MSA czyli precyzja i dokładnosć

Rafał Rakoczy

Konsultant, trener narzędzi branży motoryzacyjnej, właściciel D4R.

Miniatura - dokładność i precyzja

Po co właściwie mi MSA?

MSA: zaufaj swoim danym

Często Analiza Systemów kojarzy nam się z %GR&R. A tak naprawdę sercem MSA jest precyzja i dokładność. Mierzymy po to, by podejmować decyzje. A te będą tak dobre jak wiarygodność danych. Jeżeli precyzja lub dokładność będą kuleć nasze decyzje mogą nie być najlepsze!

MSA to Analiza Systemów Pomiarowych (ang. Measuring System Analysis) a jej celem jest sprawdzenie czy wybrany system daje wiarygodne wyniki. Dlaczego sprawdzenie naszych metod pomiarowych jest ważne?

Zazwyczaj naszym celem jest ocena wyrobu lub procesu w celu potwierdzenia że spełnia on wymagania. Ostatecznie na podstawie uzyskanych danych chcemy podjąć decyzję i konkretne działania. Jeśli otrzymany wynik będzie poza specyfikacją nie będziemy mogli wysłać wyrobu do klienta. Jeżeli wszystko będzie ok przejdziemy do normalnego trybu monitorowania jakości.

Za każdym razem pojawia się pytanie: czy uzyskany wynik jest wiarygodny?

Temat jest na tyle ważny że podręcznik MSA został uznany za jedno podstawowych narzędzie motoryzacji (CoreTools).

Nadmienię tylko, że liczba 5 była tą właściwą do czasu, gdy z podręcznika APQP nie wydzielił się podręcznik związany z planem kontroli. Od 2024 roku Core Tools to już 6 książęk!

Nasz świat nie jest idealny

Niestety systemy pomiarowe również posiadają swoją zmienność, co nie jest bez znaczenia dla wyniku. Jest to szczególnie ważne w przypadku pomiarów, które znajdują się blisko granicy tolerancji.

W takim przypadku „szum” pochodzącym od samego pomiaru może sprawić, że wyrób, który powinien znaleźć się poza specyfikacją został uznany za dobry. Nazywamy to ryzykiem klienta. 

Oczywiście może być też w drugą stronę: że wyrób OK zakwalifikujemy jako niezgodny. Jest to ryzyko dostawcy. 

Za każdym razem szara strefa zaboli. Tylko trochę inaczej rozłożą się koszty.

Wybór próbek do badania Kappa

Co więc będzie naszym zadaniem? Oczywiście potwierdzenie że nasz przyrząd wystarczająco dokładnie przybliża rzeczywistą wartość charakterystyki. I to niezależnie od warunków atmosferycznych, pory dnia czy operatora.

Dokładność i precyzja - serce analizy MSA

CEL MSA

Krótko mówiąc : Celem MSA jest jest potwierdzenie czy uzyskiwane wyniki są wiarygodne i czy możemy im ufać. Jak to zrobić?

Dwie podstawowe cechy każdego systemu pomiarowego to dokładność oraz precyzja.

Dokładność mówi o tym jak daleko od rzeczywistej wartości, leży średni wynik z jej wielokrotnych pomiarów. W rzeczywistości raczej nigdy nie poznamy rzeczywistej wartości. Jednak możemy posłużyć się wzorcem, którego wymiar znamy w wystarczającym przybliżeniu. 

Precyzja ma natomiast określić jak blisko siebie, przy pomiarze tej samej cechy, będą znajdować się wskazania.

MSA - dokładność a precyzja

Precyzja i dokładność w praktyce

Omówmy de dwa pojęcia na przykładzie. Powiedzmy że mamy do zmierzenia grubość metalowej blaszki. Blaszka jest wzorcem a jej wymiary zostały określone przez inne, zaufane narzędzie. A my mamy sprawdzić, czy nasza suwmiarka będzie wystarczająca do takiego pomiaru.

Mierzymy więc 50 razy nasz przedmiot: w tym samym miejscu, zawsze w ten sam sposób. Operator też jest ten sam. Pobieramy przedmiot, mierzymy odkładamy. 

Bias i Cg Cgk

Po wrzuceniu wyników do excela zauważymy że:

– Poszczególne wyniki pomiarów różnią się między sobą. Mimo że niczego nie zmienialiśmy podczas mierzenia.

– Obliczona z wyników wartość średnia różni się od grubości określonej przez lepszy środek pomiarowy.

Pierwszy z parametrów, który mówi o tym jak bardzo poszczególne pomiary różnią się między sobą, to precyzja. Im bliżej poszczególne wskazania są względem siebie tym lepiej.

Odchyłka wartości średniej od grubości rzeczywistej pozwoli nam natomiast określić poziom dokładności. Im ta różnica jest mniejsza (BS), tym przyrząd dokładniejszy.

Oczywiście to nie wszystko jeżeli chodzi o ocenę samych systemów. Jednak określenie dwóch powyższych cech to już dzisiaj „Must have”.

Gdzie w tym wszystkim jest %GR&R?​

Częstym błędem zespołów wdrożeniowych jest skupienie się tylko na jednym z tych parametrów, czyli powtarzalności. Dlaczego tak się dzieje?

W większości przypadków pierwszym skojarzeniem z MSA jest %GR&R. Wskaźnik ten określa procentowy udział szumu pochodzącego od systemu pomiarowego w ogóle obserwowanej zmienności. Jest więc miarą precyzji. Problem w tym, że nie mówi on absolutnie nic o dokładności.

Może się okazać, że mamy bardzo powtarzalny przyrząd jednak… za każdym razem wyniki są przesunięte o stałą wartość (błąd systematyczny). Pomiar do pomiaru otrzymujemy te same wskazania ale wynik jest cały czas obok celu. Jak więc zrobić to dobrze?

