О.Величко: “Похибка при вимірюваннях кількості продукту в нафто- й газопроводах у кілька сотих коштує не одну сотню мільйонів доларів”
РБК-Україна: Олеже Миколаєвичу, чому саме 20 травня відзначається Всесвітній день метрології?
Олег Величко: Після запуску американської міжпланетної станції «Марс клаймет орбітер» вчені усього світу сподівались отримати надзвичайно важливу інформацію та з нетерпінням її очікували. Звістку про аварію 23 вересня 1999 р., внаслідок чого станція була безповоротно втрачена, зустріли з великим розчаруванням. А все сталося через банальну помилку: фахівці забули погодити одиницю вимірювань, відповідно, в американській та метричній системах одиниць. Цей факт є вельми показовим. Він доводить, наскільки важливі питання забезпечення єдності та достовірності вимірювань.
Хочу звернути увагу на подію, яка відіграла визначальну роль в розвитку не тільки метрології, а й прогресу в усьому світі - створення уніфікованої метричної (десятинної) системи мір. В кінці ХVIII ст. тільки у Європі нараховувалось до сотні футів різної довжини, 50 різних миль, 120 різних фунтів. Це призвело до усвідомлення нагальної необхідності подолати «вавилонське стовпотворіння» підписанням міжнародної Угоди про міри та ваги, а також про одиниці вимірювань в метрології.
135 років тому, а точніше 20 травня 1875 р. на дипломатичній конференції, яка проходила в Парижі, уповноважені представники 17 країн (в т. ч. - Російської імперії) підписали Метричну конвенцію, якою були встановлені міжнародні прототипи метра та кілограма і створені Міжнародний комітет мір і ваг (CIPM) та підпорядкований йому робочий орган - Міжнародне бюро мір і ваг (BIPM). Ця подія визначила принципи подальшого розвитку метрології в усьому світі. Тому в 1999 р. на засіданні СIPM було прийнято рішення щорічно відзначати 20 травня як Всесвітній день метрології.
РБК-Україна: Як впроваджувалась метрична система одиниць?
О.В.: В СРСР метрична система була повністю впроваджена на початку 30-х років минулого століття, але окремі країни ще багато десятиріч продовжували підтримувати і підтримують досі свій унікальний порядок вимірювань та шукали цьому виправдання. Так, в Японії Міжнародна система одиниць (SI) була введена лише в 1992 р. шляхом накладання заборони на використання не SI одиниць в угодах та під час сертифікації товарів, а країни Британської співдружності лише з 1 січня 2000 р. офіційно перейшли до застосування цієї системи одиниць вимірювань. Хоча США і підписали Метричну конвенцію, в країні і зараз вимірюють архаїчними ярдами, унціями, футами, милями, фунтами тощо і, за необхідності, застосовують спеціальні перехідні таблиці.
На сьогодні система SI складається з семи основних одиниць: довжина (метр), маса (кілограм), час (секунда), електричний струм (ампер), термодинамічна температура (кельвін), кількість маси (моль), інтенсивність світла (кандела) та декількох сотень похідних одиниць. Для того, щоб практично застосовувати ці одиниці вимірювання в різних сферах, вони повинні бути матеріально реалізовані. Цією матеріальною мірою, засобом вимірювальної техніки, створеним для відтворення одиниці величини, є відповідний еталон.
Еталони складають ієрархію, що розпочинається з міжнародних еталонів, розташованих на верхівці метрологічної піраміди, і закінчується робочими еталонами, які щоденно використовуються при проведенні вимірювань. Не існує жодної загальної вимоги до точності еталонів. Еталон може бути придатним в одній країні як робочий, а в іншій бути навіть національним еталоном. Національні еталони, які регулярно звіряються з міжнародними еталонами та національними еталонами високої точності інших країн, слугують базою для встановлення значень інших еталонів.
РБК-Україна: Тобто, можна вважати, що процеси глобалізації в галузі метрології розпочалися з Метричної конвенції. Як в сучасних умовах забезпечується всесвітня єдність вимірювань?
О.В.: Інтернаціоналізація є обов'язковою характеристикою вимірювань: міжнародна торгівля визначає глобальну економіку, наукові, технологічні та медичні дослідження залежать від міжнародного співробітництва. Справедливо стверджувати, що сьогоднішня тенденція глобалізації торгівлі є найсильнішим поштовхом, який підвищує сучасне значення метрології та сприяє її швидкому розвитку.
