Государственная научно-техническая программа
"Разработка и изготовление эталонов Беларуси, уникальных приборов и установок
для научных исследований" ("Эталоны и научные приборы")
2011 – 2015 годы
Подпрограмма "Эталоны Беларуси"
2011 – 2015 годы
2011 г.
2
ПЕРВЫЙ ТОМ
3 Раздел I Форма 1
УТВЕРЖДЕНО
Приказ Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь № Государственная научно-техническая программа "Разработка и изготовление эталонов Беларуси, уникальных приборов и установок для научных исследований" ("Эталоны и научные приборы") 2011 – 2015 годы Подпрограмма "Эталоны Беларуси" 2011 – 2015 годы 2011 г.Форма
ПАСПОРТНАЯ ЧАСТЬ
1. Государственная научно-техническая программа "Разработка и изготовление эталонов Беларуси, уникальных приборов и установок для научных исследований" ("Эталоны и научные приборы").1.1 Подпрограмма "Эталоны Беларуси".
2.1 Государственный заказчик подпрограммы – Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь (Госстандарт).
3.1 Головная организация-исполнитель подпрограммы - Республиканское унитарное предприятие "Белорусский государственный институт метрологии" (БелГИМ).
4.1 Научный руководитель подпрограммы - Корешков Валерий Николаевич, Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь, Председатель Госстандарта, кандидат технических наук, доцент, 233 52 13.
5.1 Сроки выполнения подпрограммы: 2011-2015 годы.
6.1 Основание для планирования подпрограммы: поручения Главы государства от 3 декабря 2009 г. № 09/181 П1768 и Первого заместителя Премьер-министра Республики Беларусь от 8 декабря 2009 г. № 34/82, 34/05/102-528, Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 1 февраля 2011 г. № 116.
7.1 Объемы финансирования подпрограммы Всего 29 401 000.0 тыс. руб., в том числе:
республиканский бюджет 21 320 000.0 тыс. руб., * из них: 2011 г. - 3 790 000.0 тыс. руб.;
2012 г. – 3 612 000,0 тыс. руб., 2013 г. – 5 638 000,0 тыс. руб., 2014 г. – 5 405 000,0 тыс. руб., 2015 г. – 2 875 000,0 тыс. руб., собственные средства исполнителей 8 081 000,0 тыс. руб., * из них: 2011 г. – 882 346,0 тыс. руб., 2012 г. – 1 419 654,0 тыс. руб., 2013 г. – 2 734 000,0 тыс. руб., 2014 г. – 1 535 000,0 тыс. руб., 2015 г. – 1 510 000,0 тыс. руб.
* Объемы финансирования по годам уточняются после утверждения расходов за счет средств республиканского бюджета, предусмотренных на научную, научнотехническую и инновационную деятельность по направлениям и государственным заказчикам.
Форма
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ
"Разработка и изготовление эталонов Беларуси, уникальных приборов и установок для научных исследований" ("Эталоны и научные приборы") Подпрограмма "Эталоны Беларуси" 1 Обоснование целей подпрограммы Основными целями подпрограммы «Эталоны Беларуси» являются:- повышение конкурентоспособности продукции отечественных производителей за счет повышения точности и достоверности результатов измерений;
- создание и совершенствование Национальной эталонной базы Республики Беларусь;
- реализация Закона Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений».
В соответствии с Законом Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений» технической основой системы обеспечения единства измерений являются эталоны единиц физических величин - средства измерений, предназначенные для воспроизведения и/или хранения единицы с целью передачи ее размера другим средствам измерений, применяемым в экономике республики.
После распада СССР все государственные эталоны остались за границами Республики Беларусь. Доступ к ним сопряжен со значительными финансовыми затратами, а необходимость обращения к ним поставила предприятия Республики в зависимость от других стран.
Создание собственной эталонной базы с первых дней существования стало для Республики Беларусь необходимым условием ее экономической самостоятельности, равноправного партнерства, создания перспективного потенциала научно-технического развития. Национальная эталонная база государства – это научно-технический комплекс, пред ставляющий важнейший элемент государственности, составляющий ее национальное достояние и исключительную государственную собственность. Она является достижением всей страны.
Высока доля затрат на измерения в наиболее современных отраслях промышленности –радиоэлектронной, оптической, приборостроительной, оборонной, аэрокосмической. В надежных измерениях нуждаются здравоохранение, охрана окружающей среды, пищевая, формацевтическая и микробиологическая промышленности.
Учитывая тенденции конкурентной борьбы на мировом рынке, следует отметить, что выигрыш имеет та продукция и те технологии, которые основаны на высокой доле использования все более точных и совершенных средств измерений и контроля. Реализовать указанный принцип невозможно без наличия эталонной базы.
