Análisis de los Sistemas de Medición (MSA: 4 2010)
Capítulo 2
Contenido 1.
Introducción MSA 1.1 Fundamentos del MSA 1.2 Conceptos de propiedades estadísticas de centrado y amplitud
2.
Sistema de medición 2.1 Ciclo de vida en base al PDCA 2.2 Metodología 2.3 Modelo por sus fuentes de variación P.I.S.M.O.E.A 2.4 Confirmación metrológica 2.5 Propiedades estadísticas 2.6 Estudios del sistema de medición. 2.7 Mejora del sistema de medición.
3. Análisis de conclusiones y resultados
2
Capítulo 2
¡Veamos cada uno a detalle!
Necesidades medición
Ciclo de vida en base a PDCA • • •
P
Kaizen Capacitación Ajuste proceso o instrumento
DESARROLLO SISTEMA MEDICIÓN
A
•
KPI, Presupuestos Costo de medición Fuentes de variación Tipo (Replicables y no replicables)
D
PROCESO MANUFACTURA
DESICIÓN
•
• • • •
Propiedades estadísticas Estudios
3
C
MEDICIÓN
• • •
Control Estabilidad Instrumento
Valor verdadero
Sistema de medición
ANALISIS
Capítulo 2
Sistema de medición Metodología para definir un sistema de medición Diseñar, cotizar y comunicar al cliente el sistema de medición Verificar que las variables a medir sean las correctas (tolerancias/GD&T)
P DESARROLLO SISTEMA MEDICIÓN
Diseñar y/o seleccionar los instrumentos de medición incluyendo matto Determinar que las propiedades estadísticas sean aceptables Evaluar si las propiedades estadísticas se encuentran actualmente y continúan siendo aceptables. Ver pag. 37 y 65 Manual MSA 4
Capítulo 2
Modelo por sus fuentes de variación P.I.S.M.O.E.A El P.I.S.M.O.E.A que nos permite identificar las fuentes de variación dentro de un sistema de medición, y esta conformado por:
P DESARROLLO SISTEMA MEDICIÓN
Partes… Instrumentos… S Patrones ó Estándares… Métodos… Operadores… E Medio Ambiente… A Supuestos
Ver figura I-B-I pag. 17 manual MSA
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Ver Apéndice F pag. 209 manual MSA
Capítulo 2
Modelo por sus fuentes de variaci贸n P.I.S.M.O.E.A Ejemplos A continuaci贸n se muestran ejemplos en 3 diferentes situaciones de medici贸n
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Cap铆tulo 2
Modelo por sus fuentes de variación P.I.S.M.O.E.A Las características de una medición “de alta calidad”: Es tener un sistema de medición tomando en consideración las siguientes características del P.I.S.M.O.E:
P DESARROLLO SISTEMA MEDICIÓN
Características
Medición alta calidad
Medición mala calidad
Patrones o estándares
Claro y conocido
Inexistente, poco claro, master dañado o desgastado
Partes
Con características a medir claramente definidas
Sin definición de características a medir, tamaño de la parte
Instrumento
Calibrado y en optimas condiciones Cumple la regla 1:10 (La discriminación del instrumento debiera dividir la tolerancia de la especificación en 10 partes o mas.
Des calibrado, desgastado, dañado, inadecuado, baja calidad, distorsión, falta robustez en el diseño,
Error de linealidad, diferente método de medición, medición de característica equivocada, violación de algún supuesto
Método Operadores
Competente en medición
Incompetente, falta de habilidad, fatiga, error de observación, paralelismo.
Medio ambiente
Ambiente en condiciones controladas
Sin ningún control en el ambiental (temperatura, limpieza humedad, vibración)
Impacto en las propiedades estadísticas
• • • •
• • •
Sesgo 0, Varianza 0 Estable, Linealidad Reproducibilidad y repetitividad GRR debajo 10% Preciso, Sensible, Consistente, Homogéneo
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Sesgo excesivo, Inestabilidad, Errores de linealidad No repite, no reproduce, Imprecisión Insensible, Inconsistente, Irregular
Capítulo 2
Confirmación metrológica Es un conjunto de operaciones requeridas para asegurarse de que el equipo de medición confirme a los requisitos correspondientes a su uso y uso previsto del equipo. * Calibración
D
Instrumento
MEDICIÓN
* Verificación * Ajuste
* Reparación
Confirmación metrológica
Sistemas de calibración
¡Veamos cada uno a detalle!