З часу підписання Метричної конвенції надзвичайно зросли об'єми, складність та точність вимірювань, які виконуються при здійсненні міжнародної торгівлі. Під час такої торгівлі практично всі промислові товари і послуги, сільськогосподарська продукція чи новітні форми електронної комерції за допомогою Інтернету (вони можуть різнитися у кожній державі) зіштовхуються з технічними (нетарифними) бар'єрами. Неточні чи помилкові вимірювання у будь-якій галузі призводять до прийняття неправильних рішень, а відтак - і непомірних фінансових витрат. Так, похибка при вимірюваннях кількості продукту в нафто- й газопроводах у кілька сотих коштує не одну сотню мільйонів доларів. Велике значення точність вимірювання має на теплових електростанціях. Збільшення вологості вугілля на 1% знижує теплоту його згоряння на 1,2-1,3%, що еквівалентно втратам до 10 млн т вугілля. Активний контроль температури і вологості в сховищах знижує втрати зерна на 1-3%, картоплі - на 6-16%, капусти - на 20%.
У звіті, підготовленому BIPM для держав-членів Метричної конвенції, зазначено: «... Інвестиції, що виділяються урядами на створення визнаної на міжнародному рівні метрологічної інфраструктури, належать до найбільш ефективних з точки зору їх окупності як такі, що дають найвагоміший прибуток суспільству». Відзначу, що складовими такої метрологічної інфраструктури є: узгоджені закони у сфері метрології; національні еталони одиниць величин та їх еквівалентність міжнародним еталонам; гармонізована нормативна база щодо засобів вимірювань, їх повірки чи калібрування; оцінка відповідності засобів вимірювань; кваліфікований і компетентний персонал. У звіті BIPM також зазначається, що згідно досліджень, виконаних у США, Великобританії, Канаді та Євросоюзі, питома частка коштів на вимірювання та роботи, пов'язані з цим, у промислово розвинених країнах становить від 3 до 6% ВВП, а в окремих випадках цей показник сягає 15%.
Хід загального розвитку науки і техніки підтверджує, що метрологія є фундаментальною передумовою прогресу майже в усіх галузях науки, техніки й економіці. Чим складніша наукова проблема, тим більшого значення для неї набуває метрологія. Точність вимірювань неодноразово давала можливість робити фундаментальні відкриття або підтверджувати гіпотези. Високоточні інтерференційні вимірювання А.Майкельсоном швидкості світла в рухомому і нерухомому середовищі привели до створення А.Ейнштейном теорії відносності - нових уявлень про час і простір.
РБК-Україна: Відомо, що розвинена еталонна база - обов'язковий атрибут політичної та економічної незалежності будь-якої держави, її «візитівка». Які національні еталони має у своєму розпорядженні Україна?
О.В.: Якось Генрі Форд сказав: покажіть мені автомобіль і я визначу, на якому технічному рівні знаходиться країна, в якій був виготовлений цей автомобіль. Такий вислів можна було б віднести і до національної еталонної бази - якщо країна має національні еталони, визнані на міжнародному рівні, то це говорить про її високий науковий потенціал.
Україна такі національні еталони має. Це дуже дорога справа, навіть високорозвинені країни не мають у себе повного набору національних еталонів. Наприклад, в 2008 р. еталонна база Великобританії становила 105 національних еталонів, Росії - 126. В часи СРСР в Україні знаходилося лише 10 національних еталонів, тобто 8% еталонної бази СРСР, та й то це були лише еталони другорядних похідних одиниць. В результаті проведення великого комплексу робіт станом на 1 травня 2010 р. в Україні затверджено 60 державних (національних) еталонів, серед яких еталони одиниць довжини, маси, часу та частоти, температури, тиску, молярної частки компонентів у газових середовищах, електричної напруги змінного та постійного струму, рентгенівського та гама-випромінень, активності радіонуклідів (сайт dssu.gov.ua, розділ: технічне регулювання, державні еталони).
Державні еталони створюються як унікальні комплекси в одиничних примірниках, функціонують вони у спеціальних приміщеннях із забезпеченням необхідних умов для підтримання температури, вологості, вібрації тощо та відповідної інженерної інфраструктури. Зважаючи на високі вимоги до точності еталонів, їх розробляють на основі використання досягнень національної та світової науки і техніки, нових технологій, перспективних методів вимірювань. Урядом України комплекс еталонів та унікальних засобів вимірювальної техніки віднесений до наукових об'єктів, які складають національне надбання країни. Державні еталони створюються та утримуються державою, є виключно державною власністю, в нашій країні вони перебувають у віданні Держспоживстандарту України. Зазначу, що національна еталонна база на сьогодні фінансується державою приблизно на 40% від запланованого рівня, тому організації, які експлуатують та утримують державні еталони, змушені підтримувати їх у належному стані за власні кошти.
РБК-Україна: Як забезпечується визнання на міжнародному рівні метрологічних характеристик державних еталонів України?
О.В.: Для сприяння розвитку міжнародної торгівлі та усунення технічних бар'єрів між торговими партнерами з інших країн, підтримання еталонної бази на високому технічному рівні, необхідне проведення регулярних звірень з національними еталонами інших країн, що є обов'язковою умовою для міжнародного визнання результатів вимірювань.
