Introducción al análisis de los sistemas de medición

1. Introducción a MSA

2. Introducción al Measurement System Analysis (MSA)
 Todos los días nuestras vidas se ven afectadas por más y más datos. Nos hemos
convertido en una sociedad impulsada por los datos.
 En los negocios y la industria, estamos utilizando datos de más formas que nunca.
 Hoy en día, las empresas de fabricación recopilan cantidades masivas de información
a través de la medición y la inspección. Cuando estos datos de medición se utilizan
para tomar decisiones sobre el proceso y el negocio en general, es vital que los datos
sean precisos.
 Si hay errores en nuestro sistema de medición estaremos tomando decisiones en base
a datos incorrectos. Podríamos estar tomando decisiones incorrectas o produciendo
piezas no conformes. Un análisis del sistema de medición (MSA) correctamente
planificado y ejecutado puede ayudar a construir una base sólida para cualquier
proceso de toma de decisiones basado en datos.
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3. Qué es el Measurement System Analysis (MSA)
 MSA se define como un método experimental y matemático para
determinar la cantidad de variación que existe dentro de un proceso
de medición. La variación en el proceso de medición puede contribuir
directamente a la variabilidad general de nuestro proceso. MSA se
utiliza para certificar el uso del sistema de medición mediante la
evaluación de la exactitud, precisión y estabilidad del sistema.
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4. Qué es el Measurement System?
 Antes de profundizar en MSA, debemos revisar la definición de un
sistema de medición y algunas de las fuentes comunes de variación.
 Un sistema de medición ha sido descrito como un sistema de
medidas relacionadas que permite la cuantificación de características
particulares.
 También puede incluir una colección de instrumentos, accesorios,
software y personal necesarios para validar una unidad de medida en
particular o realizar una evaluación de la función o característica que
se está midiendo.
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5. Qué es el Measurement System?
Variación
Pensar en la medición como un
Proceso
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6. Que es el Measurement System?
Medición
La asignación de números a cosas materiales para representar las relaciones
entre ellas con respecto a propiedades particulares..
C. Eisenhart (1963)
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7. Que es el Measurement System?
 Las fuentes de variación en un proceso de medición pueden incluir lo
siguiente:
 Proceso: método de prueba, especificación
 Personal: los operadores, su nivel de habilidad, capacitación, etc.
 Herramientas / Equipos: calibres, accesorios, equipos de prueba
utilizados y sus sistemas de calibración asociados
 Elementos a medir: las muestras de piezas o materiales medidos, el plan
de muestreo, etc.
 Factores ambientales: temperatura, humedad, etc.
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8. Qué es el Measurement System?
 Todas estas posibles fuentes de variación deben considerarse
durante el análisis del sistema de medición. La evaluación de un
sistema de medición debe incluir el uso de herramientas de calidad
específicas para identificar la fuente más probable de variación. La
mayoría de las actividades de MSA examinan dos fuentes primarias
de variación, las partes y la medida de esas partes. La suma de estos
dos valores representa la variación total en un sistema de medición.
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9. Por qué realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Un proceso de MSA efectivo puede ayudar a garantizar que los datos
que se recopilan sean precisos y que el sistema de recopilación de
datos sea apropiado para el proceso.
 Los buenos datos confiables pueden evitar la pérdida de tiempo,
mano de obra y desechos en un proceso de fabricación.
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10. Why Perform Measurement System Analysis (MSA)
 Una importante empresa de fabricación comenzó a recibir llamadas de varios de
sus clientes que informaban sobre materiales no conformes recibidos en sus
instalaciones. Las piezas no encajaban correctamente para formar una superficie
uniforme o no encajaban en su lugar.
 El proceso fue auditado y se encontró que las piezas se estaban produciendo
fuera de las especificaciones. El operador estaba siguiendo el plan de inspección
y usando los calibres asignados para la inspección. El problema era que el
medidor no tenía la resolución adecuada para detectar las piezas no conformes.
