими институтами потребителям его метрологических услуг на постоянной основе. Вообще все национальные метрологические институты Украины на сегодня имеют 83 публикации в указанной базе данных в 6 видах измерения (акустика, электрика и магнетизм, длина, время и частота, расхода газа и количество вещества) из девяти. Несмотря на то, что количество публикаций по калибровочным и измерительным возможностям национальных метрологических институтов Украины за последние два года практически удвоилась, однако требуется еще много усилий для их увеличения.
РБК-Украина: В Украине основным законодательным актом, регулирующим отношения в обеспечении единства измерений в стране, является закон «О метрологии и метрологической деятельности». Насколько его положения на сегодня соответствуют международной практике и защищают граждан и национальную экономику от последствий недостоверных результатов измерений?
О.В.: В развитых странах существует развитая законодательная база по вопросам метрологической деятельности. В таких странах, как Германия и США вопросы метрологии отображены даже в Конституциях этих стран. Кстати, Конституция нашей страны тоже содержит некоторые метрологические требования. Так, в ней установлено, что исключительно законами Украины устанавливаются единицы веса, меры и времени. Это положение уже очень устарело, так как взято из Конституции США еще в 1787 г. (Конгресс уполномачивался устанавливать единицы мер и весов), однако оно подчеркивает особую важность метрологии для государства.
Действующий закон «О метрологии и метрологической деятельности» был принят Верховной Радой еще в феврале 1998 г., а в 2004 г. приобрела силу его новая редакция. Закон определяет правовые основы обеспечения единства измерений в Украине, регулирует отношения в сфере метрологической деятельности и для экономической независимости государства. Элементы метрологической инфраструктуры страны способствуют решению проблемы измерения через ответы на следующие вопросы: что измерять; как измерять; как оценить и сообщить о результатах измерений. Например, компоненты самолетов, произведенных в разных странах, должны иметь размерные и механические характеристики, которые измеряются согласованными методами, в противном случае, окончательный монтаж самолета будет невозможен. Такая согласованность гарантируется путем сотрудничества между национальными метрологическими инфраструктурами на международном и местном уровнях. Сегодня такие метрологические инфраструктуры подвергаются важным изменениям. Изучение опыта метрологической деятельности в передовых иностранных государствах с развитой рыночной экономикой и метрологической инфраструктурой выявило необходимость принятия новой редакции закона, положения которого были бы гармонизированы с общепринятыми в мировой практике нормами и правилами по метрологии, в первую очередь, с новыми документами Международной организации законодательной метрологии и директивами Евросоюза по вопросам метрологической деятельности.
РБК-Украина: Каково участие Украины в международном сотрудничестве по обеспечению единства измерений?
О.В.: Госпотребстандарт Украины уполномочен представлять нашу страну в таких международных и региональных организациях по метрологии:
- Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM), статус ассоциированного члена с 2002 г.;
- Международной организации законодательной метрологии (OIML), статус члена-корреспондента с 1997 г.;
- Евразийском сотрудничестве государственных метрологических учреждений (СООМЕТ), статус члена с 1992 г.;
- Европейской ассоциации национальных метрологических институтов (EURАMET), статус организация-корреспондент с 1998 г.;
- Научно-технической комиссии по метрологии Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации стран СНГ, статус члена с 1992 г.
Участие в работе этих организаций дает возможность защищать интересы нашей страны и оперативно использовать результаты работы этих организаций с целью эффективного решения метрологических задач, стоящих перед Украиной в условиях глобализации мировой экономики.

 

Беседовала Неля Московская, специально для РБК-Украина

On Top
Продолжая просматривать www.rbc.ua, вы подтверждаете, что ознакомились с Правилами пользования сайтом, и соглашаетесь c Политикой конфиденциальности
Пропустить Соглашаюсь