Метрологическое обеспечение качества продукции

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Казанский национальный исследовательский

технологический университет

И. С. Разина, Е. В. Приймак

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ 

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА 

ПРОДУКЦИИ

Учебное пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2022

УДК 531.7(075)
ББК 30.10.я7

Р17

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

канд. физ.-мат. наук О. А. Коновалова

канд. техн. наук И. К. Будникова

Р17

Разина И. С.
Метрологическое обеспечение качества продукции : учебное пособие / 
И. С. Разина, Е. В. Приймак; Минобрнауки России, Казан. нац. 
исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2022. – 96 с.

ISBN 978-5-7882-3198-3

Рассматриваются влияние метрологического обеспечения на качество 

продукции и ресурсосбережение, методические основы оценки экономической 
эффективности производства, а также проблемы совершенствования нормативной 
базы метрологического обеспечения.

Предназначено для обучающихся направления подготовки 12.03.04 

(12.04.04) «Биотехнические системы и технологии». Целевой аудиторией могут 
быть также и студенты других специальностей и направлений, слушатели 
системы дополнительного образования, специалисты любой сферы деятельности, 
заинтересованные в обеспечении качества и безопасности продукции.

Подготовлено на кафедре медицинской инженерии.

ISBN 978-5-7882-3198-3
© Разина И. С., Приймак Е. В, 2022
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2022

УДК 531.7(075)
ББК 30.10.я7

О Г Л А В Л Е Н И Е

Введение.................................................................................................................. 5

1. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ 
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ........................................................................... 7

1.1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ЕГО РОЛЬ 

В ОБЩЕСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.......................................................................... 7

1.2. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ 

И ПЛАНИРОВАНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ............. 13

1.3. КОНЕЧНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО МЕТРОЛОГИЧЕСКОМУ 

ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПРОИЗВОДСТВА ............................................................................. 20

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ 

ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ............ 40

2.1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ПРАКТИКИ РАСЧЕТОВ ................. 41

2.2. КРИТЕРИИ И ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ 

ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ......................................... 45

2.3. ПРИВЕДЕНИЕ СРАВНИВАЕМЫХ ВАРИАНТОВ В ТОЖДЕСТВЕННЫЙ ВИД 

ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КАЧЕСТВА................................................................................. 56

2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ НА МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 

ПРОИЗВОДСТВА ...................................................................................................... 62

3. ПРАКТИКА ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 

МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА 
И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ........................................................................... 71

3.1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ МЕТОДИКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО 

ОБЕСПЕЧЕНИЯ......................................................................................................... 71

3.2. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОСНОВ 

МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ...................................................................... 78

3

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ

МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ................................................ 81

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ 

НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ БАЗЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО 
ОБЕСПЕЧЕНИЯ............................................................................................ 83

Заключение ........................................................................................................... 91

Список используемых источников ..................................................................... 93

В В Е Д Е Н И Е

Проблема взаимосвязи уровня метрологического обеспечения 

с показателями качества выпускаемой продукции и рациональным использованием 
ресурсов является малоизученной, но весьма актуальной, 
ведь только на этой основе возможен переход от технических показателей 
к экономическим с последующей оценкой эффективности. Рассмотрение 
же метрологической деятельности с системных позиций 
позволяет сформулировать понятие конечного результата при метрологическом 
обслуживании средств измерений и измерениях в производственных 
процессах.

При исследовании влияния точности измерений на качество про-

дукции значительное место отведено измерительному контролю, что 
позволяет установить связь не только погрешности измерений с показателем 
дефектности, но и в целом метрологического обеспечения производства 
с качеством. Подобные исследования проведены для операций 
измерения расхода, учета, дозирования, а также в случае использования 
измерительной информации для оптимального управления технологическими 
процессами.

Деятельность метрологических служб организаций промышлен-

ности направлена на обеспечение единства и требуемых точности измерений, 
достоверности контроля параметров (характеристик) и испытаний 
продукции в целях достижения эффективности процессов создания 
и заданного уровня качества продукции. Для реализации комплексного 
подхода к обеспечению качества продукции подавляющее большинство 
организаций внедрили у себя системы менеджмента качества 
(СМК), соответствующие требованиям национального стандарта 
ГОСТ Р ИСО 9001–2015. 

