ГОСТ и его родственники
Кандидат физико-математических наук Леонид Ашкинази
Что такое «стандарты»? Что они означают? В чём различаются? Когда и почему возникли? И идёт ли что-либо им на смену?
Вы, конечно, видели на самых разных изделиях — линейках, паяльниках, банках со сгущённым молоком — наборы букв ГОСТ, ОСТ, ТУ и цепочки цифр после них. И даже если вы не имеете отношения к технике, наверняка слышали, что это какие-то стандарты. А что такое «стандарты»? Что они означают? В чём различаются? Когда и почему возникли? И идёт ли что-либо им на смену?
Постараюсь рассказать обо всём по порядку. Но должен предупредить: рассказ будет поверхностным — тема уж больно широкая. А произведение ширины на глубину не должно быть больше объёма, отводимого для журнальной статьи. Итак…
Стандарт в самом общем виде — это описание любого класса объектов, понятное тому, кто будет производить и применять этот объект, и достаточное для того, чтобы его применять.
Как правило, стандарт относится именно к классу объектов (школьным доскам, ракетам, сортам и видам сливочного масла, чертежам, технологическим картам), а не к отдельному объекту, хотя и говорят «стандарт языка программирования». Достаточное для применения — понятие растяжимое: для какого-то применения нужно больше информации, для какого-то меньше. На практике содержание стандарта определяется традицией, а она — обычными, наиболее распространёнными потребностями того, кто будет этот объект применять. Заметим, что не сказано: достаточное, чтобы производить, — технологической инструкцией стандарт не является. Тем не менее какие-то требования к технологическому процессу в стандарте на изделие могут содержаться, но стандарты на технологические процессы — это, как говорится, особая статья.
Различаются стандарты по нескольким параметрам: по классу объектов (изделия, вещества, технологические процессы, методы измерения и контроля, документация), по конкретным объектам (разные изделия, разные вещества и т. д.), по области действия (стандарты предприятия, отрасли, государственные, межгосударственные), по обязательности (обязательные и рекомендательные). И наконец, как это ни странно, по назначению, ибо назначений у стандартов несколько и сформировались они в процессе развития общества, различаясь в разных странах и в разные времена.
Заглянем в прошлое
Применять стандарты люди начали прежде всего в строительстве, ведь любые постройки возводят из отдельных деталей (брёвен, камней, кирпичей), которые должны подходить друг к другу, а римляне уже использовали одинаковые по размеру трубы для изготовления водопроводов.
В Средние века стандартизованными оказались ткани по ширине и плотности плетения, ведь швейнику удобно не изобретать схемы раскроя для каждой новой ширины, а помнить их для немногих стандартных.
Венецианцы строили корабли из стандартных деталей — они знали в этом толк!
Иногда в стандарты зачисляют единую систему мер и весов, но верно ли это? Разумеется, все метровые линейки должны быть одинаковыми. И единая система единиц измерения действительно удобна. Но она не обязательна, поскольку существуют правила перехода от метра к футу, от Цельсия к Фаренгейту. Это же относится и к деньгам: все монеты одинакового достоинства уже в древности имели одинаковый вес, но единицы стоимости у разных народов различались.
Бывало, стандарты возникали не естественным путём, а потому, что чья-то «левая нога захотела». В Древнем Китае один император установил одинаковые длины осей у телег, чтобы на дорогах образовывалась единая колея. Но, поскольку телеги не ездили по рельсам, этот стандарт только ускорил износ дорог. Впрочем, тот же «мудрец» стандартизировал арбалеты: все части стали взаимозаменяемы, стрелы стандартны… Так возникло разделение труда и массовое производство.
Однако всерьёз люди занялись стандартизацией лишь в середине XIX века, когда в Европе стали унифицировать ширину железнодорожной колеи, сцепные устройства вагонов, профили проката, размеры кирпичей, резьбы винтов, болтов и гаек… При этом большинство норм принималось добровольно. При капитализме государство не может заставить частную фирму делать какие-то определённые гайки, если оно само не является заказчиком. Но какой смысл фирме делать другие — их никто не купит (разве что на грузила). Соответственно по мере развития международной торговли начались согласование национальных стандартов и разработка международных. Цель понятна — международная торговля: если я использую в своих изделиях компоненты (или в своей технологии — вещества), изготовленные по каким-то определённым параметрам, перейти на компоненты и вещества, изготовленные по другим меркам, мне будет сложно, и станет невыгодно их покупать. Стандарты должны быть, как говорят, «гармонизированы», или должен быть создан и реально внедрён общий для всех стандарт. Что лежит в основе, в глубине всех этих процессов?
