izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-8-24-29izmertech-1980Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИGENERAL PROBLEMS OF METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIQUESНаправления совершенствования измерительных систем и их метрологического обеспеченияAreas of improvement of measuring systems and their metrological supporthttps://orcid.org/0000-0002-5152-0669ДаниловА. А.DanilovA. A.

Александр Александрович Данилов

Пенза

Aleksandr A. Danilov

Penza

aa-dan@mail.ruГосударственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Пензенской области (Пензенский ЦСМ)РоссияThe State Regional Center of Standardization, Metrology and Tests in the Penza RegionRussian Federation202320092023082429Copyright © Данилов А.А., 20232023Данилов А.А.Danilov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1980

Сформулирована актуальная задача анализа особенностей измерительных систем и их метрологического обеспечения. Рассмотрены перспективные направления развития измерительных систем, в том числе виртуальных. Проанализированы такие направления развития измерительных систем, как дистанционные и синхронизированные векторные измерения, облачные технологии, интернет вещей, большие данные и искусственный интеллект. Описаны некоторые инновационные решения, основанные на использовании как биологических датчиков, так и гибридной метрологии (введении в состав измерительных систем структурной избыточности, а также введении временно́й и алгоритмической избыточности в программное обеспечение измерительных систем). Показано, что комплексирование функций компонентов представляет собой объективную сложность выделения измерительных систем в составе сложных технических систем, но придаёт новые возможности техническим системам с измерительными функциями. Проанализированы следующие направления совершенствования метрологического обеспечения измерительных систем: самодиагностика и самоконтроль; дистанционные и автоматизированные калибровка и поверка; использование цифровых двойников, больших данных и искусственного интеллекта; установление адаптивных интервалов между калибровками и поверками. Установлено, что требуется минимизировать бюрократические процедуры, автоматизировать метрологические процедуры, при этом целесообразно переходить от периодических процедур к адаптивным процедурам без участия человека.

The actual task of analyzing the features of measuring systems and their metrological support is formulated. Promising directions for the development of measuring systems, including virtual ones, were considered. An analysis of such areas of development of measuring systems as remote and synchronized vector measurements, cloud technologies, the Internet of Things, big data and artifi cial intelligence was carried out. An analysis of some innovative solutions was carried out, based both on the use of biological sensors and on the use of hybrid metrology - on the introduction of structural redundancy in the composition of measuring systems, as well as temporary and algorithmic redundancy in the software of measuring systems. As a result of the review, it is concluded that the integration of component functions is an objective diffi culty in highlighting measuring systems as part of complex technical systems, but gives more and more new capabilities to technical systems with measuring functions. An analysis of such areas of improvement of metrological support of measuring systems as self-diagnostics and self-monitoring, remote and automated calibration and verifi cation, the use of digital twins, big data and artifi cial intelligence, as well as the establishment of adaptive intervals between calibrations and checks was carried out. The conclusion concludes on the need to minimize bureaucratic procedures, automate metrological procedures, and the expediency of switching from periodic to adaptive procedures, mainly without human participation.