Деятельность метрологических служб является составной частью 

всех работ организаций промышленности по созданию и развитию 
СМК на основе внедрения процессного подхода к обеспечению качества 
продукции. При организации процессов метрологического обеспечения 
метрологи тесно взаимодействуют со специалистами служб стандартизации 
и качества. Более того, знание и понимание основ стандартизации 
и менеджмента качества являются необходимым элементом 
компетенции современного метролога, которые позволяют ему правильно 
разрабатывать процессы метрологического обеспечения и добиваться 
их эффективного внедрения для обеспечения достоверной 

5

оценки соответствия продукции на стадиях жизненного цикла и выполнения 
обязательных требований заказчика (потребителя). В основе процессов 
метрологического обеспечения лежит деятельность метрологических 
служб по решению задач управления оборудованием для мониторинга 
и измерений в форме испытаний в целях утверждения типа 
стандартных образцов и средств измерений, поверки (калибровки), аттестации 
эталонов единиц величин и испытательного оборудования, 
проверки технических систем и устройств с измерительными функциями, 
средств контроля и индикаторов. 

В целях контроля качества разрабатываемых технических зада-

ний (ТЗ), конструкторской и технологической документации (КД и ТД) 
проводится их метрологическая экспертиза, а также, при необходимости, 
аттестация нестандартизированных методик измерений.

Порядок решения метрологических задач в СМК устанавлива-

ется в стандартах организаций (СТО), которые могут включаться в перечень 
документов по стандартизации продукции, требования которых 
носят обязательный характер. В СМК должен быть разработан ряд документированных 
процедур (ДП), устанавливающих порядок организации 
и решения комплекса метрологических задач, распределение ответственности 
и полномочий должностных лиц, функции структурных
подразделений по метрологическому обеспечению, порядок проведения 
отдельных метрологических работ и пр.

1 .  М Е Т О Д О Л О Г И Я  И С С Л Е Д О В А Н И Я  В Л И Я Н И Я

М Е Т Р О Л О Г И Ч Е С К О Г О  О Б Е С П Е Ч Е Н И Я  

Н А К А Ч Е С Т В О  П Р О Д У К Ц И И  

И Р Е С У Р С О С Б Е Р Е Ж Е Н И Е

1 . 1 .  И с т о р и я  р а з в и т и я  м е т р о л о г и ч е с к о г о  
о б е с п е ч е н и я  и  е г о  р о л ь
в  о б щ е с т в е н н о м  

п р о и з в о д с т в е

В настоящее время государственные метрологические службы 

России, имеющие достаточно сложную структуру, проводят работы 
в области стандартизации и метрологии в стране непосредственно через 
созданные Росстандартом НИИ центры метрологии и стандартизации (
областные, краевые и республиканские) и территориальные лаборатории 
государственного надзора за стандартизацией и измерительной 
техникой. 

На базе Главной палаты мер и весов создано высшее научное 

учреждение страны – Всероссийский научно-исследовательский институт 
метрологии им. Д. И. Менделеева (ВНИИМ). В лабораториях института 
разрабатываются и хранятся государственные эталоны единиц 
измерений, определяются физические константы и свойства веществ 
и материалов. Тематика работ института охватывает линейные, угловые, 
оптические и фотометрические, акустические, электрические 
и магнитные измерения, измерения массы, плотности, силы, давления, 
вязкости, твердости, скорости, ускорения и ряда других величин1.

Вторым по значимости метрологическим центром страны явля-

ется Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических 
и радиотехнических измерений (ФГУП ВНИИФТРИ). Он разрабатывает 
эталоны и средства точных измерений в радиоэлектронике, 
службе времени и частот, акустике, атомной физике, физике низких 
температур и высоких давлений2.

1 Лифиц И. М. Стандартизация, метрология и сертификация. Москва: Изд-во Юрайт, 
2004. 330 с. 
2 Колчков В. И. Метрология, стандартизация и сертификация. URL: //http://micromake.ru.

7

Координация и научно-методическое руководство метрологиче-

ской службой страны возложено на Всероссийский научно-исследовательский 
институт метрологической службы (ФГБУ ВНИИМС) – главную 
организацию в области прикладной и законодательной метрологии. 

Предметом метрологии является извлечение количественной 

информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью 
и достоверностью. Средства метрологии – это совокупность средств измерений (
СИ) и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное 
применение. Основными задачами метрологии являются:

– обеспечение единства измерений;
– разработка и совершенствование теории измерений, методов 

и средств воспроизведения единиц физической величины и передачи их 
размеров;

– установление системы единиц физической величины, госу-

дарственных эталонов и образцовых СИ; 

– разработка методов оценки погрешностей, состояния СИ 

и контроля;

– практическое применение теории, методов и средств измере-

ний и контроля.

