Выявление и анализ значимости источников неопределенности при оценке модуля крупности песка

Целью данной работы является разработка и апробация подхода к оценке неопределенности измерений модуля крупности песка, основанного на выявлении значимых источников неопределенности для обеспечения достоверности результатов контроля качества и соответствия требованиям нормативных документов. Исследование направлено на разработку эффективной методики оценки неопределенности, необходимой для повышения точности и надежности контрольных мероприятий. Для достижения поставленной цели был применен подход, соответствующий ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008. Он включал выявление потенциальных источников неопределенности в процессе определения модуля крупности песка, их классификацию на случайные и систематические. Для количественной оценки значимости этих источников был использован дисперсионный анализ на основе планированного эксперимента. Дисперсионный анализ позволил установить, что наиболее значимым источником неопределенности является неоднородность материала, которая объясняет 96,3 % общей дисперсии результатов определения модуля крупности песка. Человеческий фактор также статистически значим, но его вклад существенно меньше. Используемое оборудование не оказало статистически значимого влияния на дисперсию результатов. Полученные результаты проиллюстрированы с помощью статистических гистограмм. Исследование показало значимую роль неоднородности песка как основного источника неопределенности типа А. Для снижения суммарной неопределенности необходимо управление фактором «Материал» путем глубокого исследования характеристик песка, обуславливающих изменчивость и с учетом этого внедрение системы контроля качества поступающих партий песка.

1. Давыдов В.М., Шкробова В.И. Методы определения причин несоответствий процесса установленным требованиям // Информационные технологии XXI века: сборник научных трудов. Хабаровск: Тихоокеанский государственный университет, 2023. С. 281–288. EDN: QVXRCA.

2. Montgomery D.C. Introduction to Statistical Quality Control. New York: John Wiley&Sons, 2020. 754 p.

3. Гатауллин Р.Р., Шакирова Д.М. Инструменты менеджмента качества // Повышение управленческого, экономического, социального и инновационно-технического потенциала предприятий, отраслей и народно-хозяйственных комплексов: сб. статей XIII Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 19–20 мая 2022 г.). Пенза, 2022. С. 56–58. EDN: ECWHYD.

4. Шишлаков М.А. Закон «Об обеспечении единства измерений» и неопределенность измерения // Главный метролог. 2019. № 4. С. 38–45. EDN: UBVMMC.

5. Шкробова В.И., Давыдов В.М. Исследование погрешностей при определении причин несоответствий как фактор повышения качества продукции // Роль технического регулирования и стандартизации в условиях цифровой экономики. Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых (г. Екатеринбург, 02 ноября 2023 г.). Екатеринбург, 2023. С. 360–366. EDN: AGMYRA.

6. Балашова Ю.А., Изранов С.А. Неопределенность измерений // Актуальные вопросы современной науки и образования. Сб. статей XX Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 20 июня 2022 г.). Пенза, 2022. С. 48–50. EDN: ULANQG.

7. Turdialieva M.M., Raxmonberdiyeva L.B. qizi Application of Measurement Uncertainty Methods in Scientific and Engineering Research // International Conference on Interdisciplinary Science. 2025. Vol. 2. Iss. 6. P. 170–174.

8. Knapp W. Tolerance and Uncertainty // Transactions on Engineering Sciences. 2001. Vol. 34. P. 357–366.

9. Понкратенко А.В., Давыдов В.М. Понятие неопределенности измерений и его развитие в отечественной метрологии // Роль технического регулирования и стандартизации в условиях цифровой экономики. Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых (г. Екатеринбург, 02 ноября 2023 г.). Екатеринбург, 2023. С. 353–360. EDN: WBPDPV.

10. Грачёва Ю.В. Неопределенность измерений при калибровке лабораторных дозирующих устройств // Аналитика. 2021. Т. 11. № 2. С. 154–159. https://doi.org/10.22184/2227-572X.2021.11.2.154.159. EDN: NMUMJD.

11. Чижова А.А. Оценивание неопределенности измерений // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Сб. материалов VII Междунар. науч.-практ. конф., посвященной Дню космонавтики: в 3 т. (г. Красноярск, 12–16 апреля 2021 г.). Красноярск, 2021. Т. 2. С. 869–871. EDN: JSQAGI.

12. Zinoviev A.A., Lebedeva T.A, Daminova A.M. Status of Construction Laboratories and Their Role in the Safety Structure of Buildings and Structures // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2434. Iss. 1. P. 020025. https://doi.org/10.1063/5.0095665.

13. Воронова Т.С., Пильцов М.В., Кулыгин В.А. Неопределенность измерений при определении их точности // Сборник научных трудов Ангарского государственного технического университета. 2023. № 20. С. 12–15. EDN: BGCWGS.