большие данныедистанционная калибровкаизмерительные системыинтернет вещейискусственный интеллектметрологиясамодиагностикасамоконтрольцифровые двойникиэталонbig dataremote calibrationmeasuring systemsinternet of thingsartifi cial intelligencemetrologyself-diagnosticsself-monitoringdigital twinsstandardReferencesДанилов А. А. Развитие измерительных систем и их метрологического обеспечения // Метрология. 2016. № 3. С. 3–11. https://elibrary.ru/wwwftjDanilov A. A. Measurement Techniques, 2016, vol. 59, no. 3, pp. 899–903. https://doi.org/10.1007/s11018-016-1064-4Modern Solutions for Protection, Control, and Monitoring of Electric Power Systems, eds. Héctor J. Altuve Ferrer, Edmund O. Schweitzer, III, Schweitzer Engineering Laboratories, 2010, 361 p.Modern Solutions for Protection, Control, and Monitoring of Electric Power Systems, eds. Héctor J. Altuve Ferrer, Edmund O. Schweitzer, III, Schweitzer Engineering Laboratories, 2010, 361 p.Alexandra von Meier, Merwin L. Brown, Reza Arghandeh, Emma M. Stewart. A White Paper by the NASPI Distribution Task Team, January 2018, 62 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.35267.04649Alexandra von Meier, Merwin L. Brown, Reza Arghandeh, Emma M. Stewart. A White Paper by the NASPI Distribution Task Team, January 2018, 62 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.35267.04649Соколов В. Г. Интеллектуальная система акустического мониторинга сетей тепло- и водоснабжения [сайт]. URL: https://digitalr.ru/wp-content/uploads/2021/08/sistemaakusticheskogomonitoringa_compressed.pdf (дата обращения: 16.06.2023).Sokolov V. G. Intellektual’naya sistema akusticheskogo monitoringa setej teplo- i vodosnabzheniya, available at: https://digitalr.ru/wp-content/uploads/2021/08/sistemaakusticheskogomonitoringa_compressed.pdf ( accessed: 16.06.2023). (In Russ.)Система мониторинга автомобильных дорог на базе распределённого акустического сенсора [сайт]. URL: https://www.smarts.ru/media/filer_public/0a/1a/0a1a8ea4-181b-4ecf-951e-fe4d58858da5/smarts_-_am_-_rfrit_web.pdf (дата обращения: 16.06.2023).Sistema monitoringa avtomobil’nyh dorog na baze raspredelennogo akusticheskogo sensora, available at: https://www.smarts.ru/media/filer_public/0a/1a/0a1a8ea4-181b-4ecf-951e-fe4d58858da5/smarts_-_am_-_rfrit_web.pdf (accessed: 16.06.2023). (In Russ.)Яшин А. В. Нормативные правовые вопросы метрологического обеспечения цифровых информационно-измерительных систем ОАО «РЖД» [сайт]. URL: https://opzt.ru/wp-content/uploads/2023/05/5.-jashin-a.v..pdf?ysclid=llaucwidj5255916465 (дата обращения: 16.06.2023).Yashin A. V. Normativnye pravovye voprosy metrologicheskogo obespecheniya cifrovyh informacionno-izmeritel’nyh sistem OAO “RZHD”, available at: https://opzt.ru/wp-content/uploads/2023/05/5.-jashin-a.v..pdf?ysclid=llaucwidj5255916465 (accessed: 16.06.2023). (In Russ.)Охотников А. Л. Проекты систем технического зрения для автоматического управления движением // Автоматика, связь, информатика. 2023. № 3. С. 21–24. https://doi.org/10.34649/AT.2023.3.3.003Ohotnikov A. L. Automation, communications, informatics, 2023, № 3, pp. 21–24. (In Russ.) https://doi.org/10.34649/AT.2023.3.3.003Данилов А. А., Кучеренко Ю. В. Калибровка измерительных каналов измерительных систем после их градуировки // Измерительная техника. 2012. № 12. С. 58–60. https://elibrary.ru/pkivebDanilov A. A., Kucherenko Y. V. Measurement Techniques, 2013, vol. 55, no. 12, pp. 1447–1450. https://doi.org/10.1007/s11018-013-0147-8Бержинская М. В., Данилов А. А., Кучеренко Ю. В., Ординарцева Н. П. Калибровка средств измерений в рабочих условиях // Метрология. 2014. № 1. С. 19–22. https://elibrary.ru/rzpdvdBerzhinskaya M. V., Danilov A. A., Kucherenko Yu. V., Ordinartseva N P. Measurement Techniques, 2014, vol. 57, no. 3, pp. 228–230. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0436-xBudylina E. A., Danilov A. A. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1379, рр. 1–5. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1379/1/012063Budylina E. A., Danilov A. A. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1379, рр. 1–5. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1379/1/012063Бержинская М. В., Данилов А. А. Теоретические основы экспериментального определения погрешности от временной нестабильности средств измерений // Измерительная техника. 