Методи вимірювального контролю
У нормативних документах введено термін «вимірювальний контроль», який формально об’єднує процеси вимірювання та контролю. Автори пропонують визначати не «відповідність» параметрів заданим у документах величинам, а «ступінь відповідності нормі», яка розраховується згідно з вибраною функцією відповід...
Saved in:
| Published in: | Проблеми керування та інформатики |
|---|---|
| Date: | 2024 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/211152 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Методи вимірювального контролю / В.О. Багацький, О.В. Багацький // Проблеми керування та інформатики. — 2024. — № 2. — С. 97–107. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859558107827404800 |
|---|---|
| author | Багацький, В.О. Багацький, О.В. |
| author_facet | Багацький, В.О. Багацький, О.В. |
| citation_txt | Методи вимірювального контролю / В.О. Багацький, О.В. Багацький // Проблеми керування та інформатики. — 2024. — № 2. — С. 97–107. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблеми керування та інформатики |
| description | У нормативних документах введено термін «вимірювальний контроль», який формально об’єднує процеси вимірювання та контролю. Автори пропонують визначати не «відповідність» параметрів заданим у документах величинам, а «ступінь відповідності нормі», яка розраховується згідно з вибраною функцією відповідності у вікні контролю та дозволяє прогнозувати вихід контрольованого параметра за межі максимально дозволених значень. Запропоновано два нові методи вимірювального контролю: миттєвий контроль параметра та технічного стану обладнання і моніторинговий контроль параметра та технічного стану.
The term "control by measurement" was introduced, which formally combines the processes of measurement and inspection. The authors propose not to determine the "conformity" of parameters with the values specified in documents but to evaluate the "degree of conformity with the norm," which is calculated using a compliance function selected in the control window and allows predicting the output of a controlled parameter beyond maximum permissible values. Two new methods of control by measurement are proposed: instant control of the parameter and technical state of equipment and monitoring control of the parameter and technical state.
|
| first_indexed | 2026-03-13T14:40:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
© В.О. БАГАЦЬКИЙ, О.В. БАГАЦЬКИЙ, 2024
Міжнародний науково-технічний журнал
Проблеми керування та інформатики, 2024, № 2 97
ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ ДЛЯ ВИМІРЮВАНЬ ТА КЕРУВАННЯ
УДК 621.317.3 + 681.51
В.О. Багацький, О.В. Багацький
МЕТОДИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО КОНТРОЛЮ
Багацький Валентин Олексійович
Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, м. Київ,
orcid: 0000-0003-2550-3133
bagatskijva@gmail.com
Багацький Олексій Валентинович
Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, м. Київ,
orcid: https://orcid.org/0000-0003-2969-6630
bagatskyy.o.v@gmail.com
В Україні окремого ДСТУ з контролю немає, контроль пов’язаний в
існуючих нормативних документах з діагностуванням технічного ста-
ну та контролем якості готової продукції. У нормативних документах
введено термін «вимірювальний контроль», який формально об’єднує
процеси вимірювання та контролю. Це єдиний вид контролю, стосовно
якого в документах зазначено не термін «inspection», а «control by
measurement». Фактично цей термін розділяє процеси вимірювання та
контролю і переводить процес власне допускового контролю у цифро-
ве середовище, де він реалізується за допомогою програмних засобів.
На думку авторів, вимірювальний контроль надає великі можливості
для реалізації різних методів контролю і зводити його до допускового
контролю (inspection), як це зроблено у нормативних документах, не-
доцільно. Автори запропонували в процесі вимірювального контролю
визначати не «відповідність» параметрів заданим в документах вели-
чинам, а «ступінь відповідності нормі», яка розраховується згідно з виб-
раною у вікні контролю функцією відповідності і дозволяє прогнозувати
вихід контрольованого параметра за межі максимально дозволених
значень. Запропоновано та досліджено як функцію відповідності нормі
степеневу параболічну функцію виду 2( ) ,m m
py a x b x c= + + яка за змі-
ною одного параметра m може змінюватися від прямокутної функції до
дельта-функції. Показано, що за допомогою функції відповідності нор-
мі можливо організовувати як процеси контролю, так і процеси діагнос-
тики. Наведено два нові методи вимірювального контролю: миттєвий
контроль параметра та технічного стану обладнання в цілому і моніто-
ринговий контроль параметра та технічного стану.
