Метрологическое обеспечение измерительных систем (стр. 7 )

Вместе с тем существуют многочисленные системы, в которых все компоненты, являющиеся СИ поверяются поэлементно в соответствии с нормативными документами, регламентирующими их поверку. Очевидно, что в таких случаях, когда размер единиц физических величин уже передан всем компонентам ИС, являющимися СИ, поверка ИС должна заключаться лишь в различных проверках (внешнего вида, условий эксплуатации компонентов, работоспособности, характеристик безопасности, взаимного влияния каналов, от несанкционированного доступа, программного обеспечения и др.), которые вполне могут быть выполнены и в рабочих условиях [2].

Следует вспомнить, что такой подход принят для большинства теплосчётчиков, компонентам которых (расходомерам, термопреобразователям и тепловычислителям) размер единиц физических величин передаётся поэлементно в нормальных условиях, а при поверке проводятся лишь различные проверки (в том числе и в проекте рекомендаций “ГСИ. Теплосчётчики и измерительные системы тепловой энергии. … Общие указания по методам поверки”). Такой же подход был, в частности, принят за основу в МИ 3000-2006 [8], в которых “условия поверки ИС должны соответствовать условиям её эксплуатации, нормированным в технической документации, но не выходить за нормированные условия применения средств поверки”.

Предложения

1. При проведении различных проверок ИС (в ходе её поверки) целесообразно предусматривать различные условия поверки: при передаче размеров единиц физических величин – нормальные условия, при других проверках – рабочие условия.

2. Обратить внимание ГЦИ СИ и отдела Государственного реестра СИ на необходимость соблюдения нормальных условий при передаче размеров единиц физических величин и целесообразность введения контрольных допусков при рассмотрении и согласовании нормативных документов, регламентирующих поверку СИ, которые должны сопровождаться расчётами достоверности.

3. Передачу размеров единиц физических величин в условиях, отличающихся от нормальных, применять лишь в обоснованных случаях при тщательной проверке, подтверждённой расчётами возможности переноса результатов проверки погрешности ИК ИС, выполненной в фактических условиях эксплуатации, на нормальные условия.

4. Для разрешения противоречий с органами государственного метрологического надзора (и других надзорных органов) предусматривать в нормативных документах, регламентирующих поверку ИС, прямое указание на нецелесообразность поэлементной поверки СИ (с указанием их перечня), входящих в состав комплексного компонента и поверяемых комплектно в его составе.

Литература

1. ГОСТ Р 8.596-2002. “ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения”.

2. Данилов  измерительных систем. – Главный метролог, 2006, №4. – С. 36–39.

3. Данилов  решения проблем метрологического обеспечения измерительных систем. – В кн.: Метрологическое обеспечение измерительных систем. / Сборник докл. межд. науч.-техн. конф. – Пенза, 2005. – С. 21–27.

4. Данилов  решения проблем метрологического обеспечения измерительных систем. – Измерительная техника, 2006, № 4 – С. 59–62.

5. МИ 187-86. “ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки”

6. МИ 188-86. “ГСИ. Установление значений параметров методик поверки”.

7. Вострокнутов Н. Н., Сапожникова К. В., Солопченко Г. Н., Якомаскин В. Б. О возможности поверки средств измерений в условиях, отличных от нормальных. – Измерительная техника, 1992, №10.

8. МИ 3000-2006 “ГСИ. Системы автоматизированные информационно-измерительные коммерческого учета электроэнергии. Типовая методика поверки”.

Автор

– зам. директора ФГУ “Пензен-ский ЦСМ”, д. т.н., профессор

Россия, 440028, Пенза, www. ra. ru

Тел. [phone], , 49-85-00 E-mail: *****@***ru

,

Современные подходы к аттестации
программного обеспечения средств измерений

Практически все современные средства измерений (СИ) имеют в своем составе программное обеспечение (ПО), которое должно оценивается. ПО СИ – это “компьютерная программа или совокупность программ сбора, передачи, обработки, хранения и представления измерительной информации, а также программные документы, необходимые для функционирования этих программ” [1].

Необходимость постоянной модернизации ПО, добавления новых функций и расширения измерительных задач, решаемых с помощью СИ, приводит к изменению метрологических характеристик СИ. В основном, программы используются для сбора и обработки данных прямых измерений. Таким образом, они могут являться источником методических погрешностей и повлиять на окончательный результат измерений. В соответствии с 7.4 ГОСТ Р 8.596 [2] программы подлежат метрологической аттестации, если “они влияют на результаты и погрешности измерений”.

В результате метрологической аттестации должно быть установлено, что ПО соответствует предъявленным к нему метрологическим требованиям и обладает заявленными характеристиками. Но как установить это соответствие, если типовые методики и программы аттестации ПО СИ[2] отсутствуют, а правовая нормативная документация в области метрологического обеспечения несовершенна?!