Обеспечение единства измерений означает чисто технический 

аспект метрологической деятельности. При этом не затрагивается экономическая 
сторона проблемы – необходимость точности измерений. 
Ведь очевидно, как слишком точные, так и необоснованно грубые методы 
измерений не могут быть приемлемыми с экономической точки 
зрения. Нужен некий экономический норматив точности.

Поэтому в 1976 г. впервые в мировой практике был утвержден 

и введен в действие ГОСТ 1.25–76, который определил деятельность по 
метрологическому обеспечению как «установление и применение 
научных и организационных основ, технических средств правил 
и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности 
измерений».

Этот государственный стандарт вводил две составляющие мет-

рологического обеспечения: единство измерений и требуемую точность. 
Причем вторая составляющая отражает экономический аспект 
проблемы, правда в неявном виде, так как не указан критерий назначения 
требуемой точности. Таким образом, экономическим вопросам 
метрологии стало уделяться внимание лишь в последнее время, что 
обусловило наличие большого круга нерешенных задач и проблем.

8

Вместе с тем как в нашей стране, так и за рубежом метрологи-

ческая деятельность оказывает значительное влияние на ускорение 
научно-технического прогресса, повышение качества продукции и эффективности 
производства. Масштабы деятельности по метрологическому 
обеспечению производства все увеличиваются, о чем свидетельствует 
российский и зарубежный опыт.

Значительные затраты необходимы для функционирования Го-

сударственной системы обеспечения единства измерений, насчитывающей 
около 450 государственных стандартов и порядка 2500 других 
нормативно-методических документов по метрологии. Организационная 
основа метрологического обеспечения – метрологическая служба 
страны – состоит из более 200 государственных и 28000 ведомственных 
метрологических организаций. Увеличиваются темпы роста парка 
средств измерений. 

Характерной чертой для машиностроительных отраслей США 

является увеличение расходов на научно-исследовательские и опытно-
конструкторские работы (НИОКР), причем одной из причин роста является 
создание контрольно-измерительной аппаратуры.

За 30 лет расходы на НИОКР в приборостроении увеличились 

в 4 раза, в то время как в промышленности в целом – в 2,5 раза, в машиностроении – 
в 2,3 раза, в электромашиностроении – менее чем 
в 2,4 раза. При этом большое внимание уделяется созданию объективных, 
быстродействующих систем контроля качества: на фирмах США 
до 75 % средств, расходуемых на автоматизацию, идет на контроль качества 
и автоматизированные системы информации1.

Интересным является сравнение вложений на НИОКР в прибо-

ростроении по целевому назначению: на проектирование новых 
средств измерений, разработку новых технологических процессов и модернизацию 
существующих средств. Если по затратам на новые средства 
измерений приборостроение занимает первое место с большим отрывом 
от других машиностроительных отраслей, то по затратам на новые 
технологические процессы –
второе, а по вложениям на 

1 Конарева Л. А. Управление качеством продукции в США и Японии // США: экономика, 
политика, идеология. 1987. № 4. С. 41–52; Конарева Л. А. Управление качеством 
продукции в США и Японии // США: экономика, политика, идеология. 1987. № 5. 
С. 45–56.

9

модернизацию – последнее место. Эти данные позволяют сделать вывод 
о тенденции опережающего развития в США приборостроения, 
ориентации этой отрасли на разработку принципиально новой техники 
на базе достижений научно-технического прогресса. Такие тенденции 
развития приборостроения объясняются тем, что с увеличением номенклатуры 
контролируемых параметров, ростом сложности их измерений, 
повышением требований к точности возрастает удельный вес затрат 
на измерения и контроль качества в структуре себестоимости продукции. 
Расчеты показывают, что в себестоимости промышленной продукции 
удельный вес затрат, связанных с операциями измерений и контроля, 
составляет 10–20 %, а в некоторых отраслях (например, в электронной) – 
до 60 %. При производстве сложной техники удельный вес 
средств измерений составляет свыше 30 % стоимости активной части 
основных фондов. Столь значительные затраты на метрологическое 
обеспечение производства обосновываются существенным его влиянием 
на качество продукции и эффективное использование ресурсов.

Рассмотрим специфику метрологического обеспечения. При 

экономическом исследовании проблемы конечного результата в метрологическом 
обеспечении производства следует учитывать специфику 
этой работы. 

Во-первых, метрологическое обеспечение – это не отрасль, 

а вид деятельности. И этот вид деятельности пронизывает всю структуру 
общественного производства. 

Одна из специфичных сторон деятельности по метрологиче-

скому обеспечению заключается в том, что функции метрологического 
обеспечения распределяются практически по всем подразделениям.