* Rastreabilidad
* Trazabilidad
* Resolución
Características
* Alcance * Intervalo de medición
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Capítulo 2
Confirmación metrológica Características Instrumentos D
Las características de los instrumentos son:
Resolución, es la habilidad de un dispositivo de medición para detectar la variación de una cantidad medida
MEDICIÓN
Alcance: Diferencia entre el valor mínimo y máximo que el instrumento puede medir
Intervalo de medición: Unidad más pequeña de medición del instrumento
La discriminación, es la medida en que un dispositivo de medición subdivide una unidad estándar de medida. 9
Capítulo 2
Confirmación metrológica Elementos de control de los instrumentos D
•
MEDICIÓN
•
• •
Calibración es la COMPARACIÓN Técnica del Equipo de Medición con Patrones de Medición, puede incluir valores que permitan hacer el ajuste en el instrumento para reducir el ERROR. Verificación es la confirmación mediante la aportación de evidencias objetivas de que se han cumplido los requisitos especificados (de ISO 9000: 2005) Validación es la confirmación mediante la aportación de evidencias objetivas de que se han cumplido los requisitos para una utilización ó aplicación específicas (de ISO 9000: 2005) Ajuste: (de un instrumento de medición): Operación de llevar un instrumento de medición a un funcionamiento adecuado para su uso. 10
Capítulo 2
Confirmación metrológica Sistema de calibración Rastreabilidad:
D MEDICIÓN
Característica de una medición o valor de un patrón o estándar de relacionarse con referencias establecidas, generalmente patrones nacionales ó internacionales, a través de una cadena continua de comparaciones con incertidumbres establecidas…
Trazabilidad: Es la propiedad de un patrón o resultado de una medición, por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una interrumpida de comparaciones teniendo todas, incertidumbres determinadas Patrón [Estándar], valor conocido, dentro de ciertos límites de incertidumbre, aceptado como el valor verdadero z, debe tener mismo significado ayer, hoy y mañana 11
Capítulo 2
Confirmación metrológica Componente de un sistema de calibración Registros
D MEDICIÓN
Instrumento Método
Sistema calibración
Certificado o Informe de calibración
Metro logo
Patrón
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Capítulo 2
Confirmación metrológica Sistema de Trazabilidad Instituto Nacional de Medición (NIST) y/o Centro Nacional de Medición (CENAM)
D
Estándar Nacional
Metro patrón
MEDICIÓN
Laboratorio Externo/comercial/independiente
Estándar de Referencia
Patrón trazable
Laboratorio Interno
Estándar de trabajo
CMM Planta de manufactura
Calibrador 13
Blocks Ver figura IE-I pag. 44 manual MSA
Capítulo 2
Propiedades estadísticas Los estudios estadísticos forma parte del análisis del PDCA, a continuación se presenta el análisis siguiente:
C ANALISIS
a) Capaz (hábil) Variabilidad en las lecturas tomadas en un periodo de tiempo corto b) Desempeño Variabilidad en las lecturas tomadas en un periodo de tiempo largo Propiedades estadísticas AMPLITUD Precisión, RRG repetibilidad-reproducibilidad, sensibilidad , consistencia, uniformidad,
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Datos Alta Calidad + Centrado - Amplitud = - Variabilidad
SOLO GENERA MEDICIONES CORRECTAS)
Propiedades estadísticas CENTRADO-UBICACIÓN Exactitud, Sesgo-bias, linealidad, Precisión (Varianza) App A, Estabilidad,
Ver pág. 14 y Sección de la pág. 50 a 61 77 Manual MSA
Capítulo 2
Estudios del sistema de medición Existen diversos estudios de medición, sin embargo en esta ocasión profundizaremos en los siguientes: Atributos
Repetibilidad
Linealidad
y Reproducibilidad
C ANALISIS
Desviación
Estudios de medición Atributos
Estabilidad
Capacidad 15
Capítulo 2
Estudios del sistema de medición
C ANALISIS
Con el fin de profundizar las acciones en la medición, se presenta la metodología de aplicación de estudios siguiente:
Ver pag. 37 Manual MSA Capitulo III y IV 16
Capítulo 2
Estudios del sistemas de medición Tipo Reproducibles/replica Linealidad Pag. 96
C ANALISIS
Los criterios de aceptación y rechazo de un Sistema de Medición por variables (%ESM < 10%, aceptable; 10% < %ESM < 20%, condicionado; y %ESM > 30%, inaceptable) (Regla 0-10-30),
Estabilidad Pag. 85
Muestras independientes Pag. 87
Variable
Sesgo Gráficas de Control
Pag. 85
Pag. 92
Rangos Pag. 102 GRR (Reproducibili dadrepetibilidad)
Promedios y rangos Pag. 103
ANOVA Pag. 124
Ver Manual MSA 17
Capítulo 2
Estudios del sistemas de medición Tipo Reproducibles/replica
C ANALISIS