В зарубежных источниках приводятся некоторые стандарты и руководящие документы, описывающие примеры оценки качества программных средств, но они не учитывают специфики измерительных задач ПО СИ. Существует также ряд российских нормативно-технических документов, посвященных вопросам аттестации ПО СИ, в том числе группа рекомендаций на специализированные измерительные системы коммерческого учета электроэнергии, тепла и т. д.

Несмотря на немногочисленность документов, регламентирующих порядок проведения аттестации (испытаний) программ СИ, “тестирование ПО в том или ином виде проводится, особенно, при испытаниях СИ для целей утверждения типа. Однако такое тестирование, как правило, носит несистемный характер, а разработчики и пользователи ПО не осведомлены в полной мере о состоянии с нормативными документами в этой области” [3]. В данной статье рассмотрены современные подходы к аттестации ПО СИ.

Программное обеспечение СИ обладает рядом особенностей, отличающих его от программ, применяемых в других областях [3].Эти особенности должны учитываться при выборе требований, которые “сводятся к следующему:

– использование ПО в СИ не должно приводить к искажению измерительной информации, другими словами, ПО не должно оказывать влияние на метрологические характеристики СИ, или это воздействие должно быть минимальным и оцениваемым;

– ПО СИ должно быть защищено от преднамеренных и случайных изменений программного кода, измерительной информации, параметров, внесенных в программное обеспечение;

– ПО, используемое в индивидуальных СИ данного типа должно находиться в соответствии с ПО, установленным (документированным) при утверждении типа СИ;

– продолжительность и усилия, необходимые для аттестации ПО при утверждении типа СИ, должны быть того же порядка, что и усилия, затрачиваемые при таких испытаниях самих СИ”.

ГОСТ Р 8.596 [2] устанавливает основные положения метрологического обеспечения измерительных систем, в том числе программного обеспечения. Однако данный документ не содержит конкретных требований и процедуры аттестации ПО. Разработанные в 2004 году рекомендации МИ 2891 [1] регламентируют общие требования к контролируемой части ПО СИ и определяют уровни требований. Установление уровней к жесткости испытаний, степени соответствия и защиты, конечно, дополняет процедуру аттестации, но рекомендации по назначению этих требований отсутствуют.

Еще один нормативный документ, непосредственно связанный с аттестацией программ, – рекомендации МИ 2174 [4]. Данный документ содержит общую схему по аттестации алгоритмов (программ), рекомендации по выбору моделей исходных данных, характеристик и способов оценивания алгоритма. В соответствии с [4] предлагается следующая процедура аттестации алгоритмов:

– установление набора основных проверяемых характеристик;

– определение набора моделей данных, поступающих на обработку;

– вычисление (оценка) значений характеристик алгоритма на выбранных моделях;

– оформление свидетельства об аттестации алгоритма.

Рассмотренная схема не устанавливает подробных рекомендаций по применению характеристик точности, устойчивости и сложности, а также требований к защите, которые приобретают все большее значение в области программирования.

В ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126 [5] определены шесть характеристик, которые с минимальным дублированием описывают качество программных средств. Это такие показатели, как функциональные возможности, надежность, применимость, эффективность, ремонтопригодность и мобильность. Дальнейшее уточнение характеристик, рассмотренных в приложении стандарта, приводит к созданию определенного набора требований к ПО. Однако этот документ посвящен оценке качества программных средств в целом и не учитывает специфики задач СИ.

Герман Кросс [6] в своей работе определяет аттестацию, как оценку “… всего числа особенностей и характеристик изделия или программного продукта, которые опираются на его способность удовлетворять заявленным пользовательским потребностям”. Он описывает процедуру аттестации ПО СИ, основанную на оценке характеристик качества по ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126. Данная модель включает в себя:

– выбор проекта математической модели и алгоритма программы;

– выбор и согласование требований ПО;

– определение методов испытаний и разработка процедуры испытаний;

– выполнение испытаний, архивирование результатов;

– проверка завершенности и составление отчетов.

При изучении вопросов, связанных с оценкой ПО СИ, важное значение приобретает еще один рекомендательный документ – руководство Welmec 7.1 [7]. Оно может применяться как разработчиками ПО, так и ответственными за соответствие измерительных приборов утвержденному типу. Данное руководство состоит из набора требований, зависящих от конфигурации ПО и других специальных требований, в том числе типоопределяющих и конструктивных параметров. Кроме того, в Welmec 7.1 приведена модель типового отчета испытаний и классификация рисков (A, B, C, D, E и F), устанавливающая требования к уровням жёсткости испытаний, степени соответствия и защиты. Специальные таблицы включают краткое описание требований, замечания, перечень требуемой документации и рекомендации по применению классов риска, а также примеры реализации требований на практике.