Ключові слова: вимірювальний контроль, стандарти, діагностика, ме-
тоди контролю, функція відповідності нормі, технічний стан, якість
продукції.
mailto:bagatskyy.o.v@gmail.com
98 ISSN 2786-6491
Вступ
Технічний контроль з кількісними судженнями широко застосовується в
промисловості при діагностуванні та контролю технічного стану обладнання [1],
випробуванні і контролю якості готової продукції [2], для оцінки параметрів на-
вколишнього середовища, фізіологічного стану людини, метрологічних характе-
ристик засобів вимірювання та ін. Технічний контроль також є однією з основних
функцій сучасних систем Інтернету речей (Internet of Things — IoT) [3], автоматич-
них та автоматизованих систем управління об’єктами.
Окремого ДСТУ з контролю немає. В [1] контроль пов’язаний з діагностуван-
ням та контролем технічного стану, а в [2] — з контролем якості готової продукції.
У нормативних документах з контролю [1, 2] введено термін «вимірювальний
контроль», який формально об’єднує процеси вимірювання та контролю, а термі-
ни діагностики та контролю визначені в одному й тому ДСТУ [1], що вказує на тіс-
ний зв’язок процесів вимірювання, контролю та діагностики.
Основними складовими процесів контролю є порівняння, запам’ятовування
результатів порівняння та формування вихідного цифрового коду результатів конт-
ролю. Процеси порівняння та запам’ятовування результатів порівняння можуть
виконуватися з аналоговою (cA, mA), цифровою (cD, mD) та аналого-цифровою
(cA, mD; cD, mA) формами інформації [4].
Визначення основних термінів в існуючих нормативних документах з конт-
ролю формуються з точки зору функціонального призначення цих процесів.
Аналіз існуючої літератури та нормативних документів з контролю
В [5] розглянуто структури і особливості функціонування основних різнови-
дів інформаційно-вимірювальних систем (ІВС), які характеризуються за допомо-
гою змістовних логічних схем алгоритмів. Висловлена думка про подібність опе-
рацій вимірювання, контролю та діагностики. Описані мікропроцесорні засоби,
стандартні інтерфейси та інші системні засоби інтеграції ІВС. Викладаються ос-
нови системотехнічного проєктування ІВС.
У [6] висвітлені питання забезпечення заданої вірогідності та ефективності
вимірювального контролю. Запропоновано адаптивну послідовну процедуру конт-
ролю з адаптивною керованою невизначеністю. Застосування послідовних проце-
дур при контролю дозволяє підвищити вірогідність рішень, що приймаються при
мінімальних часових та матеріальних витратах.
В [4] запропоновано класифікувати процеси контролю за формою інформації,
яка обробляється в складових процесах порівняння та запам’ятовування.
Розглянемо деякі найпростіші визначення контролю, наведені в норматив-
них документах з контролю [1, 2]. За цими документами існує декілька видів
контролю.
Контроль за альтернативною ознакою — контроль, за якого певні характерис-
тики оцінюються і класифікуються як відповідні або не відповідні встановленим
вимогам без виміру (inspection by attributes — «контроль за параметрами» або «конт-
роль параметрів») [1].
Альтернативний контроль відбувається при порівнянні контрольованої вели-
чини з однієї межею, як і процес однорозрядного вимірювання, тобто стан конт-
рольованої величини розділяється на дві області, одну з яких можна вважати об-
ластю нормального стану [5].
Допусковий контроль — контроль, який установлює перебування дійсного зна-
чення параметра відносно його гранично допустимих значень без вимірювання
значення параметра [1].
Міжнародний науково-технічний журнал
Проблеми керування та інформатики, 2024, № 2 99
Процес допускового контролю можна класифікувати як процес двомежового
порівняння. Межами є максимально та мінімально допустимі значення контро-
льованої величини. За результатом такого контролю формується сигнал тривоги,
вимкнення обладнання або зупинки технологічного процесу.
Ці два типи контролю відбуваються за типом (cA, mD). Це означає, що процес
порівняння проводиться за допомогою аналогових вимірювальних компараторів з
цифровим виходом, а результати порівнянь запам’ятовуються у цифровому вигляді.
За цим же типом працює контроль в аналого-цифрових пристроях контро-
лю [4].
Вимірювальний контроль установлює факт перебування дійсного значення
параметра відносно його гранично допустимих значень шляхом вимірювання зна-
чення параметра (control by measurement) [1]. У цьому визначенні формально
об’єднані терміни «вимірювання» та «контроль».