Создаваемая система эталонов и стандартных образцов Республики Беларусь должна соответствовать уровню развития производительных сил, нужд науки, обороны, образования, здравоохранения и другим государственным интересам. Учитывая значение эталонов для экологии, охраны здоровья, торговли, связи, транспорта, обороны, защиты прав потребителей, и других важных сфер государственного регулирования, подпрограмма входит в программу, имеющую ранг государственной научно-технической.
2 Состояние и мировые тенденции развития научно-технического направления Национальная система обеспечения единства измерений в любой промышленно развитой стране основывается на принятой в ней в законодательном порядке национальной системе единиц физических величин и национальных (государственных) эталонах, воспроизводящих эти единицы. Размеры единиц передаются от эталонов рабочим средствам измерений, используемых в промышленности, торговле, науке, медицине и т.д. Национальные эталоны являются национальным достоянием, неотъемлемый атрибут государственности, и их состояние определяет уровень научного, технического и культурного развития страны. Наличие Национальной эталонной базы является законодательно закрепленным элементом государственной структуры большинства промышленно развитых стран, а в некоторых из них, как, например, в России, объектом конституционного права.
Все ведущие промышленно-развитые государства располагают собственными эталонными базами. Крупнейшие эталонные базы имеются в США, России, Японии, Франции, Германии, Китая. Эталонная база России имеет в своем составе 128 государственных эталонов, более 200 вторичных эталонов физических величин. Эталонная база Украины, вторая по величине среди стран СНГ, насчитывает 59 государственных эталонов; разработана и осуществляется Государственная программа развития эталонной базы на 2009–2010 гг. Активно создается эталонная база в Казахстане, которая на данный момент включает 49 государственных эталонов.
Создание эталонов выполняется усилиями ученых фундаментальных и прикладных направлений исследований и основано на использовании самых современных достижений науки и техники.
В последнее время наблюдаются изменения традиционных форм и механизмов международного взаимодействия в сфере науки и технологий, а также роли государства в регулировании этих процессов. Государственная политика Беларуси в области обеспечения единства измерений является составной частью государственной научно- технической политики, которая призвана обеспечить соответствие развития национальной науки и техники в условиях рыночной экономики задачам международного научно-технического сотрудничества. При этом должно обеспечиваться участие фундаментальной и прикладной метрологии в мировых интеграционных процессах в области науки и технологии, повышение ее роли в решении общечеловеческих проблем современности (экология, энергетика, транспорт, изменение мирового климата, глобальная информационная инфраструктура и др.), а также реализации проектов и программ глобальной системы безопасности (наркобизнес, информационные войны и др.).
Проблема контроля качества топливных энергоресурсов – одна из стратегических задач развития экономики страны, направленная на снижение топливной и энергетической зависимости Республики Беларусь от внешних источников сырья. Каждый процент экономии энергоресурсов равноценен 0,35-0,40% прироста национального дохода. В связи с этим роль измерений теплоты сгорания и приборов для оценки качества топлив (калориметров сжигания) становится крайне важной для промышленности и нацелена на уменьшение потерь, вызванных неточностью определения энергосодержания топлив.
Единство и высокая точность измерений расхода и количеств газообразных сред приобретают определяющую роль в успешном решении проблем рационального использования природных энергетических ресурсов, контроля и управления технологическими процессами и качеством продукции, оценки эффективности производственно-экономической деятельности отдельных предприятий и отраслей народного хозяйства РБ в целом, совершенствовании существующих и создании новых видов энергетических установок, постановке фундаментальных и прикладных научных исследований. В нефтегазовой промышленности можно экономить, если значительно повысить точность измерения количества газа, нефти и нефтепродуктов.
В РБ имеется большой (более 2 тысяч единиц) парк расходомеров и счетчиков газа с максимальным расходом свыше м3/ч, в том числе и высокоточных, с относительной погрешностью измерения объемного расхода и объема газа менее 1%, которые необходимо поддерживать в метрологически исправном состоянии.
Существует необходимость в количественном определении и измерении многих физических свойств сырья, веществ, материалов, продукции для которых до недавнего времени не было установлено никаких метрологических процедур. К их числу относятся реологические и термо-механические свойства материи (сила, вязкость, упругость, теплопроводность), характеристики зерна, хлебопродуктов, порошков, химических веществ, для измерения которых требуется создание специальной категории эталонов – стандартных образцов.
