- Jak często wykonujecie analizę zdolności systemu pomiarowego?
- Raz na początku projektu, potem z reguły raz na rok.
- A co w międzyczasie?
- Sprawdzamy przyrządy na wzorcach w naszym laboratorium lub w zewnętrznej firmie, co pół roku, niektóre raz na rok.
- A co w międzyczasie?
- Przyrząd ma status „OK”, jest więc używany w kontroli jakości lub do pomiarów dla SPC.
- A co w międzyczasie?
- To znaczy?
- Co z ewentualnym pogorszeniem powtarzalności przyrządu czy zwiększeniem jego błędu systematycznego, np. z powodu zużycia lub uszkodzenia przyrządu?
- Użytkownik przyrządu powinien to zauważyć, czasami przecież wykonuje kontrolny pomiar na wzorcu, ewentualnie dowiemy się o tym analizując przyczyny reklamacji…
Szanowny Czytelniku, jeśli znasz to podejście, ten krótki artykuł jest adresowany właśnie do Ciebie.
Powszechnie znane wytyczne MSA zawierają opis kilkunastu metod oceny zdolności i stabilności systemów pomiarowych. Dostawcy wielu branż (motoryzacyjnej, lotniczej, AGD i innych) zobowiązani są przez swoich klientów oraz normy/standardy przez nich przywoływane, do przeprowadzania wyżej wymienionych analiz. W praktyce, analizy te, wykonywane najczęściej metodą „Gage R&R” i dotyczą wstępnej, a następnie (nie zawsze) okresowej oceny zdolności systemu (procesu) pomiarowego. Ignorowane jest prawie całkowicie zagadnienie stabilności systemu/procesu pomiarowego, lub ogólniej – procesu kontrolnego.
Stabilność krótkoterminową da się już zaobserwować w czasie analizy „Gage R&R” (służy do tego tzw. górna granica kontrolna dla rozstępów), ale niewiele osób na to zwraca uwagę, ponieważ nie ma dla stabilności żadnego zdefiniowanego wskaźnika, wymaganego przez klienta. Natomiast stabilności długoterminowej, jakże ważnej przez cały czas trwania procesu kontrolnego, nie da się praktycznie zaobserwować, ponieważ do zmienności błędów systemu pomiarowego dochodzi zmienność mierzonej charakterystyki, czyli zmienność procesu produkcyjnego.
Osoba mierząca widzi wyłącznie zmienność wypadkową, czyli zmienność wyników pomiarów (w terminologii MSA: TV – Total Variation), ma więc znikome szanse zauważenia niepokojącego wzrostu rozrzutu błędów przypadkowych lub zwiększenia wielkości błędu systematycznego („bias”). Czyli, nawiązując do dialogu rozpoczynającego ten tekst, w tzw. międzyczasie istnieje bardzo duże ryzyko niezauważenia degradacji zdolności niegdyś zaakceptowanego przyrządu pomiarowego, nadal noszącego formalny status „OK”. Jaki może być skutek tej nieświadomości, jeśli ten przyrząd służy do kontroli tzw. charakterystyki specjalnej? Niespecjalnie trudne to pytanie, natomiast sytuacja oczywiście wymagałaby specjalnych działań!
Gdyby takie podejście porównać z SPC to tak, jakby okresowo wyznaczać wskaźniki zdolności procesu Cp, Cpk, Pp, Ppk bez nadzorowania stabilności procesu produkcyjnego za pomocą kart kontrolnych (np. Xśr-R). Każdy powiedziałby, że to niepełne, mocno zubożone o podstawowe narzędzie, SPC. Analogicznie, MSA bez nadzorowania długoterminowej stabilności systemu (procesu) pomiarowego to niepełne, mocno zubożone MSA.
Klienci taki zakres MSA akceptują, tak. Ale czy nam, dostawcom, opłaca się to akceptować? Akceptować to ryzyko?
Klienci wymagają od dostawców coraz precyzyjniejszych metod MSA (np. ANOVA zamiast klasycznej metody średnich i rozstępów). Czy ten kierunek presji na MSA jest optymalny dla klienta i dostawcy? Na jakie działania najbardziej warto przeznaczać zasoby dedykowane MSA?
1. Na wykonywanie jednorazowych lub rzadkich, okresowych analiz (potwierdzeń) zdolności, coraz bardziej zaawansowanymi, trudnymi w interpretacji metodami (np. ANOVA), czy
2. Na bardzo częste, praktycznie ciągłe nadzorowanie stabilności kluczowych systemów (procesów) pomiarowych, ale prostymi metodami – kartami kontrolnymi o udowodnionej już dawno (w SPC) skuteczności i efektywności.
Według autora znacznie mniejsze sumaryczne ryzyko związane z niezdolnymi/niestabilnymi systemami pomiarowymi daje rozwiązanie numer 2. Jest to dylemat podobny do tego, z którym mają do czynienia osoby tworzące plany kontroli: czy lepsza (mniej ryzykowna i tańsza w sensie kosztów kontroli i potencjalnych kosztów reklamacji) jest:
1. rzadsza kontrola, ale bardzo dokładna, dlatego czasochłonna i kosztowna, czy
2. kontrola 100%, ale wykonywana prostszą, szybszą, mniej dokładną, więc tańszą metodą?
Co ciekawe - wybierając rozwiązanie mniej ryzykowne i tańsze, czyli bieżące nadzorowanie stabilności systemów/procesów pomiarowych, nie rezygnujemy z okresowej oceny zdolności systemów pomiarowych – robimy to równocześnie, „przy okazji”. Dane zbierane w trakcie prowadzenia kart kontrolnych nadzorujących systemy pomiarowe pozwalają bowiem wyznaczyć praktycznie wszystkie wskaźniki zdolności, i to za wybrany okres czasu: Cg, Cgk, %EV, %AV, %GRR, ndc. Ponadto, uzyskiwane wskaźniki w dużej mierze pozbawione są wpływu części mierzonych (często problem w analizie R&R, powodujący mocne zaniżanie oceny zdolności), natomiast podlegają (ewentualnym) wpływom zmienności warunków pomiaru, np. temperatury (nieuwzględnianie tych zmienności to także częsty problem w analizie R&R, powodujący zbyt optymistyczne oceny zdolności). Wyznaczone na bazie kart kontrolnych wskaźniki zdolności systemów (procesów) pomiarowych mogą więc być zdecydowanie bardziej wiarygodne, niż te same wskaźniki wyznaczane w trakcie osobnej analizy R&R, która organizowana jest często w jednym miejscu i czasie. Te ostatnie z reguły nie opisują więc rzeczywistej zdolności systemu pomiarowego w zmiennych warunkach pomiarowych, natomiast posiadają często silny wpływ niedoskonałości (zmienności) kształtu części mierzonych, zaniżający ocenę zdolności systemu / procesu pomiarowego.
Przykład karty kontrolnej Xśr-R służącej do nadzorowania pewnego systemu pomiarowego (n = 3 pomiary wzorca na początku I zmiany produkcyjnej).
