Виртуальные измерительные системы для дистанционного метрологического обеспечения

Использование виртуальных измерительных систем и средств измерений наряду с оптимизацией алгоритмов управления процессом измерений, их обработки и анализа полученных результатов, позволяет решить ряд задач управления процессами производства, включая метрологические. В статье приводятся основные положения государственного стандарта ГОСТ Р 8.818-2013, определяющего терминологию и состав виртуальных измерительных систем, а также предъявляемые к ним требования в рамках государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Автоматизация средств измерений с помощью различных цифровых измерительных приборов и компьютерных средств измерений на сегодняшний день достигла этапа создания эффективных виртуальных технических средств, реализованных на базе компьютеров со специальным программным обеспечением.

Для обеспечения единства терминологии и формализации метрологических требований, относящихся к применяемым в России виртуальным средствам измерений и виртуальным измерительным системам, на практике используется государственный стандарт ГОСТ Р 8.818-2013 «Средства измерений и системы измерительные виртуальные. Общие положения», утверждённый и введённый в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 августа 2013 г. № 489-ст.

В соответствии с указанным стандартом под терминами «виртуальное средство измерений» либо «виртуальная измерительная система» понимается средство измерений (либо измерительная система), «реализованное на основе универсальной ЭВМ и дополнительных программных и технических средств, в котором состав и порядок работы программных и технических средств могут быть изменены пользователем, причем для управления процессом измерений и/или отображения их результатов применяют стандартные интерфейсы пользователя».

Здесь следует отметить, что под термином «ЭВМ» (электронно-вычислительная машина), в настоящее время практически вышедшим из употребления, на практике следует понимать компьютер. Это утверждение можно подтвердить терминологией, внесённой в действующий межгосударственный стандарт ГОСТ 33707-2016 (ISO/IEC 2382:2015), в котором отсутствует прямое определение «ЭВМ». При этом стандартом дается определение «главной ЭВМ», согласно которому в вычислительной сети это компьютер, предоставляющий пользователям такие услуги, как вычисления и доступ к базам данных и который способен также реализовывать управляющие функции. В то же время в соответствии с ГОСТ 33707-2016 компьютер определяется как техническое средство, которое способно выполнять множественные арифметические и логические операции на основе заданной программы и данных, что соответствует современному пониманию этого технического средства, в настоящее время использующего элементы искусственного интеллекта, например такие, как нейросеть.

Согласно основным положениям ГОСТ Р 8.818-2013 на виртуальные измерительные системы (и виртуальные измерительные средства), которые применяются в областях, подпадающих под действие государственного регулирования обеспечения единства измерений (Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ в действующей с 1 января 2021 г. редакции с изменениями на 8 декабря 2020 г.) распространяются все нормативные требования указанной государственной системы.

В рамках использования виртуальных измерительных систем стандарт также допускает применение дополнительных технических и программных средств, как встроенных, так и размещенных вовне. Они должны обеспечивать, в том числе, согласование поступающих на компьютер сигналов в случаях его использования как виртуальной измерительной системы в составе многофункционального производственного комплекса, например, управления технологическими процессами. Использование виртуальных измерительных систем и измерительных средств в облачных системах также допускается.

Стандартом оговаривается, что в случаях организации процессов жизненного цикла программных средств подобных многофункциональных комплексов необходимо следовать требованиям межгосударственных стандартов ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 и ГОСТ Р ИСО/МЭК 16085-2007.

Отдельный раздел ГОСТ Р 8.818-2013 посвящен метрологическому обеспечению. В соответствии с ГОСТ 8.009-84 к виртуальным измерительным системам и измерительным средствам измерений предъявляются требования по номенклатуре метрологических характеристик и правилам их выбора, а также способы нормирования характеристик в соответствующих нормативно-технических документах (НТД) с учетом требований государственных стандартов ГОСТ Р 8.596-2002 и ГОСТ Р 8.734-2011.

Следует особо отметить, что ГОСТ Р 8.818-2013 устанавливает обязательность утверждения типа для всех виртуальных измерительных систем и средств измерений (в том числе входящих в их состав программного обеспечения и дополнительных технических средств), которые предназначены для использования в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Поверка виртуальных измерительных систем и средств измерений выполняется в соответствиями с требованиями правил по метрологии ПР 50.2.006-94. Она может осуществляться комплектно или покомпонентно (поэлементно). При этом при покомпонентной поверке дополнительных технических средств виртуальных измерительных систем и средств измерений в соответствии с ГОСТ 8.009-84 должны быть определены нормированные метрологические характеристики.

Аттестация дополнительных программных средств проводится по типовой методике, изложенной в рекомендациях МИ 2955-2010 .

Калибровка виртуальных измерительных систем и средств измерений, не предназначенных для использования в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, может осуществляться в добровольном порядке.

Если вы столкнулись с задачей внедрения виртуальных измерительных средств измерения или систем в соответствии с ГОСТ Р 8.818-2013, то специалисты нашей компании помогут с выбором необходимого оборудования и программной части.