З метою створення єдиного міжнародно-визнаного метрологічного простору CIPM у 1999 р. підготував «Угоду про взаємне визнання національних еталонів, сертифікатів калібрування та вимірювань, які видаються національними метрологічними інститутами». Ця подія є другою за значенням, після Метричної конвенції, в історії розвитку метрології. Нині Угоду підписали 122 національних метрологічних інститути з 74 країн, 48 з яких є повноправними членами, а 26 - асоційованими, до числа яких входить і Україна, та 3 міжнародні організації. Нашу країну представляють чотири національні метрологічні інститути: Національний науковий центр «Інститут метрології» (Харків), ДП «Укрметртестстандарт» (Київ), ДП «НДІ «Система» (Львів), ДП «Івано-Франківськстандартметрологія», які підписали зазначену Угоду у 2003 р. Саме в цих метрологічних організаціях були розроблені, досліджені та введені в дію державні еталони України.
Результатом участі національних метрологічних інститутів в Угоді є публікація відомостей про їх калібрувальні та вимірювальні можливості у спеціальній базі даних ключових звірень, яка загальнодоступна в мережі Інтернет. Ці можливості є найвищим рівнем калібрування і вимірювань, що гарантується національними метрологічними інститутами споживачам його метрологічних послуг на постійній основі. Загалом всі національні метрологічні інститути України на сьогодні мають 83 публікації у зазначеній базі даних у 6 видах вимірювання (акустика, електрика та магнетизм, довжина, час та частота, витрати газу і кількість речовини) з дев'яти. Незважаючи на те, що кількість публікацій щодо калібрувальних та вимірювальних можливостей національних метрологічних інститутів України за останні два роки практично подвоїлась, однак потребується ще багато зусиль для їх збільшення.
РБК-Україна: В Україні основним законодавчим актом, який регулює відносини у забезпеченні єдності вимірювань в країні є закон «Про метрологію та метрологічну діяльність». Наскільки його положення на сьогодні відповідають міжнародній практиці та захищають громадян і національну економіку від наслідків недостовірних результатів вимірювань?
О.В.: У розвинутих країнах світу існує розвинута законодавча база з питань метрологічної діяльності. В таких країнах, як Німеччина та США питання метрології відображені навіть у Конституціях цих країн. До речі, Конституція нашої країни теж містить деякі метрологічні вимоги. Так, в ній встановлено, що виключно законами України встановлюються одиниці ваги, міри і часу. Це положення вже дуже застаріло, так як взяте із Конституції США ще 1787 р. (Конгрес вповноважувався встановлювати одиниці мір і ваг), однак воно підкреслює особливу важливість метрології для держави.
Чинний закон «Про метрологію та метрологічну діяльність» був прийнятий Верховною Радою ще в лютому 1998 р., а у 2004 р. набула чинність його нова редакція. Закон визначає правові основи забезпечення єдності вимірювань в Україні, регулює відносини у сфері метрологічної діяльності та сприяє економічній незалежності держави. Елементи метрологічної інфраструктури країни сприяють вирішенню проблеми вимірювання через відповіді на такі запитання: що вимірювати; як вимірювати; як оцінити та повідомити про результати вимірювань. Наприклад, компоненти літаків, які вироблені в різних країнах, повинні мати розмірні та механічні характеристики, які вимірюються узгодженими методами, в іншому випадку, остаточний монтаж літака буде неможливий. Така узгодженість гарантується шляхом співпраці між національними метрологічними інфраструктурами на міжнародному та місцевому рівнях. Сьогодні такі метрологічні інфраструктури зазнають важливих змін. Вивчення досвіду метрологічної діяльності в передових іноземних державах з розвинутою ринковою економікою та метрологічною інфраструктурою виявили необхідність прийняття нової редакції закону, положення якого були б гармонізовані із загальноприйнятими в світовій практиці нормами та правилами з метрології, в першу чергу, з новими документами Міжнародної організації законодавчої метрології та директивами Євросоюзу з питань метрологічної діяльності.
РБК-Україна: Яка участь України у міжнародному співробітництві із забезпечення єдності вимірювань?
О.В.: Держспоживстандарт України уповноважений представляти нашу країну в таких міжнародних та регіональних організаціях з метрології:
- Генеральній конференції з мір і ваг (CGPM), статус асоційованого члена з 2002 р.;
- Міжнародній організації законодавчої метрології (OIML), статус члена-кореспондента з 1997 р.;
- Євразійському співробітництві державних метрологічних установ (СООМЕТ), статус члена з 1992 р.;
- Європейській асоціації національних метрологічних інститутів (EURАMET), статус організація-кореспондент з 1998 р.;
- Науково-технічній комісії з метрології Міждержавної Ради з стандартизації, метрології та сертифікації країн СНД, статус члена з 1992 р.
Участь в роботі цих організацій дає можливість захищати інтереси нашої країни та оперативно використовувати результати роботи цих організацій з метою ефективного вирішення метрологічних завдань, які постають перед Україною в умовах глобалізації світової економіки.
Спілкувалась Неля Московська, спеціально для РБК-Україна