Как они возникают
Стандартизация бывает стихийная и документальная. Стихийная — та, что происходит сама собой. Когда возникла письменность, все стали писать одинаковыми знаками — иначе какой в ней толк? Изобретая копья, дубины и рогатины, люди на опыте установили, что у всего есть оптимальные размеры. На следующем этапе начали согласовывать параметры разных изделий (например, для луков разных размеров и жёсткости оптимальными будут только соответствующие стрелы), а затем пришлось согласовывать уже и параметры изделий, выходящих из рук разных изготовителей (допустим, изделий АО «Лучшие луки» и ООО «Меткие стрелы»).
И вот тут начинается интересное. Один изготовитель с одним изделием как-нибудь сам разберётся. Два разных изготовителя одинаковых вещей, ну, скажем, поставщики копий или дубин для новой силовой структуры, скорее всего, придут к одним и тем же параметрам. А если два разных изготовителя делают два разных изделия, которые должны применяться вместе и быть согласованы? Колёса и автомобили, ящики и столы, телефоны и телефонные линии, пробки и бутылки, стержни и шариковые ручки, кабели и компьютерные разъёмы… Просто посмотрите вокруг себя: всё со всем соединяется. Но как этого добиться?
Тут есть два пути. Первый — не вмешиваться: тот, кто раньше вышел на рынок и закрепился на нём, сумеет объяснить другому, где его место. А если они пришли одновременно? В условиях цивилизованного, то есть свободного и конкурентного, рынка изготовители тоже в конце концов договорятся, поскольку понимают, что если они не договорятся, то пострадают оба. Многочисленные существующие в мире стандарты на телевидение, на передачу данных, стандарты в компьютерной сфере и т.д. возникли этим путём. Хотя о многом так и не договорились. Например, форматы PAL, Secam и NTSC остались разными форматами. Или вот — в компьютерах даже на такую базисную вещь, как порядок байтов в машинном слове, есть два стандарта — «один так, другой — наоборот». Правда, один из них преобладает, но только за счёт большой доли рынка, занятой фирмой «Intel». Причём как раз менее естественный: если байты в слове в памяти ABCD, то после загрузки слова в регистр получаешь DCBA. В другом стандарте если байты в памяти ABCD, то и в регистре будет ABCD. Этот другой стандарт применяется при передаче данных по сетям, чтобы порядок байтов не зависел от того, кто данные отправил. А уж получатель переставляет байты, если ему надо. Это, кстати, пример влияния взаимодействия на стандартизацию. Устанавливается же единая система или нет (как с проблемой PAL/Secam/NTSC), зависит от лёгкости перехода от одной к другой, наличия либо отсутствия преимуществ и, разумеется, «силы» тех, кто продвигает ту или иную систему.
А что будет, если свободного рынка нет, если экономика централизованная? В этом случае ситуация может развиваться ровно так же: государство не всегда всё регулирует. Но может и иначе: внешние условия (номенклатуру, объём производства, поставщиков, соисполнителей и заказчиков) для производителя станет диктовать государство и оно же будет устанавливать стандарты. Какая из систем эффективнее с инженерной, технической, точки зрения?
Централизованный механизм может быть более эффективен при выполнении двух условий. Первое — такая экономика должна иметь резерв квалифицированного персонала, доставшегося от предыдущего режима, или возможность за счёт каких-то внутренних ресурсов (например, вывоза зерна или продажи картин) этот персонал покупать. Пример — история индустриализации в СССР. Второе условие — такой механизм не может действовать долго: централизация лишает людей самостоятельности, которая является сильным психологическим стимулом для мыслящих и работающих людей. Поэтому застой был неизбежен, а вслед за ним — экономический крах. Как сказал дедушка Ленин, победа общественного строя определяется производительностью труда. Эксперимент показал, что он был прав.
Но на этапе мобилизационной экономики централизованное установление стандартов имело преимущество, причём даже два. Первое — абсолютно очевидное: упрощение и ускорение процедуры; стало быть, экономия сил. Второе преимущество — гораздо менее очевидное: единые стандарты могли ускорять прогресс.
Следующий раздел — «Как работала система» — целиком взят из книги моего отца, инженера А. Е. Ашкинази, «70 и ещё пять лет в строю» (мои пояснения — в скобках).