Це єдиний вид контролю, щодо якого в ДСТУ зазначено не термін «inspec-
tion», а «control by measurement». Останній перекладається як «управління за до-
помогою вимірювання», фактично він розділяє процеси вимірювання та контролю
і переводить процес власне допускового контролю у цифрове середовище, де реа-
лізується за допомогою програмних засобів.
За вимірювальним контролем вимірювання проводиться за типом (cA, mD), а
власне контроль — за типом (cD, mD).
Перелічені види контролю відносяться до контролю окремих параметрів.
Мета роботи
Визначити додаткові можливості вимірювального контролю та розробити но-
ві методи вимірювального контролю на основі визначення «ступінь відповіднос-
ті» контрольованої величини нормі.
Вимірювальний контроль
У зв’язку з появою мікросхем аналого-цифрових перетворювачів та аналого-циф-
рових контролерів широке застосування одержав вимірювальний контроль.
Вхідними даними для вимірювального контролю є контрольований параметр
в аналоговій формі та гранично допустимі значення у цифровому вигляді. Після
вимірювань цифрові значення параметрів порівнюються з їх гранично допусти-
мими значеннями в цифровому вигляді. Передатна характеристика вимірювально-
го допускового контролю (прямокутне вікно контролю) наведена на рис. 1.
Рис. 1
На осі абсцис графіка зображена нормована за діапазоном контрольована
аналогова величина x, а на осі ординат — значення передатної функції контро-
лю yrf. Якщо функція контролю дорівнює одиниці, то контрольована величина
знаходиться в межах допуску, якщо нулю — то виходить за межі допуску.
0
0
0,4
0,8
yrf
0,4 0,8
x
yrf
100 ISSN 2786-6491
На рис. 1 нижнє граничне допустиме значення xbmin = 0,5x, а верхнє граничне
допустиме значення xbmax = 0,9x.
Аналітично передатна характеристика вимірювального допускового контро-
лю безперервного параметра x відображається системою рівнянь
max min
min max
1, якщо ,
( )
0, якщо ,
b b
rf
b b
x x x
y x
x x x
=
(1)
де x — безперервна величина параметра, що контролюється, xbmin, xbmax, — нижнє
та верхнє гранично допустимі значення x, yrf (x) — прямокутна функція контролю.
На думку авторів, вимірювальний контроль надає великі можливості для
реалізації різних методів контролю і зводити його до допускового контролю
(inspection), як це зроблено у визначенні [1], недоцільно.
За допусковим контролем неможливо визначити, де в межах вікна знаходить-
ся контрольована величина. Перехід через верхню або нижню межі гранично до-
пустимих значень завжди виникає миттєво та, головне, неочікувано, за незначною
зміною контрольованої величини параметра.
Функція відповідності нормі
У нормативних документах з вимірювального контролю нормою вважається
знаходження контрольованої величини в межах гранично допустимих значень.
Поняття «номінальне значення» контрольованої величини відсутнє [6].
Будемо вважати, що відхилення параметра х від номінального значення в
менший або більший бік однаково небажані, а номінальне значення параметра
найкраще.
Якщо за норму прийняти номінальне значення та межі гранично допустимих
значень, то, крім прямокутної передатної функції контролю, можна використову-
вати інші (віконні) функції [7].
Автори запропонували та розробили метод визначення ступеня відповідності
параметра нормі за допомогою віконних функцій [8], які автори назвали функція-
ми відповідності нормі. В роботі використовується не часове [7], а діапазонне вік-
но, в якому побудовані ці функції. Кожному значенню контрольованого парамет-
ра x відповідає певне значення функції відповідності, яке є коефіцієнтом ступеня
відповідності нормі Qx.
Якщо прийняти визначення: якість є ступенем відповідності нормі, то кое-
фіцієнт Qx характеризує якість контрольованого параметра відповідно до норми.
Таким чином, якість зведена до числової оцінки, яка в абсолютному значенні буде
залежати від вибору форми функції відповідності. Однак незалежно від форми
функції співвідношення уподобань для всіх функцій відповідності залишається
однаковим.
Функція відповідності нормі може бути кусково-лінійною, квадратичною або
степенево квадратичною. За цими функціями коефіцієнт ступеня відповідності
для номінального значення параметра дорівнює одиниці. Для параметрів з відхи-
леннями, меншими за гранично допустимі, коефіцієнт ступеня відповідності може
змінюватися від одиниці до нуля, залежно від величини відхилення від номіналь-
ного значення. Якщо відхилення більше гранично допустимих значень, то коефі-
цієнт ступеня відповідності дорівнює нулю.
