Ряди переважних чисел. 
Кваліметрія. 
Процес вимірювання

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ ДРУКАРСТВА Контрольна робота № 1

З дисципліни: «Стандартизація і метрологія у ВПС «

Виконала: студентка групи ЗТ-43

Ястремська Н. Р.

Прийняла: Лемик С. О.

ЛЬВІВ 2014

Варіант 1

1.Система переважних чисел і параметричні ряди. Їх роль та застосування в поліграфії

2.Кваліметрія. ЇЇ суть, роль та основні завдання. Зв’язок зі стандартизацією

3. Точність та похибки методів і засобів вимірювальної техніки. Види похибок Практична частина кваліметрія вимірювання переважний число

1. Система переважних чисел і параметричні ряди. Їх роль та застосування в поліграфії

Одне із найважливіших завдань стандартизації - раціональна побудова параметричних рядів видань, приладів, виробів, виробничих процесів тощо. Переважні числа дають можливість уніфікувати параметри як в межі усього народного господарства, так і в одній галузі.

Переважні числа — це значення членів ряду прогресії, що застосовуються при встановленні градацій параметрів.

Ряди переважних чисел можуть виражатися арифметичними чи геометричними прогресіями.

Арифметичний ряд простий і арифметичні прогресії не потребують заокруглення. Суттєвий недолік арифметичного ряду — його нерівномірність. За постійної абсолютної різниці відносна різниця між членами зі зростаннями різко зменшується. Трохи досконалішими є ступінчасті арифметичні ряди, у яких різниця значень постійна лише для визначеної його частини. Проте застосування ступінчастих арифметичних прогресій, радикально не вирішує проблеми нерівномірності ряду.

Найбільш оптимальні і зручні - геометричні ряди, у яких відносна різниця між будь якими суміжними членами ряду однакова і дорівнює знаменнику прогресії. При використанні і геометричні прогресії мають недолік — необхідність заокруглення чисел. Сума і різниця членів прогресії зазвичай не є членами прогресії.

Стандарт дозволяє костуватися вибірковими рядами. У позначку вибіркових рядів входить позначкп основного чи додаткового рядів, з якого утворено вибірковий ряд. Вибіркові ряди застосовуються, якщо менше число градацій ряду забезпечує більший ефект порівняно з повними рядами.

Похідні ряди застосовуються у разі, якщо кожен з основних рядів не задовільняє необхідні вимоги і, коли встановлюється градація числових характеристик, що залежить від параметрів, розмірів, утворених з основних рядів.

Ряди лінійних розмірів, отримані на основі золотого перерізу. Золотий переріз — пропорційне ділення відрізка на нерівні частини, внаслідок якого весь відрізок так відноситься до більшої частини, як сама більші частина до меншої.

Параметричні ряди. В основу побудови раціональних параметричних рядів покладено принцип встановлення оптимальних розмірних рядів за головними параметрами, які визначають експлуатаційні та технічні можливості машини (виробу).

Параметричні ряди відрізняються між собою діапазоном і характером гадації. Будь-яку обмежену послідовність членів ряду називають інтервалом. Діапазон параметричного ряду — максимальний інтервал ряду.

Градація параметричного ряду — закон утворення ряду, який визначає характер інтервалів між членами даного ряду.

Параметричні ряди використовуються в поліграфії, так наприклад, для друкарських машин головний параметр — формат паперового аркуша, для формного обладнання — розмір оброблюваної пластини тощо.

У друкарських процесах застосовується аркушевий та рулонний папір. В Україні формати книжкових видань регламентуються ГСТУ 29.5 — 2001, ГОСТ 1342, журнальних — ГСТУ 29.1 — 97 та газетних — ГСТУ 29.3 — 2000, а книжкових та журнальних видань — ДСТУ 4489: 2005.

У ДСТУ 4489:2005 розширено перелік форматів аркушів і подається позначення форматів за ISO 216 та ISO 217.

Основна «форматна» характеристика рулонного паперу — ширина полотна у см. Переважно застосовуються полотна такої ширини: 60; 70; 75; 84; 90; 100; 108; 120; 126; 140; 168; 225; 432 та спеціальні: 36; 42; 46; 51; 52; 64; 82; 105; 150; і 180.