Los criterios de aceptación y rechazo de un sistema de medición por atributos (Kappa =ó> 0.75 (Excelente) < (buena concordancia) < 0.40 (pobre concordancia) y Efectividad =ó> 90% (Aceptable) < (condicional) < 80% (inaceptable)),
Análisis de riesgos Atributos
Pag. 131
Pag. 131
Método analítico Pag. 145
Ver Manual MSA 18
Capítulo 2
Estudios del sistemas de medición Tipo NO Reproducibles/NO replica
C
Estabilidad
ANALISIS
Medición única por ciclo (Pag. 155)
Medición única por ciclo por parte
Muestra grande de un proceso estable
(Pag. 156)
(Pag. 157)
Especímenes divididos y único por ciclo (Pag. 158)
Stand de prueba (Pag. 159)
Ver Manual MSA 19
Capítulo 2
Estudios del sistemas de medición Tipo NO Reproducibles/NO replica RRG
C
simultaneas
Lectura múltiples con 2
ANALISIS
Pag. 165
instrumentos
Lecturas múltiples
Pág.. 161
Pag. 161 Especímen es divididos m=2
Tiempo vs degradación
de la característica
pag 164
Variables
Especímenes
Análisis lineal Pag. 164
Pag. 162 divididos (General)
Igual que Pag. 163 V1 con partes
Análisis de series de tiempo
especializadas
Pag. 164
Pag. 163
20
Ver Manual MSA
Capítulo 2
Estudios del sistema de medición Existen diversos estudios de medición, sin embargo en esta ocasión veremos los siguientes
EJEMPLOS de
Variables
Linealidad Indica que tan exacto son las mediciones a través del rango esperado de las mediciones
Estabilidad
Es la variación total de las mediciones obtenidas con un sistema de medición, hechas sobre el mismo patrón o sobre las mismas partes, cuando se mide una sola de sus características, durante un período de tiempo prolongado. Es el cambio de sesgo en el tiempo.
Repetibilidad y Reproducibilidad
Determinan cuanto de la variación observada como variación de proceso es debida a variación del sistema de medición
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Capítulo 2
Atributos
Estudios del sistema de mediciĂłn Atributos
Consiste en evaluar las calificaciones nominales u ordinales proporcionadas por varios evaluadores. Las mediciones son calificaciones subjetivas de la gente en vez de mediciones fĂsicas.
CapĂtulo 2
Mejora del sistemas de medición Como parte del Actuar del PDCA se encuentra el tema de mejora del sistema de medición en los aspectos siguientes:
Concepto Ingeniería detallado
• Antes de que el paquete de solicitud para cotización de un proceso de medición pueda ser suministrado al proveedor potencial para propuestas formales, necesita desarrollarse un concepto de ingeniería detallado del proceso de medición mismo
A Decisión
Consideraciones de mantenimiento preventivo • Para el mantenimiento preventivo (ej.,lubricación, análisis de vibraciones, integridad del medio de prueba, reemplazo de partes, etc.)
Especificaciones • Las especificaciones sirven como lineamiento pare el cliente y el proveedor en el diseño y construcción de un proceso
Evaluación de cotizaciones • Conforme se reciban las cotizaciones, el equipo debe integrarse para revisarlas y evaluarlas.
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Capítulo 2
Mejora del sistemas de medición Liberación de documentos • La estrategia usual atrás de la documentación es ofrecer un conjunto original de diseños mecánicos y eléctricos
Calificación con el proveedor
A Decisión
• El gage o sistema de medición debiera ofrecer un layout dimensional y pruebas de funcionalidad completas, cuando aplique, con el proveedor del sistema de medición antes del envío
Envíos • Realizar un checklist de: ¿Cuándo debiera ser enviado el equipo?, ¿Cómo debiera enviarse?, ¿Quién retira el equipo del camión o vagón? …
Calificaciones con los clientes • Para calificar el sistema de medición anteriormente con el proveedor y antes del envío, debiera repetirse de alguna forma con el cliente una vez que el envío se ha completado.
Envío de documentación • La información que se requiere, como mínimo, para ayuda en la implementación y arranque de cualquier sistema es la siguiente: (esta información debe ser enviada al cliente previo al envío)
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Capítulo 2
Cuaderno de trabajo (Actividad 2.1) Off line Antes de seguir navegando en el recurso digital
Realiza la actividad 2.1 En esta actividad realizaremos un estudio R&R mĂŠtodo corto tomando como apoyo el formato que se te proporcione para ello.
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CapĂtulo 2
Conclusión
Tomando como base el
“Ciclo de vida del sistema de medición” podremos tener un sistema de medición de ALTA CALIDAD a un BAJO COSTO. Este material es elaborado por Consultoría Holística Teniendo los derechos reservados. Su distribución no autorizada tendrá penalizaciones legales.
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Capítulo 2