Доцільно використовувати функцію, форму якої можна змінювати за до-
помогою показника степеня, тобто функція повинна бути достатньо універ-
сальною.
Міжнародний науково-технічний журнал
Проблеми керування та інформатики, 2024, № 2 101
Автори пропонують як функцію відповідності нормі використовувати пара-
болічні степеневі функції виду 2( ) ,m m
py a x b x c= + + в яких m може бути зада-
ним від 0 до ∞.
Якщо показник степеня m змінюється від одиниці до нуля, то m
py буде праг-
нути до прямокутної функції контролю, зображення якої наведено на рис. 1.
Якщо m дорівнює одиниці, то функція відповідності є параболою.
Якщо m змінюється від 1 до ∞, то степенева функція буде прагнути до дель-
та-функції, в якій за найменшого відхилення параметра від номінального значен-
ня функція відповідності буде дорівнювати нулю.
На рис. 2 наведено графіки степеневих параболічних функцій m
py =
2( )ma x b x c= + + з m = 1/8, m = 1, m = 8, для вікна контролю ± 0,1x з номіналь-
ним значенням 0,7x. Наведені графіки підтверджують універсальність функції.
Рис. 2
В аналітичному вигляді така функція представлена наступною системою рів-
нянь. У подальшому будемо розглядати функції, у котрих m може бути цілим чис-
лом від 1 до m.
2
max min
min max
1, якщо ,
( ) ( ) , якщо ,
0, якщо ,
nom
m m
p b b
b b
x x
y x a x b x c x x x
x x x
=
= + +
(2)
де a, b, c, m — параметри степеневої параболічної функції, що задаються, x —
значення контрольованого параметра, xnom — номінальне значення контрольова-
ного параметра, xbmin, xbmax — нижнє та верхнє гранично допустимі значення x,
( )m
py x — степенева параболічна функція.
На рис. 3 зображені параболічні степеневі функції для вікна з номінальним
значенням 0,7x та максимально допустимими відхиленнями ± 0,1x для різних по-
стійних коефіцієнтів m1 = 1, m2 = 2, m3 = 3, m4 = 4, m8 = 8.
Особливі точки цих функцій визначимо за допомогою аналізу першої та дру-
гої похідних від функцій.
Аналітично перша похідна від степеневої параболічної функції дорівнює ви-
разу, що наведено в формулі
2 2 1( ( )) (( ) ) ( ) (2 ) ,m m m
p xy x a x b x c m a x b x c a x b K− = + + = + + + = (3)
де Kx є коефіцієнтом підсилення для кожної точки функції відповідності нормі.
m
py
0,55
0
0,4
0,8
0,65 0,75
x
3
1 — yp, 2 — yp8, 3 — yp1/8,
2 1
102 ISSN 2786-6491
Рис. 3
На рис. 4 наведено графіки перших похідних від функцій відповідності з різ-
ними коефіцієнтами m. За цими графіками можливо визначити особливі точки
функцій відповідності та першої похідної.
Рис. 4
Квадратична складова дорівнює нулю на краях вікна для m > 1, а лінійна
складова — у точці x = xnom. Це означає, що в цих точках функція відповідності
має екстремуми, тобто коефіцієнти підсилення Kx в них дорівнюють нулю. Для
звичайної параболи з m1 = 1 квадратична складова дорівнює одиниці, тому перша
похідна має тільки лінійну частину, що дорівнює нулю на середині осі абсцис, де
функція відповідності має екстремум (максимум).
Особливими точками на графіках першої похідної також є точки, де вони до-
сягають максимального значення Kmmax. Для різних функцій значення Kmmax та
їхні координати в діапазоні 0,6x ÷ 0,7x наведені в таблиці.
Таблиця
m 1 2 3 4 8
Kmmax 20 15 17 19 25
xm 0,6 0,645 0,655 0,66 0,675
ypm 0 0,4865 0,5072 0,4978 0,597
Якщо припустити, що
2( ) ,a x b x c P + + = а (2 ) ,a x b L + = то вираз для
другої похідної від степеневої функції відповідності буде таким:
2 2 1( ( )) ( 1) 2 .m m m
py x m m P L m P a− − = − + (4)
На рис. 5 зображені графіки других похідних від функцій відповідності з різ-
ними m.