Аркушевий папір для друкування книжково-журнальної продукції подано за сімома основними форматами (табл.1.6): 60×80; 60×90; 70×90; 75×90; 70×100; 70×108;84×108 см. Дозволено також застосування так званих «комбінованих» форматів і спеціальних форматів (для друкування форзаців, палітурок, вклуйок тощо.)

Загалом існує три групи форматів: А — друкарського паперу, В — для афіш і карт, С — для папок і конвертів.

При друкуванні важливо враховувати напрям орієнтації волокон (впливає на друкарські й обробні процеси). Для цього розмір сторони паперу, який збігається з напрямом його машинного відливу, позначається літерою М (довша сторона, ДСТУ 4489: 2005). Англійські виробники паперу застосовують позначку LG, а німецькі SG.

Приклад параметричного ряду — ГСТУ 29.05−2001 Видання книжкові. Поліграфічне виконання. ЗТВ. Дія цього стандарту, як уже зазначалося, поширюється на книжкові текстові видання різного цільового призначення.

Слід розглянути формати паперу та видань з урахуванням показника В (відношення довжини до ширини) (табл. 1.6). Наведені параметричні ряди не повною мірою строгі. Проте, у переважної частини форматів паперу і видань після обрізування (максимальні та мінімальні формати) показник В дорівнює 1,4 (9 форматів паперу та видань). Число 1,4 (заокруглене) — знаменник геометричної прогресії рядів R20 і R40. Три формати паперу, та 3−5 форматів видань мають В, що дорівнює 1,5 — знаменник ряду R40.

Таблиця1.6

Формат паперу, частка аркуша та розміри видань

У ДСТУ 4489: 2005 стосовно книжкових видань з восьми форматів при 1/16 частці аркуша (як приклад) у оптимального варіанта видання параметр В майже у п’яти форматів дорівнює 1,4(заокруглено) — знаменник рядів R20 і R40. У двох форматів параметр В дорівнює 1,26 (число 1,25 (заокруглено) — знаменник ряду R10).

Чітка геометрична прогресія наявна при стандартуванні чсток форматів паперових аркушів видань :

60×90/128

60ж90/64

60×90/32

60×90/16

60×90/8

Стан стандартизації форматів свідчить про існування двох суперечливих тенденцій: з одного боку, з огляду ефективності виробництва, доцільно зменшувати кількість форматів видань, а з іншого — різноманітність форматів залежить від особливих фізіологічних і соціальних потреб читачів.

Формат видання — один із основних елементів оформлення, який визначає зручність користування виданням, його зберігання, транспортування, естетику, ємність і економічність. Формат видання залежить також від категорії читача, типу видання. Прийнято умовно поділяти формати на п’ять основних груп:

великі (60×84/8; 84×108/16 тощо);

більші за середні (70×108/16; 70×100/16; 75×90/16);

середні (60×90/16; 60×84/16; 84×108/32);

менші за середні (70×108/32; 70×70/32; 75×90/32 тощо);

малі (60×90/32; 60×84/32).

Найчастіше (40−45%) застосовуються середні формати (60×90 та 84×108) відповідно, так звані «видовжені». Формат 60×90/16 використовується для оформлення наукових, навчальних та художніх видань суттєвої складності, які потребують повільнішого читання порівняно з виданнями формату 84×108/32 (масова художня література, наукові, навчальні видання), призначеними для швидкого читання. 70% та 20% журнальних видань видається в форматах 70×108 та 60×90 відповідно (статистика за форматами за публікацією І.Миклушки, Л. Предко).

Я уже зазначалося, існує дві протилежні тенденції: видавці та дизайнери прагнуть до урізноманітнення форматів, а виробники паперу та поліграфісти — до скорочення. Вибір форматів та їх типізування для видавничо-поліграфічної справи України, яка виходить на світовий ринок друкованої продукції, є актуальним завданням.

Крім параметричних рядів форматів паперу існує параметричний ряд кеглів шрифтів, який у нашій країні побудовано за ступінчастою арифметичною прогресією

4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 12; 14; 16; 20; 24; 28,…,

А у Франції, наприклад, — за геометричною (з 1805 року).

