Analsis de los sitemas de medicion

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MSA
( ANALISIS DE LOS SISTEMAS DE
MEDICIÓN )

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Índice
• Sistemas de Medición
• ¿Qué son?
• Uso de los datos de la medición
• Calidad de los datos
• El MSA y las normas de gestión de la calidad
• ¿Porqué analizar los sistemas de medición?
• Terminología y conceptos básicos
• El proceso de la medición
• Propiedades de los sistemas de medición
• Fuentes de variación
La variabilidad y sus efectos
• Efectos sobre el producto
• Efectos sobre el proceso
• GR&R
• Linealidad y Sesgo (bias)
• Conclusiones

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Sistema de medición y
¿Por que medir?
EL PROCESO COMPLETO PARA OBTENER MEDIDAS
Colección de instrumentos, indicadores, normas, operaciones,
métodos, herramental, software, personal, ambiente y suposiciones
usadas para cuantificar las unidades de medición o evaluación de la
característica que se mide
Los datos de medición se usan para:
 Aceptar/ rechazar producto
 Ajustar o no procesos
 Calcular estadísticos para verificar el estado de control
del proceso
• Promedio, desviación estándar, rango, etc.
 Determinar si hay una relación significativa entre dos
variables
 Mejorar procesos

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Calidad de las mediciones
Los datos deben tener cierta calidad
PROPIEDADES ESTADÍSTICAS DE LOS DATOS
 Sesgo(bias)
• ¿Qué tan cercano está el promedio de
muchos valores al valor patrón?
 Variación(Varianza)
• ¿Qué tanto se dispersan entre sí los valores
repetidos de la misma medición?
La variación excesiva de los datos los
hace de mala calidad

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¿Por que calibrar no es suficiente?
 Se hace sobre los instrumentos de medición en
condiciones muy controladas
• No representan las condiciones que hay en las
mediciones de producto/proceso
 Calibración–Patrones, estándares o constantes físicas
 Medición–Partes, procesos con características que
pueden variar ampliamente
• Partes deformables
• Lugares inaccesibles
• Interacción del ambiente
• Personal sin entrenamiento en metrología
• Etc.

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7.6.1 Análisis de Sistemas de Medición
Deben conducirse estudios estadísticos para analizar variaciones presentes en los
resultados de cada sistema de equipo de medición y prueba. Este requerimiento debe
aplicar a sistemas de medición referenciados en los planes de control. Los métodos
analíticos y los criterios de aceptación usados deben cumplir con los manuales de
referencia de los clientes para análisis de sistemas de medición mismos.
MSA en la ISO TS 16949 y PPAP
ISO TS 16949
REQUERIMIENTO DEL PPAP

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¿Para que analizar los sistemas de
medición?
 Monitorear y controlarla variación
• Un sistema de medición con mucha
variación puede no ser adecuado para un
proceso de manufactura
• La variación del sistema de medición puede
enmascarar la variación del proceso
 Aprender cómo interactúa el sistema de
medición con su ambiente

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Algunas Definiciones
CALIBRACION: Conjunto de operaciones que establecen, bajo las condiciones especificadas, la relación entre
los valores indicados por un instrumento de medición o un sistema o de la medida materializada
o un material de referencia y los valores correspondientes de una cantidad obtenida por un
patrón de referencia.
AJUSTE: Operación destinada a llevar a un instrumento de medición a un estado de funcionamiento y exactitud
adecuados para su uso.
EXACTITUD: La proximidad de concordancia entre el resultado de medición y el valor verdadero (convencional)
del mensurado.
RESOLUCION: La unidad más pequeña detectable en un equipo de medición (digital), analógico (división
mínima).
MENSURADO: Objeto a ser medido.
PATRON: Medida materializada, instrumento de medición, material de referencia destinado a definir, realizar,
conservar o reproducir una unidad, o uno o mas valores de una cantidad para transmitirlas, por
comparación, a otros instrumentos de medición.
TRAZABILIDAD: La propiedad de resultado de una medición por la cual ella puede ser relacionada a patrones
de medición apropiados, generalmente patrones internacionales o nacionales, a través de una
cadena ininterrumpida de comparaciones.