Метрологическая служба координирует эти работы и осуществ-

ляет методическое руководство их проведением, но не является единственным 
исполнителем. На основании анализа 50 предприятий отраслей 
промышленности были подготовлены рекомендации1, в которых 
указано, что метрологическое обеспечение осуществляют следующие 
подразделения предприятия: 

– отдел главного метролога;

1 Рекомендации по разработке стандартов предприятия, регламентирующих метрологическое 
обеспечение в комплексных системах управления качеством продукции и эффективностью 
производства. Москва: Изд-во стандартов, 1982. 80 с.

10

– отдел главного конструктора; 
– отдел главного технолога; 
– исследовательская лаборатория; 
– отдел технического контроля; 
– отдел стандартизации; 
– основные производственные подразделения; 
– подразделения вспомогательного производства, разрабатыва-

ющие и изготовляющие средства измерений и контроля.

Например, для конструктора основным в системе метрологиче-

ского обеспечения будет номенклатура контролируемых параметров с допусками, 
для технолога – выбранные для контроля средства измерений, 
для метролога – возможность поверки и аттестации этих средств и т. д.

С экономической точки зрения необходимо соизмерять затраты 

на функционирование системы с полученными конечными результатами. 
При этом более сложной задачей является определение источников 
формирования конечных результатов. Затраты же на проведение 
метрологических работ рассчитать довольно несложно, лишь в некоторых 
случаях возникают специфические вопросы.

Метрологическое обеспечение является комплексной деятель-

ностью, при которой возникает экономическая задача долевого выделения 
затрат и полезных результатов. Общий экономический эффект от 
внедрения результатов программ метрологического обеспечения составляет 
за год, по данным министерств, более 350 млн руб.

Во-вторых, ее результатом является измерительная информация 

для принятия управляющих решений. В этом случае отсутствуют продукция 
или услуги, которые можно оценить в денежном выражении.

В-третьих, следует учитывать иерархичность как технической, 

так и организационной структур метрологического обеспечения. В технической 
структуре передача размера единицы физической величины 
происходит по ступеням поверочной схемы от эталонов образцовым 
и рабочим средствам измерений. Организационной основой являются 
государственная и ведомственные метрологические службы. При этом 
государственная служба находится на более высокой ступени иерархии. 
С другой стороны, иерархичность ведомственных служб определяется 
наличием головных, базовых организаций и метрологических 
служб предприятий.

В-четвертых, средства метрологического обеспечения являются 

измерителями основного показателя развития страны – национального 

11

дохода. В добывающих и перерабатывающих отраслях с помощью 
средств измерений определяют объемы продукции. В обрабатывающих 
отраслях, например в машиностроительном комплексе, деятельность 
по метрологическому обеспечению предоставляет достоверную измерительную 
информацию о качестве продукции и рациональности использования 
материальных ресурсов. Поэтому очень важным является 
вопрос точности измерений и ее связи с основными технико-экономическими 
показателями производства.

Особенности метрологического обеспечения как общественной 

формы деятельности:

– конечный результат деятельности метрологической службы, 

опосредствованный в эффективности и качестве измерений;

– всеобщий для общественного производства характер деятель-

ности – управление единством измерений;

– высокий уровень влияния на конечные результаты деятельно-

сти предприятий.

Такой подход представляется более обоснованным, но и у него 

имеется, по нашему мнению, ряд существенных недостатков.

Конечный результат при такой трактовке сводится к повыше-

нию точности измерений и оперативному получению достоверной измерительной 
информации. Но это категории не экономические, они не 
поддаются стоимостной оценке. А конечный результат, как известно, 
выражается в объемах продукции или услуг в денежном выражении. 
Кроме этого, ориентация метрологической деятельности на необоснованное 
повышение точности измерений приведет к росту затрат при неопределенности 
в изменении конечного результата.

Для практического выявления недостатков метрологического 

обеспечения, их влияния на качество продукции и эффективное использование 
ресурсов в отраслях народного хозяйства регулярно проводится 
анализ состояния измерений.

Чтобы составить наиболее эффективные программы метрологи-

ческого обеспечения, необходим действенный инструмент анализа состояния 
измерений, ориентированный на обнаружение параметров, 
тесно связанных с конечными производственными результатами. Эту 
деятельность следует рассматривать в двух аспектах: метрологическом 
и экономическом. Технический (метрологический) аспект должен отражать 
передовые направления развития измерительного дела, а экономический – 
нерешенные проблемы в этой области.

12