14. Хамханова Д.Н., Хадыков М.Т., Мосоров В.И., Бахрунов К.К. Оценивание неопределенности измерения при испытаниях на растяжение высокопрочных болтов // iPolytech Journal. 2022. Т. 26. № 4. С. 601–611. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-4-601-611. EDN: MUBWSJ.

15. Молчанов М.А., Голубинский Ю.М. Разработка комплексного показателя однородности поверхности на основе критериев неопределенности // Economic Aspects of Industrial Development in the Transition to a Digital Economy. Сб. науч. статей по материалам VI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Уфа, 21 сентября 2021 г.). Уфа, 2021. С. 5–11. EDN: DJDBSY.

16. Селиванова З.М., Скоморохов К.В. Идентификация измерительной ситуации при определении теплофизических свойств твердых материалов в условиях неопределенности // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2021. Т. 27. № 4. С. 516–527.https://doi.org/10.17277/vestnik.2021.04.pp.516-527 EDN: FJARTY.

17. Хамханова Д.Н., Сундарон Э.М. Источники неопределенности при поверке мерной стеклянной колбы // Advances in Science and Technology. Сб. статей XXVI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Москва, 31 января 2020 г.). М., 2020. С. 157–159. EDN: GPHXVY.

18. Савровский К.К. Методология оценки неопределенности результатов калибровки измерительного оборудования, применяемого для обеспечения механических испытаний материалов // Главный метролог. 2020. № 6. С. 30–37. EDN: AZRIVX.

19. Aggogeri F., Barbato G., Modesto Barini E., Genta G., Levi R. Measurement Uncertainty Assessment of Coordinate Measuring Machines by Simulation and Planned Experimentation // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2011. Vol. 4. Iss. 1. P. 51–56.https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2011.01.007.

20. van Dijk M., Kok G. Comparison of Uncertainty Evaluation Methods for Virtual Experiments with an Application to a Virtual CMM // Measurement: Sensors. 2025. Vol. 38. P. 1–6. https://doi.org/10.1016/j.measen.2024.101785.

21. Рогачева Т.В. Расчет неопределенности при проведении испытаний по определению группы горючести строительных материалов // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. 2010. № 2. С. 70–77. EDN: SMWNYZ.

22. Кутяйкин В.Г., Горбачев П.А. Оценивание неопределенности при определении прочностных характеристик материалов // Компетентность. 2021. № 7. С. 16–20. https://doi.org/10.24412/1993-8780-20217-16-20. EDN: GFUKRI.

23. Ченцова Ю.С., Толмачев В.В., Забелина А.А. Оценивание неопределенности при испытаниях на ударный изгиб с использованием стандартного образца // Эталоны. Стандартные образцы. 2023. Т. 19. № 4. С. 143–150. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2023-19-4-143-150. EDN: YPVPJL.

24. Мухамеджанова О.Г., Демидов Д.Г., Рекус И.Г., Комарова Л.Ю. Методика расчета неопределенности прочности на растяжение при изгибе бетонных призм // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 2. С. 542–547. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2021-2-542-547. EDN: PWXIMD.

25. Хакимов О. Ультразвуковой метод определения прочности бетона и его неопределенность // Тенденции и перспективы развития городов. 2023. Т. 1. № 1. С. 351–353.

26. Мартинсон В.Л., Кочетков А.В., Болячевец И.А., Малазония Г.Ш., Белозеров Я.М. Расчет неопределенности измерения толщины образцов асфальтобетона в лаборатории строительного контроля // Химия. Экология. Урбанистика. 2024. Т. 3. С. 145–150. EDN: OHJOTU.

27. Пивоваров В.А. Методы контроля прочности бетона на основе измерений поверхностной твердости, проблемы метрологического обеспечения измерений // Мир измерений. 2017. № 1. С. 6–13. EDN: YHOICT.

28. Alavi S.A., Noel M. Uncertainty and Prediction Intervals of New Machine Learning Approach for Non-Destructive Evaluation of Concrete Compressive Strength // Buildings. 2025. Vol. 15. Iss. 4. P. 544. https://doi.org/10.3390/buildings15040544.

29. Собина Е.П. Метрология пористости и проницаемости твердых веществ и материалов: монография. Екатеринбург: Издательско-полиграфический центр УрФУ, 2021. 428 с. https://doi.org/10.20915/2687-0886-B-978-5-7996-3249-6. EDN: EFKLMC.

30. Лебедева Т.А., Мирзоев М.А. Выявление источников неопределенности измерений при контроле качества строительных материалов на основе жидкостекольных композиций // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2024. Т. 1. С. 220–222. EDN: QAQNTN.