Как работала система
Когда я работал в Министерстве электротехнической промышленности, да и в Совнархозе, мне пришлось много раз представлять в Госстандарте (организация, которая устанавливала стандарт на уровне государства, те самые ГОСТы) сторону разработчика стандарта, если изделие относилось к специализации Министерства электротехнической промышленности. На заседание Коллегии Госстандарта, утверждающей стандарт, он представляется отделом Госстандарта, который рассматривал проект с участием разработчика и потребителей. Этот отдел пытался всемерно уменьшить количество разногласий, с которыми проект представлялся на заседание Коллегии.
Но даже при отсутствии разногласий на заседании могли быть неожиданности. Например, когда утверждался стандарт на контакторы (элемент электротехнического оборудования), отдел представил стандарт без разногласий. Председатель Госстандарта, тогда им был Андрей Ерофеевич Вяткин, перед «вердиктом» всегда задавал вопрос, обращаясь как к членам Коллегии Госстандарта, так и к приглашённым на это рассмотрение представителям поставщика и потребителя: «У кого есть замечания?».
И тут встаёт, по-моему, представитель Главсевморпути (Главное управление Северного морского пути) и говорит, что категорически возражает против утверждения этого стандарта, так как для контакторов указана допустимая температура окружающей среды от минус 25оC, а у нас 9 месяцев в году температура ниже. Андрей Ерофеевич говорит: «Действительно, что же, на контакторы шубу надевать? Вернуть проект на доработку». Всё. Следующий вопрос.
Я так много раз участвовал в работе отдела, что даже получил грамоту по случаю 40-летия стандартизации в Союзе, и знал всякие истории, связанные со стандартами. Вот одна из них, которая мне очень пригодилась.
Вероятно, в 1954—1955 годах был резко сокращён аппарат Совета Министров, который размещался в здании ГУМа на Красной площади, и здание начали ремонтировать для использования по дореволюционному назначению. За время, прошедшее с двадцатых годов, а может быть, и в революционные годы некоторые витринные стёкла были разбиты и стояли деревянные клетчатые рамы, в которых были вставлены обычного размера оконные стёкла.
Для ремонта надо иметь эти большого размера витринные стёкла. На сохранившихся стёклах в углу плавиковой кислотой вытравлены данные завода-изготовителя, вроде «Дружковский стекольный завод». Организация, ведущая ремонт ГУМа, обращается на этот завод и получает ответ, что изготовить стёкла такого размера невозможно. Как же так, ведь до революции их завод делал? Да, делал, но машина износилась, а ГОСТа на стёкла такого размера нет, поэтому её списали и теперь такие стёкла мы сделать не сможем. Вот так. Пришлось купить во Франции, но получить валюту непросто, вопрос попадает в Совмин, и кроме выделения валюты Андрею Ерофеевичу Вяткину объявляется выговор за недостатки в стандарте.
Проходит несколько лет. На утверждение Госстандарта поступает стандарт на электротехническую сталь для магнитопроводов электрических машин и трансформаторов. В результате рассмотрения проекта, разработанного металлургами, удалось в отделе Госстандарта согласовать все спорные вопросы, кроме одного: максимального размера листа для высококремнистой трансформаторной стали.
Электропромышленность требовала 1000 на 2000 мм, то есть тот же максимальный размер, который был предусмотрен для малокремнистой стали, так называемой динамной. Трансформаторную сталь в листах размером 1000 на 2000 мм сделать было можно, но у металлургов возникали трудности. Высококремнистую сталь варил Верхне-Исетский завод, прокатный стан у которого не мог дать ширину больше 750 мм, а Запорожский завод, которой имел стан 1000 мм, варил только низкокремнистую сталь, значит, вари в одном месте, а катай в другом. Кому это понравится? Отдел металлургии Госстандарта подготовил решение Коллегии об утверждении стандарта без учёта требования электропромышленности.
Заседание Коллегии Госстандарта. Слушается проект ГОСТа на электротехническую сталь. Секретарь зачитывает проект решения. Андрей Ерофеевич спрашивает: «У кого есть замечания?». Встаю. «Андрей Ерофеевич! Лист трансформаторной стали размером 1000 на 2000 мм необходим для создания сверхмощных трансформаторов Единой энергетической системы Союза на напряжение 400 кВ. Катать такой лист металлурги могут, так как он предусмотрен для динамной стали, и если его не будет в ГОСТе, то получится так, как со стёклами для ГУМа», — и сел. Голова и палец Андрея Ерофеевича повернулись на секретаря: «Впишите в ГОСТ для трансформаторной стали лист 1000 на 2000». Всё. Следующий вопрос.