2009. № 3. С. 11–12. https://elibrary.ru/mvqkelBerzhinskaya M. V., Danilov A. A. Measurement Techniques, 2009, vol. 52, no. 3, pp. 220–222. https://doi.org/10.1007/s11018-009-9263-xMark-Alexander Henn, Richard M. Silver, John S. Villarrubia, et al. Proc. SPIE 9424, Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXIX, 2015, 94241J. https://doi.org/10.1117/12.2175653Mark-Alexander Henn, Richard M. Silver, John S. Villarrubia, et al. Proc. SPIE 9424, Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXIX, 2015, 94241J. https://doi.org/10.1117/12.2175653Alok Vaid, Narender Rana and Cornel Bozdog. Hybrid metrology for advanced semiconductor fabrication, available at: https://spie.org/news/3827-hybrid-metrology-for-advanced-semiconductor-fabrication?SSO=1 (accessed: 16.06.2023).Alok Vaid, Narender Rana and Cornel Bozdog. Hybrid metrology for advanced semiconductor fabrication, available at: https://spie.org/news/3827-hybrid-metrology-for-advanced-semiconductor-fabrication?SSO=1 (accessed: 16.06.2023).Пронин А. Н., Сапожникова К. В., Тайманов Р. Е. Достоверность измерительной информации в системах управления. Проблемы и решения // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2015. Т. 9. № 3. С. 32–37. https://elibrary.ru/tttwolPronin A. N., Sapozhnikova K. V., Taymanov R. E. Reliability of measurement information in control systems. Problems and their solution. T-Comm, 2015, vol. 9, no. 3, pp. 32–37. (In Russ.)Кузин А. Ю., Крошкин А. Н. Нормативно-правовые аспекты цифровой трансформации в метрологии // Законодательная и прикладная метрология. 2022. № 5. С. 14–21. https://www.elibrary.ru/lghniiKuzin A. Yu., Kroshkin A. N. Regulatory aspects of digital transformation in metrology. Legislative and Applied Metrology, 2022, no. 5, pp. 14–21. (In Russ.) https://www.elibrary.ru/lghniiКаширкина И. М., Пронин А. Н., Горбачев А. А., Чурилов С. Н. Технические системы и устройства с измерительными функциями: терминологический казус или перспективное направление развития законодательной и прикладной метрологии. Часть III. Предпосылки и способы реализации понятия технические системы и устройства с измерительными функциями на практике // Главный метролог. 2023. № 1. С. 4–12. https://www.elibrary.ru/pmbjsuKashirkina I. M., Pronin A. N., Gorbachev A. A., Churilov S. N. Technical systems and devices with measurement functions: a terminological incident or a promising direction for the development of legislative and applied metrology. Part III. Prerequisites and ways of implementing the concept of technical systems and devices with measurement functions in practice. Chief Metrologist, 2023, no. 1, pp. 4–12. (In Russ.)Taymanov R., Pronin A., Sapozhnikova K., Baksheyeva Iu. and Danilova I. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1379, рр. 1–8. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1379/1/012049Taymanov R., Pronin A., Sapozhnikova K., Baksheyeva Iu., Danilova I. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1379, pp. 1–8. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1379/1/012049Калашников А. А. Автоматизированная поверка измерительных каналов на основе цифровых технологий // Автоматизация в промышленности. 2023. № 4. С. 12–16. https://doi.org/10.25728/avtprom.2023.04.05Kalashnikov A. A. Avtomatizaciya v promyshlennosti, 2023, no. 4, pp. 12–16. (In Russ.) https://doi.org/10.25728/avtprom.2023.04.05Данилов А. А. Практические вопросы калибровки измерительного оборудования в деятельности испытательной лаборатории // Законодательная и прикладная метрология. 2022. № 4. С. 30–33. https://www.elibrary.ru/bectdbDanilov A. A. Practical issues of calibration of measuring equipment in test laboratory. Legislative and Applied Metrology, 2022, no. 4, рр. 30–33. (In Russ.)Медведевских С. В., Тетерук Р. А. Интервалы между поверками средств измерений: методические и нормативно-правовые аспекты определения // Измерительная техника. 2022. № 7. С. 49–53. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-7-49-53Medvedevskikh S. V., Teteruk R. A. Measurement Techniques, 2022, vol. 65, no. 7, pp. 515–519. https://doi.org/10.1007/s11018-023-02112-0

The authors declare that there are no conflicts of interest present.