MSA Messsystemanalyse Messmittelfähigkeit

MSA Messsystemanalyse und Messmittelfähigkeit sind zentrale Bestandteile in der Beurteilung von Prozessen. Es macht keinen Sinn einen Prozess zu messen, solange nicht geklärt ist, ob die Messung überhaupt die Realität wiederspiegelt. Der Nachweis der Messsystemfähigkeit ist Voraussetzung für die Ermittlung von Maschinenfähigkeit und Prozessfähigkeit, die im Artikel Maschinen- und Prozessfähigkeit beschrieben sind. Der vorliegende Beitrag “MSA Messsystemanalyse und Messmittelfähigkeit”:

Nach dem Durcharbeiten des Artikels sind Sie in der Lage eine Messsystemanalyse nach Verfahren 1 und Verfahren 2 (ANOVA) oder Verfahren 3 (Anova) durchzuführen. Die kostenlosen Excel Vorlagen helfen Ihnen dabei. Wollen Sie die Themen vertiefen, hilft Ihnen Prüfprozesseignung: Prüfmittelfähigkeit und Messunsicherheit im aktuellen Normenumfeld .

Benötigen Sie Auswertungen durch eine Standard Statistik Software (z. Bsp Minitab), schreiben Sie mich an. Ich helfe gerne weiter.

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MSA Verfahren 1 Excel Vorlage

MSA Verfahren 1 Excel Vorlage

Was ist MSA – Messsystemanalyse?

Zur Überprüfung, ob die verwendeten Messmittel und Messsysteme den Anforderungen an die Messung gerecht werden, wird die Messsystemanalyse eingesetzt. Im Weiteren wird der Begriff MSA gleich dem Begriff Messsystemanalyse gesetzt.

Die Beurteilung von Fertigungsprozessen, Maschinen und laufenden Prozessen basiert auf der statistischen Auswertung von Werten von Merkmalen. Die Werte der Merkmale erhält man von Messsystemen, unter deren Verwendung bestimmte Merkmale gemessen werden. Um fehlerhafte Interpretationen zu vermeiden, müssen die gemessenen Werte den realen Sachverhalt ausreichend sicher wiedergeben.

Die MSA belegt ob die gemessenen Merkmalswerte die Realität in ausreichend sicherem Maße wiedergeben. Hierzu wird überprüft inwieweit das Messsystem “fähig” ist. Die Begriffe “Fähigkeit” und “Messsystem” sind nicht genormt. Da beide Begriffe in der Umgangssprache eine hohe Bekanntheit haben, habe ich bewusst die Begriffe beibehalten. Die Begriffe “Fähigkeit” bzw. “fähig” sind gleichbedeutend mit “Eignung” bzw. “geeignet” (s. DIN 55350 bzw. DGO 13-61 ). Beide Begriffe sind als gleichwertig anzusehen.

Wann sollte eine Messsystemanalyse durchgeführt werden?

Eine MSA muß vor der Inbetriebnahme neuer Messsysteme durchgeführt werden. Darüberhinaus sollte sie durchgeführt werden, wenn das Messsytem wesentlich verändert wurde. Dies kann sein nach:

  • Neuaufstellung an einem anderen Ort
  • wesentlichen konstruktiven Änderungen
  • Wechsel von beeinflussenden Komponenten
  • Instandsetzung oder genereller Überholung

Eine Messsystemanalyse sollte immer vor der Beurteilung der Maschinenfähigkeit oder der Prozessfähigkeit durchgeführt werden.

Verfahren für den Fähigkeitsnachweis

Der Nachweis für die Fähigkeit eines Messsystems kann mit verschiedenen Methoden erbracht werden. Die unterschiedlichen Verfahren werden hier beschrieben. Werden die Verfahren angewendet, sind Vorbedingungen für das Messen von Merkmalswerten zu erbringen. Eine Vorbedingung stellt die Auflösung des Messmittels dar.

Auflösung des Messmittels

Vor der Analyse des Messsytems, ist zu überprüfen, ob die Auflösung des Messgerätes für die Analyse des entsprechenden Falles ausreichend ist. Das Messmittel muss eine Auflösung von RE ≤ 5% der Toleranz des Merkmals haben. Dies ist die Basis, um Messwerte sicher ermitteln und ablesen zu können.

Beispiel: Längenmaß 250 ± 0,50 mm
Bei einer Toleranz von 1 mm bedeuten 5% der Toleranz 0,050 mm. In diesem Fall heißt dies, das Messsystem muß eine Auflösung von maximal 0,050 mm über den gesamten Messbereich haben. Für diesen Fall könnte eine Messuhr mit 0,02 mm Skalenteilung für die Analyse gewählt werden.

MSA Verfahren 1

Das MSA Verfahren 1 wird in der Regel zur Beurteilung von einem neuen oder geänderten Messsystem durchgeführt. Dies geschieht bevor diese zur Messung von Merkmalswerten eingesetzt wird. Anhand des Fähigkeitskennwertes des Messmittels kann die Eignung des Gerätes für den Anwendungsfall festgestellt werden. Die vollständige Erklärung und Berechnung des MSA Verfahren 1 finden Sie im Abschnitt “Messsystemanalyse Verfahren 1”.

MSA Verfahren 2

Das MSA Verfahren 2 findet zur Beurteilung von neuen und vorhandenen Messsystemen vor der Annahmeprüfung am endgültigen Aufstellungsort statt. Dieses Verfahren wird auch im Rahmen von routinemäßigen Audits oder zu Zwischenprüfungen eingesetzt. Die Beurteilung des Messsystems erfolgt dabei unter möglichst realen Bedingungen. Voraussetzung ist somit,   die Untersuchung wird:

  • am Einsatzort
  • mit original Messobjekten
  • den Prüfern vor Ort

durchgeführt. Die Beurteilung wird anhand des sogenannten R&R Kennwertes festgestellt. Die vollständige Erklärung und Berechnung der Messsystemanalyse Verfahren 2 finden Sie im Abschnitt “Messsystemanalyse Verfahren 2”.