0,6
– 30
– 20
0
( )m
py
0,65 0,75
x
1
1 — 2ax+b
2 — (yp2)ʹ
3 — (yp3)ʹ
4 — (yp4)ʹ
5 — (yp8)ʹ
2
3
4
5
20
1 — yp,
2 — yp2,
3 — yp3,
4 — yp4,
5 — yp8,
0,6
0
0,4
0,8
m
py
0,65 0,75
x
1
2
3
4
5
Міжнародний науково-технічний журнал
Проблеми керування та інформатики, 2024, № 2 103
Рис. 5
Похідна функції відповідності з m = 1, тобто параболи, є постійною величи-
ною і має розриви на краях вікна. Похідна функції відповідності з m = 2 на краях
вікна контролю також має розриви.
Передатні та перехідні функції ланок систем регулювання та управління можна
формувати за допомогою степеневих параболічних функцій. Для управління в
електромеханічних системах суттєве значення має характер другої похідної від
передатної та перехідних функцій. Вона характеризує прискорення, а прискорен-
ня пов’язано з силою. Оскільки друга похідна має розриви на кінцях максимально
допустимих значень, то використання функцій відповідності другого степеня мо-
же призводити на початку виходу на режим слідкування за нормою до виник-
нення сил, подібних до удару. В таких системах необхідно використовувати лан-
ки з передатними степеневими параболічними функціями, які не мають розривів
другої похідної на краях вікна контролю, тобто функцій з коефіцієнтом m = 3
і більше.
Дослідження нелінійної функції відповідності за допомогою аналізу першої
та другої похідних дозволило для кожного значення контрольованої величини роз-
рахувати коефіцієнт підсилення і визначити максимальний коефіцієнт підсилення
Kmax та розрахувати похибки процесу вимірювального контролю [9].
Для кусково-лінійної функції відповідності (трикутна функція Бартлета) по-
хибка контролю однакова для всього вікна контролю і дорівнює похибці кванту-
вання за рівнем аналого-цифрового перетворення, що помножена на коефіцієнт
підсилення Kx.
Для степеневих параболічних функцій відповідності з m ≥ 2 похибка контро-
лю змінюється від нуля на початку, кінці та на рівні номінального значення xnom
вікна контролю до величини похибки квантування, помноженої на максимальний
коефіцієнт підсилення Kmax [9].
Для того щоб вихід контрольованого параметра за гранично допустимі
значення не відбувався раптово та неочікувано, за значеннями функції відпо-
відності встановлюється рівень попередження, наприклад рівень 0,1yp. Якщо
значення коефіцієнта ступеня відповідності нормі стане менше 0,1yp, то подається
попередження про небезпечне наближення параметра до гранично допустимого
значення.
Після кожного процесу вимірювання одержане у цифровому вигляді значен-
ня контрольованого параметра (відлік) перетворюється через функцію відповід-
ності на коефіцієнт ступеня відповідності нормі, який також формується у вигляді
цифрового коду. Розрахунок коефіцієнта ступеня відповідності нормі одного від-
ліку контрольованого параметра провадиться за системою рівнянь (2). Перше та
третє рівняння подібні до рівнянь допускового контролю, а друге рівняння може
0,6
– 2000
– 1000
0
( )m
py
0,65 0,75
x
1
1 — (yp)ʺ
2 — (yp2)ʺ
3 — (yp3)ʺ
4 — (yp4)ʺ
5 — (yp8)ʺ
2
3
4
5
1000
104 ISSN 2786-6491
використовуватися для контролю та діагностики параметра шляхом розділення
вікна контролю на види технічного стану, залежно від похибок контролю [9]. То-
му можна вважати, що контроль з використанням функції відповідності нормі ви-
конує завдання контролю та діагностики.
Автори пропонують наступне визначення.
Контроль (діагностика) параметра — експериментальний керований процес
порівнянь вхідної контрольованої (діагностованої) величини з номінальним та за-
лежними від нього значеннями величин, запам’ятовування результатів порівнянь
та формування результатів контролю (діагностики) у вигляді вихідного цифрово-
го коду, який є коефіцієнтом ступеня відповідності нормі відліку контрольованої
величини (кодом виду технічного стану діагностованої величини).
Моніторинг одного параметра
Існує багато завдань, в яких необхідно контролювати, як змінюється пара-
метр у часі, тобто провадити процес моніторингу. Це моніторинг параметрів ото-
чуючого середовища, фізіологічних параметрів здорової та хворої людини, пара-
метрів технологічних процесів та ін. Моніторингові вимірювання та контроль па-
раметра провадяться періодично через певний зазначений проміжок часу.