Что происходило дальше
Эта история, как мне представляется, требует комментария. Не странно ли, что важный вопрос — речь-то шла о трансформаторах для будущей энергосистемы всей страны — решался в зависимости от сообразительности одного из участников обсуждения и воспоминаний о выговоре другого участника? Дикий волюнтаризм, характерный для функционирования Системы, который мы наблюдаем и по сей день, имеет следствием общую нестабильность, вечную борьбу за что-то или с чем-то, наказания, исправления, неуверенность людей в завтрашнем дне. Бытовала шутка: «Генеральная линия партии — это геометрическое место точек перегибов». Всё это уменьшало ту самую производительность труда, потому что преданность делу заменялась преданностью начальству, половина мыслей людей переключалась с дела на «как бы чего не вышло» и на «лишь бы уцелеть». Конечно, были исключения, мы о них знаем, о таких людях мы помним, но сколько же сил тратилось зря! Королёв, Капица, Туполев, Петляков и многие-многие замечательные инженеры сделали бы неизмеримо больше, если бы работали в нормальных условиях, а не под замком или в лагерях!
Следующая странность: а какая, собственно, разница, что написано на бумаге? Завод либо делает что-то, либо не делает. А вот и нет: конструктор мог заложить в конструкцию трансформатора пластины метр на два метра, технолог — разработать техпроцесс штамповки этих пластин, и пусть металлурги только попробовали бы сказать, что у них нет полосы нужной ширины из трансформаторной стали. Есть в ГОСТе — извольте делать. Если хотите сохранить свои должности. То есть в этой системе стандарт по факту становился инструментом управления и по крайней мере в некоторых случаях — прогресса.
Кроме того, на стандарте было грозно написано: «Несоблюдение преследуется по закону». Действительно, в некоторых случаях могли накладываться штрафы, мог приостанавливаться выпуск той или иной продукции. Но в гражданской сфере потребитель был, мягко говоря, не балoванный, да и не было у него (как, впрочем, нет и сейчас) реальных методов контроля. Армия — та действительно контролировала, на предприятиях были специальные люди, которые официально назывались «представитель заказчика», а неофициально — «военпред». Те из них, с кем мне довелось общаться или о ком мне рассказывали коллеги, знали не только ГОСТы, ОСТы, ТУ и так далее, но и технологию производства. И реально «бдили». Потому что следить за соблюдением технологии нужно: не все дефекты можно обнаружить на контроле и испытаниях, есть ещё так называемые скрытые дефекты, которые выявляются позже. Средство уменьшения вероятности их появления — контроль процесса изготовления, контроль соблюдения технологии. Любой инженер может рассказать немало историй на эту тему.
О младших братьях
ГОСТ — это ГОсударственный СТандарт, в «девичестве» — Государственный Общесоюзный СТандарт. Существуют и прочие документы аналогичного содержания, но более узкого применения — технические условия на конкретное изделие (ТУ), отраслевые стандарты (ОСТ), стандарты предприятия (СТП), стандарты организации (СТО), нормали машиностроения (МН) и другие. У каждого из этих типов документов — своя область применения, своя история, свои особенности взаимодействия с документами другого уровня (например, многие государственные стандарты возникли в своё время на основе отраслевых). Чем ýже область применения конкретного нормативного документа, тем проще его разработка и принятие. Здесь уместно привести короткую историю — на один абзац — из уже упомянутой книги.
Делалась какая-то машина, и требовалась шайба. Вместо того чтобы её нарисовать, конструктор взял чертёж другой шайбы и видит — полностью подходит, но только другой материал. Он и написал в спецификации — по чертежу такому-то, но материал не кожа, а свинец. Прелестно. Шайбу цех не делает. Он спрашивает — а в чём дело? Возьмите чертёж, на который я сослался. Ему говорят — а вы видели этот чертёж? Возьмите спецификацию и посмотрите. Там же написано — использовать шайбу, чертёж такой-то, но внутренний диаметр не столько-то миллиметров, а столько-то. Мы берём тот — опять ссылка. Использовать шайбу по чертежу такому-то, но другой наружный диаметр. После ещё двух ссылок нашли какой-то кусок пожелтевшей бумаги чуть ли не дореволюционных времён — чертёжный архив на заводе был в полном порядке, — на котором было написано: «Шайбу вырезать по месту».