 Un sistema de medición ineficaz puede permitir que se acepten piezas
defectuosas y se rechacen piezas buenas, lo que da como resultado clientes
insatisfechos y desechos excesivos. MSA podría haber evitado el problema y
asegurado que se recopilaban datos útiles y precisos.
Ejemplo
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11. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 MSA es una colección de experimentos y análisis realizados para
evaluar la capacidad, el rendimiento y la cantidad de incertidumbre de un
sistema de medición con respecto a los valores medidos. Debemos
revisar los datos de medición que se recopilan, los métodos y las
herramientas utilizadas para recopilar y registrar los datos.
 Nuestro objetivo es cuantificar la efectividad del sistema de medición,
analizar la variación en los datos y determinar su fuente probable.
Necesitamos evaluar la calidad de los datos que se recopilan con
respecto a la ubicación y la variación de ancho. Los datos recopilados
deben evaluarse en cuanto a sesgo, estabilidad y linealidad.
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12. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Durante una actividad de MSA, se debe evaluar la cantidad de
incertidumbre de medición para cada tipo de instrumento de medición o
instrumento de medición definido en los planes de control del proceso.
 Cada herramienta debe tener el nivel correcto de discriminación y
resolución para obtener datos útiles. El proceso, las herramientas que
se utilizan (medidores, accesorios, instrumentos, etc.) y los operadores
se evalúan para determinar la definición, exactitud, precisión,
repetibilidad y reproducibilidad adecuadas.
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13. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Clasificaciones de datos
 Antes de analizar los datos y/o los medidores, herramientas o
accesorios, debemos determinar el tipo de datos que se recopilan.
Los datos pueden ser datos de atributos o datos variables.
 Los datos de atributos se clasifican en valores específicos donde los
datos variables o continuos pueden tener un número infinito de
valores.
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14. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
La muestra maestra (Master Sample)
 Para realizar un estudio, primero debe obtener una muestra y
establecer el valor de referencia en comparación con un estándar
rastreable. Algunos procesos ya tendrán "muestras maestras"
establecidas para el extremo superior e inferior de la especificación
de medición esperada.
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15. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
El Gage R&R Study
 Para medidores o instrumentos utilizados para recopilar datos
continuos variables, se puede realizar Repetibilidad y
reproducibilidad de medidores (Gage R & R) para evaluar el nivel de
incertidumbre dentro de un sistema de medición.
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16. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Para realizar un Gage R & R, primero seleccione el instrumento a evaluar.
 Luego realice los siguientes pasos:
 Obtenga al menos 10 muestras aleatorias de piezas fabricadas durante una producción regular
 Elija tres operadores que realicen regularmente la inspección en particular
 Haga que cada uno de los operadores mida las piezas de muestra y registre los datos
 Repita el proceso de medición tres veces con cada operador utilizando las mismas piezas
 Calcule las lecturas promedio (medias) y el rango de los promedios de prueba para cada uno de los
operadores
 Calcule la diferencia de los promedios de cada operador, el rango promedio y el rango de
mediciones para cada parte de la muestra utilizada en el estudio
 Calcule la repetibilidad para determinar la cantidad de variación del equipo
 Calcule la reproducibilidad para determinar la cantidad de variación introducida por los operadores
 Calcular la variación en los porcentajes de variación de las partes y del total
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17. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 El porcentaje R & R del sistema de medición resultante se utiliza como base para
aceptar el sistema de medición. Las pautas para tomar la determinación se
encuentran a continuación:
 El sistema de medición es aceptable si el puntaje Gage R & R cae por debajo del
10%
 El sistema de medición puede determinarse aceptable dependiendo de la
importancia relativa de la aplicación u otros factores si el Gage R & R cae entre
10% y 20%
 Cualquier sistema de medición con Gage R & R superior al 30% requiere acción
para mejorar
 Cualquier acción identificada para mejorar el sistema de medición debe evaluarse
para determinar su efectividad.
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18. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Al interpretar los resultados de un Gage R & R, realice un estudio de
comparación de los valores de repetibilidad y reproducibilidad.