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Tipos de Variación
• Exactitud (Cercanía la
valor de referencia)
• Sesgo(Bias)
(Diferencia entre el
promedio de valores
observados y el valor de
referencia)
• Estabilidad (Cambio en
el sesgo en el tiempo)
• Linealidad (Cambio en
el sesgo a lo largo del
rango de operación)
Variación de
Localización
Variación de
Amplitud
• Precisión (Cercanía de
repetidas lecturas entre si)
• Repetibilidad (Variación
de un instrumento usado
por el mismo operador y la
misma parte)
• Reproducibilidad
(Variación de en el
promedio de la mediciones
de distinto operadores con
un mismo instrumento)
• GGR ó Gage R&R
(Análisis de repetibilidad y
reproducibilidad)

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Rastreabilidad de una medición de longitud

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Propiedades de los sistemas de
medición
 Discriminación y sensibilidad adecuada
• Regla de 10 a 1
 Estar en control estadístico
• La variación debe ser solo por
causas comunes, no especiales
 Para control del producto
• Variación pequeña relativa a las
especificaciones
 Para control del proceso
• Suficiente resolución y variación
pequeña con respecto a la
variación del proceso
Propiedades fundamentales

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Fuentes de variación
Para controlar el proceso
• Identificar las fuentes potenciales de variación
• Eliminar(siempre que sea posible) o supervisar las fuentes de
variación

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Variabilidad y efectos
 El Sistema de Mediciones afectado por
causas comunes y especiales
 Habilidad del sistema de medición
• Error del sistema en un estudio a corto
plazo
• Combinación de linealidad, uniformidad,
repetibilidad y reproducibilidad
 Desempeño del sistema
• Efecto de todas las fuentes de variación
sobre el tiempo
• Proceso en control estadístico, sin sesgo,
y GRR aceptable en el rango de operación

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Efecto en las decisiones del Producto
o Proceso
 Determinar el status de una parte
• Aceptable o no
• Categoría de producto
• Producto recuperable
 Control del Proceso
• Variación debido a causas comunes o
especiales

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Decisiones sobre el Producto
 Error tipo I
• Se rechaza el producto estando
aceptable
• Riesgo del productor
 Error tipo II
• Se acepta el producto
siendo éste rechazable
• Riesgo del consumidor

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Decisión potencialmente incorrecta
I. Partes malas
• Siempre malas
II. Decisión potencialmente
incorrecta
III. Partes buenas
• Siempre buenas
 Maximizar decisiones correctas
• Mejorar el proceso de producción
• Reducir variabilidad
• No partes en las áreas II
• Mejorar sistema de medición
• Reducir el error para reducir el
tamaño de las áreas II y el riesgo
de una decisión incorrecta

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Decisiones sobre el Proceso
 Un proceso en control
• Control estadístico
• Centrado sobre la meta
• Variabilidad aceptable
 Impacto de un error de medición
• Confundir una causa común con una
causa especial
• Confundir una causa especial con una
causa común

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SISTEMAS DE MEDICION
EQUIPOS QUE MIDEN VARIABLES EQUIPOS QUE MIDEN
ATRIBUTOS
SISTEMA DE SISTEMA DE
MEDICION MEDICION ESTUDIO AL SISTEMA DE
REPETITIVO NO REPETITIVO MEDICION
POR ATRIBUTOS
METODO TABULAR-CRUZADO
(ANALISIS DE PRUEBA DE HIPOTESIS)
-R&R (RANGOS, -R&R (METODO
PROMEDIOS ANOVA)
Y RANGOS, ANOVA)
-BIAS
-LINEALIDAD
-ESTABILIDAD
Clasificación del Sist. De Medición.

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ANALISIS ESTADISTICO DE LOS
SISTEMAS DE MEDICION

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Estabilidad
Definición
Estabilidad es la variación total en las
mediciones obtenidas con un sistema de
medición con el mismo patrón o con un
conjunto de partes cuando se mide una
característica durante un periodo prolongado
de tiempo. En otras palabras, la estabilidad es
el cambio del sesgo a lo largo el tiempo.
Tiempo
Valor de Referencia

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Definición
Sesgo es la diferencia entre el valor verdadero ( o
valor de referencia) y el promedio observado de las
mediciones de la misma característica en la misma
parte.
Partimos de lo siguiente: Ho : bias = 0
H1 : bias ≠ 0
En general el bias de un sistema de medición es
aceptable si este no es estadísticamente diferente de
cero.
SESGO
Promedio Valor de Referencia
del sistema de Medición
Sesgo