Типізування форматів друкованої продукції здійснювалися раніше із застосування інших підходів. Ще в епоху Відродження з’явилося правило «золотого перетину», за яким найбільш гармонійний поділ відрізка на дві частини можливий при відношенні 1:1,618*. Доречі, до числа 1,618 наближається.

Формати ISO застосовуються у багатьох країнах, проте деякі з них використовують традиційні для них формати.

2. Кваліметрія. ЇЇ суть, роль та основні завдання. Зв’язок зі стандартизацією Забезпечення високого рівня якості продукції (послуг) вважається основною проблемою національної економіки і визначає темпи промислового розвитку країни. З цією проблемою тісно пов’язана потреба ефективних методів управління технологічними процесами з урахуванням певних специфічних особливостей якості - потрібно встановлювати об'єктивні показники властивостей якості, які є достатніми для її визначення.

Кількісне визначення рівня якості продукції необхідне при вирішенні багатьох завдань стандартизації і забезпечення якості. Останнє є предметом кваліметрії - наука про вимірювання якості. Кваліметрія у своїй діяльності тісно пов’язана з метрологією і математикою. Метрологія забезпечує кваліметрію об'єктивними методами вимірювань, заснованими на встановленні значень фізичних величин дослідним шляхом за допомогою технічних засобів, які мають нормовані характеристики, а математика — можливість створення відповідних моделей та обчислень.

З урахуванням можливостей вимірювань і кількісного оцінювання з’являється змога планувати та управляти якістю продукції.

На «якість» накладає свій відбиток належність її до тієї чи іншої галузі, сфери, професія людини. Наприклад, папір у поліграфії оцінюється задрукарсько-технічними властивостями, а, скажімо, в електротехніці - за діелектричними показниками. Неоднаково також оцінюється, наприклад, виробниче обладнання (машини). Безпосередній виконавець (робітник) вагомішою вважає зручність роботи на машині (пристрою), а керівник (менеджер) оцінює ту ж машину з огляду її продуктивності. Тобто, у першому випадку ергономічний підхід, а у другому — економічний.

Часто поняття «якість» пов’язують з однією головною властивістю, яка найповніше її характеризує, наприклад, ключа здатність клею. Такий показник називають визначальним.

У ДСТУ подається визначення якості - це ступінь, до якої сукупність власних характеристик задовольняє вимоги.

Термін «якість» не є кількісною мірою і самостійно майже не вживається. Найчастіше йдеться про:

відносну якість, якщо продукція або послуги класифікуються залежно від ступеня переважання або засобу порівняння;

рівень і міру якості, якщо оцінка якості визначається кількісно на підставі вимірювань.

У кваліметрії використовується три методи вимірювання якості продукції (послуги):

* інструментальний (об'єктивний метрологічний);

* органолептичний (суб'єктивний за допомогою органів відчуття людини);

* комбінований (поєднання інструментального і органолептичного).

У метрології вимірювання й оцінювання розглядається як окремий випадок оцінювання, а в кваліметрії вимірювання й оцінювання — не підпорядковані поняття. ДЛЯ усунення неточностей керуються метрологічним поняттям вимірювання, а кількісне оцінювання у кваліметрії - це функція відношення показника якості оцінюваної продукції до показника якості еталонної (базової) продукції (послуги).

Вимірювання й оцінювання рівня якості результатів діяльності необхідне для управління. Управління є поєднанням планування, реалізації і контролювання. Успішна діяльність системи можлива за умови, що результати контролювання аналізуються і є підставою для вдосконалення планування і реалізації (втілення).

Поліграфія за профілем діяльності належить до хіміко-технологічних виробництв, яким властиве широке застосування хімії у всіх її аспектах (хімічні реакції, поверхневі й об'ємні явища, аналітика). Інші її особливості - у використанні різноманітних технологічних процесів та матеріалів і у тому, що готова продукція остаточно оцінюється за психофізичними законами споживача. Це значно ускладнює можливість об'єктивних та суб'єктивних методів. Технічний процес у будь-якій галузі промисловості значною мірою визначається рівнем розвитку вимірювальної техніки та ефективністю її використання.

Висока якість продукції досяжна лише, якщо вимірювання — невід'ємна частина технологічного процесу (ТП). Загальний розвиток науки і техніки здебільшого дає можливість сьогодні об'єктивно вимірювати переважну більшість параметрів хіміко-технологічних процесів.