Эта история также нуждается в комментарии, но он будет коротким. Любая система снаружи представляется более простой, чем она есть, а изнутри более сложной, чем есть. Однако если вы с ней связаны, то через несколько лет она вам станет казаться нормальной. Поэтому она и работает. Система стандартизации, так или иначе, на ту или иную глубину, но охватывающая всё — именно всё, это не шутка! — не могла быть простой. Одних ГОСТов в СССР существовало более двадцати тысяч, а других нормативных документов вообще было немерено.
Дальнейшая эволюция
Западные системы стандартов были разными в разных странах, но роль государства в них по естественным причинам всегда была не столь ощутима, как в СССР. Что касается отдельных областей техники, то, чем больше была роль государства в конкретной области, тем и в стандартизации его роль оказывалась больше. Например, основным заказчиком военной техники всегда является государство, и это позволяет ему устанавливать стандарты в данной сфере. Другой пример — делёж общего природного ресурса, то есть земли, недр, воздуха, воды, электромагнитного спектра. Общий ресурс — область преимущественной заботы цивилизованного государства, и в этих областях роль государства больше, а значит, может быть больше и его роль в установлении стандартов. Например, деление спектра электромагнитного излучения для разных видов использования определяет государство. Но в целом обязательных для соблюдения стандартов на Западе всегда было много меньше, чем в СССР.
Со временем люди в цивилизованных странах стали больше уделять внимания безопасности и здоровью, и на Западе начали появляться так называемые Технические регламенты. Это документы, распространяющиеся, прежде всего, на то, что потенциально опасно (лифты, автомобили, продукты питания), и устанавливающие те параметры объектов, где возникает опасность для человека, причём соблюдение таких документов обязательно.
В 1990-е годы на этот путь вступила и Россия. Соблюдение стандартов было объявлено не обязательным, а добровольным, объявили также о разработке обязательных Технических регламентов, гораздо более общих и регламентирующих то, что относится к безопасности. Стандартизаторы были в шоке. Некоторые публиковали статьи, в которых, как нострадамусы и сивиллы, предрекали крушение всей промышленности. По-видимому, они считали инженеров и производственников дикарями, которых держали на цепи только ГОСТы. Реальность оказалась проще и естественнее: поскольку ГОСТы и прочие нормативные документы в основном не «высасывались из пальца», а были обобщением опыта производства, то они продолжали соблюдаться. Не все и не везде, но так было и раньше. Изменения в промышленности, которые произошли на наших глазах, связаны с совершенно другими вещами.
Впрочем, можно ли было в тех условиях сделать что-то лучшее? В тех реальных условиях, с тем реальным износом производственного фонда, с тем реальным состоянием общественного сознания?
В российском законе 1993 года «О стандартизации» и заменившем его законе 2002 года (с последующими изменениями и дополнениями) «О техническом регулировании» перечень целей стандартизации начинается не с совместимости и взаимозаменяемости, а с безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества. Это говорит о некоторой эволюции, о движении в определённом направлении. Регламенты, в соответствии с этими законами, обязательны; соблюдение стандартов сейчас считается добровольным, кроме военной сферы и сферы связи. Но Регламенты опираются на некоторые стандарты, и поэтому их соблюдение становится обязательным «по факту». С другой стороны, аппарат принуждения в данной области стал ещё слабее, чем был раньше. Время от времени раздаются — нынче это популярно — призывы «тащить и не пущать». Правда, таких дикостей, которые предлагаются в социальной сфере, от людей, работающих в сфере техники, слышать не приходится. Инженеры верят в законы Ньютона, Ома и Джоуля с его российским другом Ленцом, и это всё-таки ограничивает полёт фантазии.
Чем больше роль государства в той или иной сфере, тем больше его роль в стандартизации. Причём стандарт может быть формально и не обязательным, но в цивилизованном обществе именно от его соблюдения (а не от родственных связей и откатов) зависит получение заказов, допущение к конкурсу и тендеру. Баланс между обязательными и добровольными стандартами устанавливается по-разному в разных странах, и вообще он отражает эволюцию общества. Например, работу по замене части обязательных стандартов добровольными ведут сейчас в Китае. С инженерной точки зрения проблема «обязательно или добровольно» — это просто проблема темпов роста. Обязательное мобилизует на короткое время, но убивает инициативу и губит систему на больших временах, добровольное — мобилизует мозг и руки работающих людей.
Поэтому проблема стандартов — это проблема прогноза и запроса. Нам важна только наша жизнь и только сегодня? Или сегодня и завтра? Или — чем чёрт не шутит! — ещё и наших детей?
Читайте в любое время