Международное сотрудничество по развитию и оценке уровня эталонов осуществляется организациями Метрической конвенции – Генеральной конференцией мер и весов (ГКМВ) и Международным Комитетом мер и весов (МКМВ), главным образом через деятельность Консультативных Комитетов Международного Бюро мер и весов (МБМВ), которые кординируют исследования в области разработки наилучших первичных эталонов измерений во всем мире и тесно связаны с Национальными метрологическими институтами (НМИ). Основными приоритетными направлениями международной метрологии являются: поиск более точных технических возможностей по реализации размеров единиц величин Международной системы единиц; создание новых систем сотрудничества международных и межправительственных организаций в области метрологии; решение проблемы прослеживаемости измерений в области здравоохранения; получения надежных биометрических данных; достоверные и сравниваемые измерения в области испытаний пищевой продукции для обеспечения пищевой безопасности продукции (в частности измерение содержания генетически измененных организмов); измерения, связанные с качеством жизни, биотехнологией и мониторингом окружающей среды; измерения в области правоохранительных органов, суда, антидопинга, безопасности.
Создание системы эталонов в стране обеспечивает взаимное признание национальных эталонов, сертификатов измерений и калибровки в рамках соглашения CIPM MRA по всем видам измерений. По состоянию на 01.01.2010 г. НМИ Беларуси (БелГИМ) имеет 99 строк наилучших измерительных и калибровочных возможностей по 7 видам измерений. Дальнейшее развитие эталонной базы позволит расширить перечень услуг по измерениям и калибровке, признаваемым на международном уровне.
Исследования в области метрологии широко проводятся в ведущих метрологических институтах экономически развитых стран: национальном институте по эталонам и технологиям (НИСТ, США), национальной физической лаборатории (НФЛ, Англия), физико-техническом институте (ФТИ, Германия), а также метрологических организациях Франции, Италии, Австралии, Канады. Выявляемые квантовые эффекты и явления, уточнения и согласования системы физических констант, использование методов теоретической физики в решении проблем измерений позволяют реализовать более совершенные схемы построения эталонов единиц физических величин. Это ведет к существенному, в ряде случаев на 1-2 порядка, повышению точности воспроизведения единиц физических величин.
3 Обоснование целесообразности развития научно-технического направления Характеристика структуры промышленности Республики Беларусь и ее научного потенциала приводит к выводу о постоянном и, по мере стабилизации экономической ситуации в республике, возрастающем использовании средств и результатов измерений различных физических величин. Построение и поддерживание всей системы измерений республики невозможно без создания соответствующей эталонной базы.
Возможность проводить исследования и создавать эталоны единиц физических величин имеются лишь у стран с развитой наукой, промышленными технологиями, материаловедением. Таким потенциалом Республика Беларусь располагает.
Вместе с тем, любая эталонная база должна соответствовать как имеющимся общественным потребностям, так и располагать определенным резервом в номенклатуре, диапазонах и уровнях точности воспроизведения единиц физических величин.
Это необходимый потенциал для развития соответствующих видов деятельности и отраслей промышленности (например, электронной, приборостроительной, машиностроительной и других), без чего обеспечить конкурентоспособность продукции иногда просто невозможно.
Разработка эталонов единиц физических величин формирует в государстве коллектив исследователей, инженеров, конструкторов, технологов, способных создать, обслуживать и поддерживать работоспособность таких уникальных объектов, как эталоны единиц физических величин, что, в свою очередь, обеспечивает возможность выработки национальной научнообоснованной технической политики в рассматриваемой области.
Подпрограмма «Эталоны Беларуси» на 2011-2015 годы является дальнейшим развитием ГНТП «Стандарты» на 1996годы и на период до 2000 года, ГНТП «Эталоны Беларуси» на 2001-2003 годы, подпрограммы «Эталоны Беларуси»
ГНТП «Приборостроение» на 2004 – 2005 годы и подпрограммы «Эталоны Беларуси» ГНТП «Эталоны и научные приборы»
на 2006 – 2010 годы.
4 Научно-техническая база подпрограммы Научно-техническую базу подпрограммы образуют следующие составляющие:
1 Научно-исследовательские, конструкторские, технологические организации и метрологические центры.
2 Результаты НИОКР в рассматриваемой области измерений и смежных областях.
3 Использование зарубежных научно-технических достижений для проводимых НИОКР.
4 Использование международных и зарубежных центров эталонов (база для сличений разрабатываемых эталонов).
По первой составляющей следует отметить, что Республика Беларусь располагает научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими организациями и метрологическими центрами, способными создавать ряд эталонов единиц физических величин. Об этом свидетельствует опыт создания Национальных эталонов единиц физических величин по завершенным заданиям ГНТП "Стандарты" и "Эталоны Беларуси", подпрограммы «Эталоны Беларуси» ГНТП «Эталоны и научные приборы» (силы света и освещенности, плоского угла, магнитной индукции, молярной доли компонентов в газовых смесях, звукового давления, электрической мощности, массы, метра-длины волны, молярной доли компонентов природного газа, единиц белизны, метра в области шероховатости поверхности, единицы коэффициента гармоник, давления в области абсолютного давления).