Розширення сфери використання вимірювальної техніки, створення нових приладів і підвищення кваліфікації операторів, які займаються вимірюванням, дає більший економічний ефект порівняно з розширенням виробництва продукції, оскільки дає можливість нормалізувати ТП, скоротити брак, зменшити витрати матеріальних та трудових ресурсів.

Метрологія — наука про вимірювання; важлива її складова частина — законодавча метрологія.

Законодавча метрологія — частина метрології, що містить законодавчі акти, правила, вимоги та норми, які регламентуються і контролюються державою для забезпечення єдності вимірювань.

Важливе досягнення вимірювальної техніки — можливість вимірювального перетворення для переходу від однієї фізичної величини (ФВ) до іншої - найчастіше електричної. Такі перетворення важливі у разі, коли прямі вимірюванні неможливі, наприклад, при вимірюванні оптичної густини фотоформ. Таким чином, специфічним для кожної величини стає тільки первинний перетворювач (задавач), а інші пристрої можуть бути уніфікованими.

Діяльність галузі метрології забезпечує Державна метрологічна система, зокрема, єдність вимірювань у державі.

3. Точність та похибки методів і засобів вимірювальної техніки. Види похибок Вимірювання здійснюється технічними засобами з нормованими похибками. Порядок належності технічних засобів до ЗВТ визначається Держспоживстандартом України. У видавничо-поліграфічній справі вимірювання мають специфіку, пов’язану з доволі великим різноманіттям об'єктів вимірювання, з варіацією параметрів багатьох матеріалів, їх розмірами, швидкістю відбування процесів, а також з суб'єктивними чинниками. Все це в багатьох випадках потребує створення спеціальних приладів.

Основна класифікаційна ознака приладу — рід вимірювальної величини: лінійні розміри, сила струму, температура, оптична густина тощо.

Вимірювання — сукупність операцій з відображення вимірюваних величин їх значеннями із застосуванням спеціальних технічних засобів з нормованими метрологічними характеристиками. Мета вимірювання — отримання кількісного відношення значення ФВ до її значення, прийнятого за одиницю.

Процес вимірювання складається з чотирьох основних операцій:

* перетворення ФВ у стан, зручний для порівняння;

* відтворення одиниці ФВ;

* порівняння ФВ з одиницею;

* фіксування результату порівняння.

Існує кілька видів вимірювань. Залежно від способу отримання результатів вимірювань (вид рівняння вимірювання) вони поділяються на прямі, побічні, сукупні, сумісні, опосередковані.

Прямі - вимірювання однієї величини, значення якої визначають безпосередньо з експерименту без перетворення її роду з використанням приладів або порівнянням з мірою. Прямі вимірювання широко розповсюджені у видавничо-поліграфічній справі.

Непрямі (побічні) — вимірювання, при яких значення однієї чи кількох вимірюваних величин визначають після перетворення її роду або обчислень за відомими залежностями їх від кількох величин — аргументів, що вимірюються безпосередньо.

Побічні вимірювання застосовують, якщо точність прямих методів недостатня; якщо вимірювання виконують на малих ділянках або вимірюють неконтрастні об'єкти тощо.

Сукупні - побічні вимірювання, при яких значення кількох вимірюваних однорідних величин отримують розв’язанням рівнянь, що пов’язують різні сполучення цих величин, які вимірюються безпосередньо чи опосередковано.

Сумісні - одночасні побічні вимірювання двох або декількох різнорідних величин для встановлення залежності між ними.

Опосередковані - побічні вимірювання однієї величини з перетворенням її роду чи обчисленням за результатами вимірювань інших величин, з якими вимірювана величина пов’язана явною функціональною залежністю.

Вимірювання також класифікують також за станом вимірюваної величини у часі вимірювання і поділяють на статичні - вимірювання величин, які можна вважати незмінними під час вимірювання.

Залежно від способу вираження результатів, вимірювання поділяють на абсолютні та відносні.

Абсолютні - вимірювання, засновані на прямих вимірюваннях основних величин або на використанні фізичних сталих (наприклад, визначення фото чутливості копіювального шару офсетної формної пластини).