При допусковому контролі результатом моніторингу є один з двох мож-
ливих випадків: «параметр відповідає нормі» або «параметр не відповідає но-
рмі». У другому випадку формується сигнал тривоги.
Якщо виконується вимірювальний контроль з використанням функцій відпо-
відності нормі, то результатом його буде вихідний цифровий код, який характери-
зує ступінь відповідності параметра нормі при зміні його у часі. При виході пара-
метра за зону максимально допустимих значень на виході з’являється нульовий
цифровий код і в той же час формується сигнал тривоги.
Процес моніторингу триває значний час відносно проміжку часу між окре-
мими послідовними операціями вимірювання та контролю. Виникає проблема
«великих даних», які необхідно характеризувати за допомогою інтегрального
показника. Найпростішим способом одержання такого показника є усереднен-
ня величин.
Пропонуємо [10] використовувати показник зміни параметра у часі як поточ-
не зважене середнє значення коефіцієнта ступеня відповідності нормі, який роз-
раховується за формулою
1 1 2 2( / ) ( / ) ... ( / ) ... ( / ) ,avTp all all i all i n all nQ T T Q T T Q T T Q T T Q= + + + + + (5)
де QavTp — поточне зважене середнє за часом значення коефіцієнта ступеня від-
повідності нормі, Тi — час перебування контрольованого параметра на ділянці з
коефіцієнтом ступеня відповідності нормі Qi , Qi — коефіцієнт ступеня відповід-
ності нормі для i-го відліку, Тall — загальний час контролю на даний момент часу,
n — загальна кількість відліків на даний момент часу.
Кожен технологічний процес реалізується для того, щоб одержати певну
продукцію. У найпростішому випадку якість продукції характеризується тільки
одним параметром якості. Якщо технологічний процес виконується визначений
час, продукція накопичується в якомусь резервуарі або споживається будь-коли
під час виготовлення, то можливо визначити якість виробленої або спожитої про-
дукції за допомогою формули
1 1 2 2( / ) ( / ) ... ( / ) ... ( / ) ,avAp all all i all i n all nQ A A Q A A Q A A Q A A Q= + + + + + (6)
Міжнародний науково-технічний журнал
Проблеми керування та інформатики, 2024, № 2 105
де QavAp — зважене поточне середнє за кількістю продукції коефіцієнта ступеня
відповідності нормі, Ai — кількість продукції з коефіцієнтом ступеня відповідності
нормі Qi , Qi — коефіцієнт ступеня відповідності нормі для i-го відліку показника
якості продукції, Aall — загальна кількість виробленої або спожитої продукції,
n — загальна кількість відліків показника якості продукції на даний момент часу.
Формула (6) подібна до формули (5), але усереднення коефіцієнта ступеня
відповідності нормі, що характеризує якість, відбувається за спожитою або вироб-
леною кількістю продукції.
Визначення усередненого коефіцієнта ступеня відповідності нормі викону-
ється за формулами (5) та (6). При цьому необхідно одержувати як результат по-
точне значення коефіцієнта ступеня відповідності нормі та усереднений за часом
або кількістю продукції показник коефіцієнта ступеня відповідності нормі змін
одного параметра за довільний проміжок часу.
Контроль за декількома параметрами
Такі види контролю, як контроль технічного стану об’єкта, контроль функ-
ціонування об’єкта, контроль заданих параметрів технологічного процесу та йо-
го безпеки, контроль якості продукції, зазвичай проводяться за декількома па-
раметрами.
Оцінку ступеня відповідності нормі об’єкта контролю за кількома парамет-
рами, відліки яких одержані в один момент часу (миттєво), пропонуємо [8] вико-
нувати за формулою
1
,
k
G j
j
Q Q
=
= (7)
де QG — миттєвий узагальнений коефіцієнт ступеня відповідності нормі для
об’єкта в цілому, Qj — миттєвий коефіцієнт ступеня відповідності параметра j,
k — кількість контрольованих параметрів.
Для одержання узагальненого за часом коефіцієнта відповідності нормі
об’єкта та узагальненого за кількістю продукції коефіцієнта якості продукції
QGavA в режимі моніторингу [10] коефіцієнти відповідності нормі QGavT парамет-
рів j та коефіцієнти якості параметрів j об’єднуються мультиплікативно.