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Linealidad
Definición.
La diferencia de sesgo a lo largo del rango de operación ( o medición )
esperado del equipo es lo que se conoce como linealidad. Puede pensarse
la linealidad como el cambio del sesgo con relación al tamaño.
SESGO
VALOR 1 VALOR N
SESGO

23. Repetibilidad y Reproducibilidad
REPETIBILIDAD
La repetibilidad es la variación en las mediciones obtenidas con un instrumento de medición cuando
es usado varias veces por un operador al medir una misma característica en la misma parte. Es la
variación inherente del equipo o la capacidad de medición del propio equipo. La repetibilidad se le
conoce comúnmente como la variación del equipo (VE)*
Las posibles causas de una mala repetibilidad incluyen:
• En el instrumento, desgaste, falla del equipo o de su instalación.
• En el método: en la técnica, el ajuste a cero, en el manejo.
• En el ambiente: fluctuaciones en temperatura, humedad, vibración, alumbrado, limpieza.
REPRODUCIBILIDAD
A la reproducibilidad se le conoce tradicionalmente como la variabilidad “ entre operadores “ La
reproducibilidad se define como la variación del promedio de las mediciones hechas por diferentes
operadores usando el mismo instrumento de medición cuando miden idénticas características de la
misma parte.
Las causas potenciales de error en la reproducibilidad incluye:
• Efectividad del entrenamiento al operador.
• posición de la parte, error de observación ( facilidad de lectura, paralelismo)
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24. METODO DE PROMEDIOS Y RANGOS
El método de promedios y rangos ( X&R ) es un enfoque con el cual se proporciona un
estimado tanto de la repetibilidad como de la reproducibilidad de un sistema de
medición. A diferencia de método de rangos, este enfoque permite separar la variación
del sistema de medición en sus dos componentes la repetibilidad y la reproducibilidad.
Presenta la variación del sistema en 4 categorías: partes, operadores, interacción
entre partes y operadores y error debido al gage.
Como desventajas: Los cálculos numéricos son más complejos, su uso requiere un
cierto grado de conocimiento estadístico para interpretar los resultados
Repetibilidad y Reproducibilidad
Variables
METODO DE ANALISIS DE VARIANZAS (ANOVA):
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25. Repetibilidad y Reproducibilidad
Desglose de la variación total (ANOVA)
Variación de
Parte a Parte
Variación del Sistema
de Medición
Variación debida
al Equipo -
Repetibilidad
Variación debida
al Operador -
Reproducibilidad
Operador Interacción del
Operador y
la Parte
¿Cuál de los componentes
de variación queremos
que sea grande?
Variación Total
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DIRECTRICES PARA DETERMINAR R&R
Variables
Realización del estudio
1. Deben participar por lo menos dos operadores (personas que realizan las
mediciones). Por lo general participan dos o tres operadores.
2. Deben medirse por lo menos10 partes. Estas son 10 unidades del mismo
tipo de producto que representan el rango completo de la variación en la
manufactura.
3. Cada operador medirá cada parte dos o tres veces. Las partes deben
medirse en orden aleatorio.

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Repetibilidad y Reproducibilidad
Variables
CRITERIO DE ACEPTACION DE R&R (usando desviaciones estándares):
Si el porcentaje de GR&R ES <= al 10% se considera ACEPTADO.
> del 10% Y <= al 30% de GR&R se puede ACEPTAR basados en la importancia del uso.
DE LA APLICACION.
> al 30% de GR&R se considera RECHAZADO.
El ndc debe de ser mayor o igual a 5 para considerarse ACEPTADO

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Conclusiones
 El MSA evalúa si las mediciones son adecuadas y
consistentes con los requisitos
 La mala calidad de las mediciones–sesgo y variación,
pueden llevara decisiones erróneas y aúna conflictos
 Para demostrar que una mejora es significativa la
variación de las mediciones debe ser pequeña con
respecto a la variación del proceso
 Para control de proceso la variación de las mediciones
debe ser pequeña con respecto a la tolerancia
 Conocer el desempeño del sistema de medición ayuda
a conocer mejor el proceso