Відносні - вимірювання відношення величини до іншої однорідної величини, яка відіграє роль одиниці або вихідної(наприклад, визначення відношення змінення розмірів друкувальних елементів на офсетній формі до розмірів тих самих елементів та фотоформі).

Вимірювання залежно від типу (досконалості) ЗВТ мають різну точність:

* вимірювання максимально можливої точності - вимірювання, точність яких досяжна при наявному рівні техніки. Насамперед — це еталонні або спеціальні особливо точні вимірювання;

* контрольно-повірочні вимірювання — вимірювання, похибки яких не повинні бути більшими за певне задане значення. Такі вимірювання здійснюють лабораторії державного метрологічного нагляду зі застосуванням зразкових ЗВТ;

* технічні вимірювання — вимірювання, похибки результатів яких визначаються точністю засобів вимірювань. Здійснюють у виробничих умовах.

Вимірювання мають певні характеристики, доя ких відноситься похибка вимірювань.

Похибка вимірювань — це різниця між отриманим привимірюванні й істинними значеннями вимірювальної величини.

Похибки вимірювань виявлють свою дію в різних формах. За формою подання похибки поділяють на абсолютні, відносні і зведені.

Абсолютна похибка вимірювання — різниця між результатом вимірювання й істинним значенням вимірювальної величини.

Відносна похибка вимірювання — відношення абсолютної похибки вимірювання до істинного значення вимірювальної величини.

Зведена похибка вимірювання — відношення абсолютної похибки до нормувального множника.

Похибки вимірювань за характером причин, що їх зумовлють, та властивостями поділяють на систематичні, випадкові, промахи.

Систематична похибка вимірювань, ЗВТ — складова частина похибки, що залишається сталою або прогнозованою змінюється у ряді вимірювань тієї ж самої величини.

Систематичні похибки залежно від причин винекнення і характеру їх прояву при вимірюваннях поділються на:

теоретичні похибки — складові частини похибки вимірювання, зумовлені неадекватність об'єкта вимірювання його моделі, прийнятої при вимірюванні.

апаратурні похибки — складові частини похибки вимірювання, зумовлені властивостями ЗВТ.

Залежно від характеру змінення систематичні похибки можуть бути сталими, прогресуючими, періодичними чи змінюватись за складним законом.

Стала систематична похибка — похибка, яка є сталою за модулем і знаком при багаторазових вимірюваннях різних величин.

Прогресуюча систематична похибка — похибка, що змінюється як під час самого вимірювання, так і при багаторазовому вимірюванні величин.

Періодична систематична похибка — похибка, значення якої повторюються з певною періодичністю.

Похибка, що змінюється за складним законом — це всі інші види систематичних похибок, що залежно від часу, виду вимірювальної або впливової величини можуть виражатися аналітичною функцією, графіком або таблицею.

Випадкові похибки вимірювання, ЗВТ — складові похибки, що непрогнозовано змінюються при повторних вимірюваннях тієї ж самої величини стабільного розміру.

Промах — аномальний результат вимірювання з надмірною похибкою.

У процесах вимірювань систематичні і випадкові похибки діють одночасно, тому враховують сумарну похибку.

Практична частина Зміст завдання полягає в оцінюванні якості штампа із застосування простих і складних показників його якості комплексним методом.

1.1 Загальні відомості

Для оцінювання якості виробу необхідно визначити його рівень. Застосовують диференціальний, комплексний або змішаний методи.

Диференціальний метод базується на використанні простих (одиничних) показників якості продукції. У результаті диференціального оцінювання отримують «n» значень відносних показників якості (оцінок) і судять про відповідність цих значень еталонним (базовим) значенням, встановлених відповідним нормативним документом зі стандартизації. Обмеження диференціального методу — неможливість одержання узагальнюючої оцінки, вираженої одним числом.

На підставі завдання розраховують узагальнений (комплексний) показник якості, який є функцією одиничних (групових, комплексних) показників якості. Найчастіше його виражають середнім зваженим показником якості. Прості показники якості виробу оцінюють визначенням відносних показників його якості (q).

1.2 Порядок і методика виконання роботи Оцінювання рівня якості продукції, що характеризується простими і складними показниками якості, розпочинають з оцінювання простих показників.