Значення коефіцієнтів ступеня відповідності відліків всіх параметрів можуть
змінюватися в діапазоні від нуля (найгірший сценарій) до одиниці (найкращий
сценарій). Якщо помножити дві або більше величин, менші за одиницю, то ре-
зультат буде менше за менший множник. Тому такий критерій об’єднання коефі-
цієнтів має назву «гірший або гірше гіршого». Фактично це критерій найгіршого
сценарію, який займає чільне місце в проєктуванні елементів та пристроїв
комп’ютерних керуючих систем.
Між мультиплікативним критерієм для оцінки технічного стану або якості
за кількома параметрами та степеневими параболічними функціями відповід-
ності нормі існує прямий зв’язок. Якщо для оцінки кожного параметра техніч-
ного стану використовувати параболічну функцію з m = 2, то для чотирьох па-
раметрів після множення узагальненою оцінкою буде степенева функція з
m = 8. Тому для розрахунку похибки оцінювання можна використовувати ре-
зультати з [8].
Три наведені коефіцієнти ступеня відповідності нормі: миттєвий, усередне-
ний та узагальнений, можуть бути різними для одного й того ж об’єкта контролю
та для одного й того ж часу.
106 ISSN 2786-6491
Висновок
В процесі вимірювального контролю запропоновано визначати не «відповід-
ність» параметрів заданим в документах величинам, а «ступінь відповідності нор-
мі», яка розраховується згідно з вибраною у вікні контролю функцією відповідності
і дозволяє прогнозувати вихід контрольованого параметра за межі максимально
дозволених значень.
Як функцію відповідності нормі запропоновано степеневу параболічну функ-
цію виду 2( ) ,m m
py a x b x c= + + яка за зміною одного параметра m може зміню-
ватися від прямокутної функції до дельта-функції.
Показано, що за допомогою функції відповідності нормі можливо організо-
вувати процеси як контролю, так і діагностики.
Наведено два нові методи вимірювального контролю: миттєвий контроль па-
раметра та технічного стану обладнання в цілому і моніторинговий контроль парамет-
ра та технічного стану.
V. Bahatskyi, O.Bahatskyi
METHODS OF CONTROL BY MEASUREMENT
Valentin Bahatskyi
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of the NAS of Ukraine, Kyiv,
bagatskijva@gmail.com
Oleksji Bahatskyi
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of the NAS of Ukraine, Kyiv,
bagatskyy.o.v@gmail.com
In Ukraine, there are no separate regulatory documents for inspection; term
«inspection» is used in the existing regulatory documents for diagnosis
technical state and quality inspection of finished products. In regulatory
documents, the term «control by measurement» was introduced, which for-
mally combines the processes of measurement and inspection. This is the
only type of control, in relation to which the English term «inspection» is
not used in the documents. In fact, this term separates the processes of
measurement and inspection and translates the actual acceptance inspection
process into a digital environment, where it is implemented using software
tools. According to the authors, control by measurement provides great op-
portunities for the implementation of various control by measurement meth-
ods, and reducing it to acceptance inspection, as is done in regulatory docu-
ments, is impractical. The authors suggested that in the process of control by
measurement, it is not the «conformity» of the parameters with the values
specified in the documents that should be determined, but «degree of con-
formity with the norm», which is calculated according to the compliance
function selected in the control by measurement window and allows predict-
ing the output of the controlled parameter beyond the maximum allowed val-
ues. A m-degree parabolic function of the compliance 2( ) ,m m
py a x b x c= + +
which can change from a rectangular function to a delta function by changing
one parameter, is proposed and investigated as a compliance function the
mailto:bagatskyy.o.v@gmail.com
Міжнародний науково-технічний журнал
Проблеми керування та інформатики, 2024, № 2 107
norm. It is shown that with the help of the compliance function, it is possi-
ble to organize both control by measurement processes and diagnostic pro-
cesses. Two new methods of control by measurement are given: instant con-
trol by measurement of the parameter and technical state of the equipment
as a whole and monitoring control by measurement of the parameter and
technical state.
Keywords: control by measurement, normative documents, diagnosis, method
of inspection, function of conformity with the norm, technical state, quality in-
spection.
ПОСИЛАННЯ
1. ДСТУ 2389-94. Технічне діагностування та контроль технічного стану. Терміни та визна-
чення. Держстандарт України, 1994. 24 с.
2. ДСТУ 3021-95. Випробовування і контроль якості продукції. Терміни та визначення. Дер-
жстандарт України, 1995. 71 с.