По второй составляющей необходимо отметить большой массив завершенных НИР и ОКР (и, как следствие, наличие опыта разработки и создания различных технических объектов), которые могут быть использованы при создании эталонов.
Как правило, эталоны создаются на основе прецизионных и уникальных образцов приборов и установок для фундаментальных исследований. Институты Национальной академии наук Беларуси, университеты, проектно-конструкторские организации Беларуси выполняют значительные объемы НИР и ОКР по ГНТП "Приборостроение", "Приборы для научных исследований", "Лазерные системы" и др., результаты которых применимы для разработки эталонов.
Третьей составляющей предусматривается получение необходимых научных сведений или завершенных разработок, которые не осуществлялись в Республике Беларусь, или технический уровень которых существенно выше всего того, что имеется в республике, а также тех компонентов, создание которых в республике обойдется дороже приобретения готовых или займет неоправданно длительное время.
По четвертой составляющей необходимо иметь возможность выхода на мировые центры эталонов единиц физических величин для того, чтобы осуществлять оценку уровня точности разработанных эталонов при их совместном сличении (что является общепризнанной мировой практикой для этого вида технических средств). В реализации подпрограммы примут участие ведущие научно-исследовательские организации республики.
5 Структура подпрограммы Подпрограмма включает следующие разделы:
1 Эталоны основных единиц СИ Раздел предусматривает разработку эталонов основных единиц Международной системы единиц (SI):
- эталона единицы длины в области измерений параметров отклонений формы и расположения поверхностей вращения;
- эталона единицы молярной доли озона для обеспечения единства измерений при контроле приповерхностного воздуха в системе мониторинга окружающей среды.
2 Эталоны производных единиц СИ Раздел предусматривает разработку эталонов единиц, служащих для обеспечения единства измерений в важных сферах технических измерений:
- эталона единиц молярной и массовой концентрации компонентов сжиженных углеводородных газов для обеспечения контроля качества продуктов добычи и переработки нефти и природного газа;
эталона единицы влажности газов;
эталона единицы светового потока непрерывного излучения;
- эталона единицы объёмной активности радиоактивных аэрозолей;
- эталона единиц плотности потока нейтронов, мощности поглощённой и эквивалентной доз нейтронного излучения;
- эталона единицы электрического сопротивления;
- эталона единицы магнитного потока;
- эталона единицы магнитной индукции переменного магнитного поля;
- эталона единицы магнитной индукции слабого постоянного магнитного поля;
- эталона единицы скорости воздушного потока;
- эталона единицы напряженности электрического поля;
- эталона единицы напряженности магнитного поля;
- эталона единицы плотности потока электромагнитного поля;
- эталона единицы ослабления;
- эталона единицы коэффициента амплитудной модуляции;
- эталона единицы девиации частоты;
- эталона единиц средней мощности, ослабления и длины волны оптического излучения для волоконно-оптических систем связи и передачи информации;
- эталона единицы плотности жидкости;
- эталона единицы избыточного давления;
- эталона единицы энергии сгорания – джоуль (II – этап: расширение функциональных возможностей);
- эталона единицы теплопроводности;
- эталона единицы индуктивности;
- эталонной расходомерной установки до 400 м3 /ч с поверочной средой - вода;
- эталонной расходомерной установки до 6 500 м3 /ч с поверочной средой - воздух;
- эталонного комплекса для проверки параметров ультразвукового медицинского оборудования;
- эталонного комплекса для контроля интерфейсов цифровых каналов связи - комплекта эталонных мер для метрологического обеспечения просвечивающих и растровых электронных микроскопов в нанометровом диапазоне.
3 Модернизация эталонов Раздел предусматривает проведение работ, направленных на повышение уровня точности и стабильности метрологических характеристик следующих эталонов:
- эталона единицы молярной доли компонентов в газовых смесях;
- эталона единицы температуры;
- эталона единицы силы;
- эталона единицы электрического сопротивления (активного).
6 Ожидаемые социальные и технико-экономические результаты от реализации подпрограммы Реализация подпрограммы «Эталоны Беларуси» (2011 – 2015 годы) позволит сформировать очередную часть Национальной эталонной базы Республики Беларусь, что обеспечит большую независимость Республики Беларусь по единицам физических величин с точки зрения получения их размеров с требуемой точностью. Это в свою очередь позволит:
- снизить затраты потребителей Республики Беларусь, для которых хранение и передача единиц измерений необходима на внутреннем рынке, - реализовать Закон Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений», - более надежно осуществлять защиту интересов государства, субъектов хозяйствования и граждан Республики Беларусь от последствий неточных и неправильных измерений.
«