1.2.1 Оцінювання простих показників Відносні показники якості визначають за формулою 1 або 2:

q1 =, (1); q1 =, (2);

де q — відносний показник якості (рівень якості) і-го показника;

Рі - абсолютне значення і-го показника оцінюваного штампу;

— значення базового і-го показника.

Потрібну формулу вибирають наступним чином. Якщо зі зростанням оцінювання показника якості (Рі) покращується рівень якості продукції (qі), застосоаують формулу (1). Якщо зі зростанням числового значення (Рі) якість продукції знижується — користуються формулою (2).

1.2.2 Оцінювання складних (комплексних) показників якості

Групові (комплексні) показники визначають за допомогою середнього зваженого арифметичного:

(3)

де, — і-ий груповий (комплексний) показник якості;

аі - коефіцієнт вагомості (важливості) і-го простого показника;

n — кількість простих показників.

1.2.3 Оцінювання якості штампу в цілому Числове значення узагальненого показника якості штампу визначають за формулою:

Qуз = * Ai, (4)

де, Qуз — узагальнений (комплексний) показник якості;

Аі - коефіцієнт вагомості і-го групового (комплексного) показника;

N — кількість групових (комплексних) показників.

1.2.4 Методика розрахунку рівня якості

Спочатку з табл. 2 (графа 2), що знаходиться у методичних вказівках для виконання контрольних робіт, виписуємо значення оцінюваних показників якості, взятих відповідно до номера варіанту.

У графі 3 (табл.2) подані значення базових показників якості (одинакові для всіх варіантів). У графах 4 і 5 подані граничні значення показників, за оцінюване значення не повинно виходити. У протилежному випадку якість вважається зниженою і відносне значення для цього показника дорівнює нулю. Отже, груповий і узагальнений показники якості також дорівнюватимуть нулю (однак розрахунки проводимо до кінця). Для всіх показників якості, крім кута нахилу бічної грані друкарських елементів (профільний кут), встановлене верхнє або нижнє допустиме значення. При оцінюванні профільного кута якість вважається вищою, якщо він знаходиться у межах 105−110°.

За формулою 1 або 2 визначаємо відносні показники якості q1 і заносимо у графу 8 табл.2.

Оцінювання групових (комплексних) показників якості штампа в цілому виконуємо з урахуванням коефіцієнтів вагомості (табл.2, графи 6 і 7, відповідно). Результати оцінювання групових (комплексних) показників якості записуємо до графи 9 табл.2.

Отриману узагальнену оцінку якості відносимо до однієї з наступних категорій якості:

Qуз? 1,00 — відмінно

Qуз? 0,97 — добре

Qуз? 0,93 — задовільно

Qуз? 0,90 — незадовільно

1.2.5 Розрахунки Оцінювання одиничних показників якості:

І 1) q = ;

ІІ 1) q =; 2) q =; 3) q = ;

ІІІ 1) q =; 2) q =; 3) q = ;

ІV 1) q =; 2) q = ;

V 1) q =; 2) q = ;

VІ 1) q = ;

VІІ 1) q = ;

Розрахунок групових (комплексних) показників:

Q1гр = q1 * a1

І Q1гр = 0,79 * 1 = 0,79

ІІ Q2гр = 1,25 * 0,3 + 0,96 * 0,5 + 0,64 * 0,2 = 0,98

ІІІ Q3гр =1,03 * 0,7 + 0,64 * 0,2 + 1,25 * 0,1 = 0,97

ІV Q4гр = 0,84 * 0,7 + 1,07 * 0,3 = 0,91

V Q5гр =0,65 * 0,6 + 1 * 0,4 = 0,79

VІ Q6гр = 0,83 * 1 = 0,83

VІІ Q7гр = 0,8 * 1 = 0,8

Розрахунок узагальненого (комплексного) показника якості штампа:

Qуз = (Q1гр * А1) + (Q2гр * А2) +…+ (Qnгр * Аn) = (0,79 * 0,25) + (0,98 * 0,14) + (0,97 * 0,15) + (0,91 * 0,13) + (0,79 * 0,12) + (0,83 * 0,11) + (0,8 * 0,1) = 0,86

Аналіз отриманої оцінки:

Висновок: якість оцінюваного штампа незадовільна

1.3 Звітність