3. Ashton K. That ‘Internet of Things’. RFID Journal (June 22, 2009). Appeal date: November 30,
2012. Archived January 24, 2013. https://www.itrco.jp/libraries/RFIDjournal-That%20Internet%
20of%20Things%20Thing.pdf
4. Багацкий В.А., Грешищев Ю.М., Самус И.В., Фабричев В.А. Преобразователи формы ин-
формации с обработкой данных. К. : Наук. думка, 1992. 264 с.
5. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М. : Энергоатомиздат, 1985. 439 с.
6. Володарський Є.Т., Кошева Л.О., Клєвцова М.О. Адаптивний вимірювальний контроль.
Теоретичні та практичні аспекти: монографія. Вінниця : ВНТУ, 2021. 162 c.
7. Марпл мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М. : Мир, 1990. 584 с.
8. Спосіб визначення ступеня відповідності багатофакторного процесу нормі; пат. 123138
Україна: G05B 23/00, G06Q 50/00 (212.01), G06F 15/00. № a201606093; заявл. 06.06.2016;
опубл. 24.02.21, Бюл. № 8. 8 с.
9. Багацкий В.А., Багацкий А.В. Преобразование погрешностей на передаточных функциях
измерения и контроля. Международный научно-технический журнал «Проблемы управле-
ния и информатики». 2021. № 4. С. 92–104. DOI: https://doi.org/10.34229/1028-0979-2021-4-9
10. Спосіб визначення ступеня відповідності інерційного багатофакторного процесу нормі;
пат. 119554 Україна: G06F 15/04, G05B 23/00, G06F 17/10. № a201609824; заявл. 26.09.2016;
опубл. 10.07.19, Бюл. № 13. 10 с.
Отримано 13.06.2022
https://www.itrco.jp/libraries/RFIDjournal-That%20Internet%25%0b20of%20Things%20Thing.pdf
https://www.itrco.jp/libraries/RFIDjournal-That%20Internet%25%0b20of%20Things%20Thing.pdf
https://doi.org/10.34229/1028-0979-2021-4-9
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-211152 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0572-2691 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-13T14:40:07Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Багацький, В.О. Багацький, О.В. 2025-12-24T21:44:23Z 2024 Методи вимірювального контролю / В.О. Багацький, О.В. Багацький // Проблеми керування та інформатики. — 2024. — № 2. — С. 97–107. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/211152 621.317.3 + 681.51 10.34229/1028-0979-2024-2-8 У нормативних документах введено термін «вимірювальний контроль», який формально об’єднує процеси вимірювання та контролю. Автори пропонують визначати не «відповідність» параметрів заданим у документах величинам, а «ступінь відповідності нормі», яка розраховується згідно з вибраною функцією відповідності у вікні контролю та дозволяє прогнозувати вихід контрольованого параметра за межі максимально дозволених значень. Запропоновано два нові методи вимірювального контролю: миттєвий контроль параметра та технічного стану обладнання і моніторинговий контроль параметра та технічного стану. The term "control by measurement" was introduced, which formally combines the processes of measurement and inspection. The authors propose not to determine the "conformity" of parameters with the values specified in documents but to evaluate the "degree of conformity with the norm," which is calculated using a compliance function selected in the control window and allows predicting the output of a controlled parameter beyond maximum permissible values. Two new methods of control by measurement are proposed: instant control of the parameter and technical state of equipment and monitoring control of the parameter and technical state. uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Проблеми керування та інформатики Технічні засоби для вимірювань та керування Методи вимірювального контролю Methods of Control by Measurement Article published earlier |
| spellingShingle | Методи вимірювального контролю Багацький, В.О. Багацький, О.В. Технічні засоби для вимірювань та керування |
| title | Методи вимірювального контролю |
| title_alt | Methods of Control by Measurement |
| title_full | Методи вимірювального контролю |
| title_fullStr | Методи вимірювального контролю |
| title_full_unstemmed | Методи вимірювального контролю |
| title_short | Методи вимірювального контролю |
| title_sort | методи вимірювального контролю |
| topic | Технічні засоби для вимірювань та керування |
| topic_facet | Технічні засоби для вимірювань та керування |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/211152 |
| work_keys_str_mv | AT bagacʹkiivo metodivimírûvalʹnogokontrolû AT bagacʹkiiov metodivimírûvalʹnogokontrolû AT bagacʹkiivo methodsofcontrolbymeasurement AT bagacʹkiiov methodsofcontrolbymeasurement |