Jak poznać dokładność i precyzję?

MSA: 3 typy analizy systemów pomiarowych

Co trzeba zrobić aby naprawdę poznać możliwości naszego systemu?

Lista parametrów do określenia jest spora:

– rozdzielczość pomiarowa
– liniowość
– bias (dokładność)
– precyzja

Tak: aby zaufać naszym systemom musimy o nich wiedzieć naprawdę wiele.

Typ 1: POZNAJ DOKŁADNOŚĆ SYSTEMU POMIAROWEGO

Takie pierwsze badanie najczęściej odbywa się jeszcze zanim narzędzie pomiarowe zostanie kupione lub dostarczone do naszej fabryki. Jego głównym celem jest określenie dokładności.

Na czym polega to badanie? To właśnie ono zostało opisane w poprzednim paragrafie. Mierzymy wielokrotnie wzorzec i na tej podstawie określamy czy mamy jakiś bias (błąd systematyczny) oraz jaka jest powtarzalność. Kiedy usłyszysz o badaniu typu I MSA od razu na myśl powinien Ci przyjść wskaźnik Cg/Cgk.

Więcej na ten temat znajduje się w osobnym artykule: 

Przydatne materiały: Badanie Typu I – Cg/Cgk

Na tym etapie warto również przeprowadzić badanie liniowości. Czym jest liniowość? Jet to nic innego jak badanie dokładności wykonane dla całego zakresu pomiarowego.

A gdy już to zrobimy możemy przejść do kolejnego kroku, czyli badania precyzji.

Typ II i III: PRECYZJA

I to właśnie do tego celu posłuży nam Typ II i III badania MSA. Pierwszy z nich to klasyczny %GR&R.

Sprawdza on dwie rzeczy:

– jak bardzo wyniki różnią się między sobą gdy pomiar wykonuje wielokrotnie ten sam operator.

– oraz jaki jest poziom różnicy w wynikach, gdy pomiary wykonywane są przez różnych operatorów.

Inaczej mówiąc: %GR&R pomoże nam określić powtarzalność oraz odtwarzalność (Repeatibility oraz and Reproducability). Te 2 wskaźniki powiedzą nam jaka jest precyzja. Więcej na ten temat znajdziesz tutaj:

A co gdy operator nie bierze udziału w pomiarach? Wiemy przecież, że w zautomatyzowanych systemach produkcyjnych często pomiary wykonywane są w linii przez automaty lub zintegrowane środki pomiarowe! I tutaj pojawia się trzeci z typów pomiarów. Jest to zmodyfikowany typ II, który pozwala na określenie precyzji dla systemów bez operatora.

Typy II i III najczęściej wykonywane są po dostarczeniu środka kontrolno-pomiarowego do naszej organizacji. Do jego przeprowadzenia będą potrzebne rzeczywiste wyroby, o cechach reprezentujących naturalną, spodziewaną zmienność naszego procesu.

Niby wszystko proste a jednak nie!

Jakie wnioski odnośnie MSA płyną z audytów?

MSA nie jest nowością. Np. wzorzec wagi wprowadzono jeszcze w czasach napoleońskich. Już wtedy wiedziano, że trzeba mieć jakiś punkt odniesienia. 

A jak to wygląda dzisiaj? Wystarczy zerknąć na stronę IATF do zakładki Statistics. Okazuje się że ~3% poważnych niezgodności związana jest z MSA (Measuring System Analysis). Mało? Nie wiem. 

W prawdzie wyżej w tym rankingu mamy Plany kontroli, wyjście z projektowania procesu oraz Problem Solving. Pytanie czy to jednak wszystko się ze sobą nie łączy?

Plan MSA oraz jego wykonanie to część procesu APQP. Jeżeli już na etapie projektowania „przeoczymy” kwestie systemów pomairowych to potem będzie jeszcze gorzej. 

Ba… również „nowy” (wydanie 2019) podręcznik FMEA wymaga od nas odniesienia się do kwestii MSA. No bo jak uznać wkład metody w obniżenie ryzyka, skoro nie wiemy co tak naprawdę mówią nam wskazania? 

CHCESZ POZNAĆ NARZĘDZIA MOTORYZACJI?

Darmowy kurs e-learning

PODSTAWY MOTORYZACJI

Poznaj 5 podstawowych podręczników branży motoryzacyjnej: APQP, FMEA, MSA, SPC, PPAP. Odbierz swój bezpłatny dostęp.

Rafał Rakoczy

Konsultant, trener narzędzi branży motoryzacyjnej, właściciel D4R.

Wierzy że zarządzanie jakość to nie narzędzia a stan umysłu. Z wykształcenia inżynier budowy maszyn, trener i konsultant, pasjonat metody Six Sigma. W czasie swojej drogi zawodowej współpracował z takimi koncernami jak BMW, Audi, JLR czy Stellantis. 

Potrzebujesz wsparcia?

Zostaw nam wiadomość

Odpowiadamy tak szybko jak inżynier jakości, gdy właśnie otrzymał informacje o nowym problemie.

Bezpośredni kontakt

Zadzwoń do nas

+48 507 799 644

Sprawdź również

DFMEA vs PFMEA

DFMEA czy PFMEA? Oto jest pytanie Rafał Rakoczy Konsultant, trener

Czytaj
MSA – precyzja a dokładność

MSA czyli precyzja i dokładnosć Rafał Rakoczy Konsultant, trener narzędzi

Czytaj
LPA – audyty warstwowe

LPA czyli audyt warstwowy Często w naszych organizacjach jest tak,

Czytaj

Comments are closed.