 Si el valor de repetibilidad es grande en comparación con el valor de
reproducibilidad, indicaría un posible problema con el instrumento utilizado para
el estudio.
 Es posible que sea necesario reemplazar o volver a calibrar el medidor.
 Por el contrario, si el valor de reproducibilidad es grande en comparación con el
valor de repetibilidad, indicaría que la variación está relacionada con el operador.
 Es posible que el operador necesite capacitación adicional sobre el uso
adecuado del medidor o que se requiera un accesorio para ayudar al operador a
usar el medidor.
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19. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Los estudios R & R del sistema de medición se realizarán en cualquiera
de las siguientes circunstancias:
 Cada vez que se introduce un sistema de medición nuevo o diferente
 Después de cualquier actividad de mejora
 Cuando se introduce un tipo diferente de sistema de medición
 Después de cualquier actividad de mejora realizada en el sistema de
medición actual debido a los resultados de un estudio anterior de Gage
R & R
 Anualmente en consonancia con el programa de calibración establecido
del instrumento.
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20. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Atributo Gage R & R
 Los sistemas de medición de atributos se pueden analizar utilizando un método
similar. La incertidumbre de medición de los calibres de atributos se calculará
utilizando un método más corto como se indica a continuación:
 Determinar el gage a estudiar
 Obtenga 10 muestras aleatorias de una producción regular
 Seleccione 2 operadores diferentes que realicen la actividad de inspección en
particular regularmente
 Haga que los operadores realicen la inspección dos veces para cada una de las
piezas de muestra y registren los datos
 A continuación, calcule el valor kappa.
 Cuando el valor kappa es superior a 0,6, el calibre se considera aceptable
 De lo contrario, es posible que sea necesario reemplazar o calibrar el medidor.
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21. Cómo realizar un Measurement System Analysis (MSA)
 Atributo Gage R & R
 El estudio de atributos del sistema de medición debe realizarse con base en los
mismos criterios enumerados anteriormente para el estudio Gage R & R.
 Durante el MSA, el estudio R&R del sistema de medición o el estudio de atributos
del sistema de medición debe completarse en cada uno de los sistemas de
medición, instrumentos o accesorios utilizados en el sistema de medición. Los
resultados deben documentarse y almacenarse en una base de datos para
referencia futura. Puede ser necesario para un envío de PPAP al cliente.
 Además, si surge algún problema, se puede realizar un nuevo estudio en el
medidor y comparar los resultados con los datos anteriores para determinar si se
ha producido un cambio. Un MSA realizado correctamente puede tener una
influencia dramática en la calidad de los datos que se recopilan y en la calidad
del producto.
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22. Terminos claves y definiciones
 Datos de atributos: datos que se pueden contar para el registro y el análisis (a veces denominados
datos pasa/no pasa)
 Datos variables: datos que se pueden medir; datos que tienen un valor que puede variar de una
muestra a otra; Los datos de variables continuas pueden tener un número infinito de valores.
 Sesgo: diferencia entre el valor medio o promedio observado y el valor objetivo
 Estabilidad: un cambio en el sesgo de medición durante un período de tiempo.
 Un proceso estable sería considerado en “control estadístico”
 Linealidad: un cambio en el valor de polarización dentro del rango de operación normal del proceso
 Resolución: la unidad de medida más pequeña de un instrumento o calibre de herramienta
seleccionado; la sensibilidad del sistema de medición a la variación del proceso para una
característica particular que se está midiendo
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23.  Precisión: la proximidad de los datos al objetivo o valor exacto o a un valor de
referencia aceptado
 Precisión: qué tan cerca está un conjunto de medidas entre sí
 Repetibilidad: una medida de la eficacia de la herramienta que se utiliza; la
variación de las medidas obtenidas por un solo operador usando la misma
herramienta para medir la misma característica
 Reproducibilidad: una medida de la variación del operador; la variación en un
conjunto de datos recopilados por diferentes operadores usando la misma
herramienta para medir la misma característica de la pieza
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Terminos claves y definiciones