MSA Verfahren 3

Bei der Messsystemanalyse Verfahren 3 handelt es sich um einen Sonderfall von MSA Verfahren 2. Diese Vorgehensweise wird bei Messsystemen ohne Bedienereinfluss angewendet. Dieses Verfahren gilt somit insbesondere bei automatischen oder mechanisierten Messsystemen. Dies können sein:

  • Koordinaten Messmaschinen
  • in Prozess Messeinrichtungen
  • voll automatischen Messeinrichtungen
  • Mehrstellenmeßgeräten

Die Beurteilung dieses Messverfahrens erfolgt ebenfalls anhand des R&R Kennwertes. Es wird in Analogie zu Verfahren 2 die gleiche Abkürzung verwendet. Die vollständige Erklärung und Berechnung der Messsystemanalyse Verfahren 3 nach Anova finden Sie im Abschnitt “Messsystemanalyse Verfahren 3”.

 

Welches Verfahren wende ich wann an?

Die Vorgehensweise zur Durchführung einer MSA ist in diesem Ablauf beschrieben.

MSA Messsystemanalyse Vorgehensweise

MSA Messsystemanalyse Vorgehensweise

Konnte das Messsystem Ihre Anforderungen nicht erfüllen, finden Sie Hilfe zur weiteren Vorgehensweise im Abschnitt “Nicht fähige Messsysteme”.

Messsystemanalyse Verfahren 1 – MSA Verfahren 1

Ziel des MSA Verfahren 1

Mithilfe des Verfahrens 1 wird entschieden, ob eine Messeinrichtung für den vorgesehenen Messzweck geeignet ist.  Als Basis für die Entscheidung wird die Lage und Streuung des Messwertes im Toleranzfeld des Messwertes analysiert.  Dies geschieht durch die Berechnung der Kennwerte zur Fähigkeit Cg Wert und Cgk Wert.

Voraussetzungen für die Anwendung des MSA Verfahren 1

  1. Die Messeinrichtung ist entsprechend den Betriebsanleitungen des Herstellers einzurichten und in Betrieb zu nehmen.
  2. Es ist ein Normal oder Einstellmeister vorhanden. Durch Kalibrierung ist der richtige Wert des Normales jederzeit auf nationale oder internationale Normen rückführbar. Das Normal unterliegt der Prüfmittelüberwachung.Der Wert des Normales ändert sich während des Untersuchungszeitraumes nicht. Das Normal ist langzeitstabil.
    Das Normal besitzt das gleiche Merkmal, wie das später zu messende Teil.Die Messunsicherheit des Messverfahrens mit denen der richtige Wert des Normales bestimmt wird, ist anzugeben.
  3. Steht kein Normal zu Verfügung, kann der Cgk Wert nicht berechnet werden. Es wird in diesem Fall mithilfe eines geeigneten Messobjektes lediglich die Wiederholpräzision Cg bestimmt.

Messsytemanalyse Excel Vorlage Verfahren 1

Eine manuelle Berechnung der einzelnen Fähigkeitskennzahlen ist sehr aufwändig. Daher stelle ich die MSA-Verfahren-1-Excel-Vorlage-20160214.xlsx zu Verfügung, um die Auswertung automatisiert zu berechnen und zu dokumentieren.

MSA Verfahren 1 Excel Vorlage

MSA Verfahren 1 Excel Vorlage

Ablauf der Messung und Auswertung des MSA Verfahren 1

Im Folgenden finden Sie ein Ablaufschema für das MSA Verfahren 1

Ablauf MSA Verfahren 1

Ablauf MSA Verfahren 1

1. Schritt

Tragen Sie den Istwert des Normales und der Toleranz T des Merkmals in das Tabellenblatt der Messsystemanalyse Excel Vorlage ein.

2. Schritt
Beurteilung Sie die Auflösung (RE) der Messeinrichtung. Sollte T / RE < 5% sein, ist das Messmittel geeignet. Die Tabelle weist Ihnen das Ergebnis aus

3. Schritt
Wählen Sie das Normal für Ihre Messung aus. Der Werte Xm des Normales muß im Toleranzfeld des Prüfmerkmales liegen. Die Messposition ist am Normal zu kennzeichnen. Als Alternative ist die Messposition zu beschreiben oder zwangsweise am Normal zu positionieren.

4. Schritt
Stellen Sie die Messeinrichtung nach der gültigen Vorschrift ein. Justieren Sie die Einrichtung und gleichen Sie das System ab. Stellen Sie sicher, dass während der Messung keine Veränderungen an der Messeinrichtung stattfindet.

5. Schritt
Es sind 50 Messungen in kurzen Zeitabständen am Normal nach der gültigen Vorschrift durch denselben Prüfer durchzuführen. Hierbei gilt unbedingt die Messvorschrift (Bedingungen der Wiederholung) zu beachten. Das zu messende Normal ist immer bei gleicher Messposition in die Messvorrichtung einzulegen. Dies bedeutet, das Normal ist nach jedem Messvorgang aus der Messvorrichtung zu entnehmen.
Die Werte werden in das Messystemanalyse Excel Tabellenblatt eingetragen. Hiebei werden keine Messwerte verworfen.
Mittlerweile hat man teilweise auch akzeptiert, dass nur 20 wiederholenden Messungen durchgeführt werden. Dies ist zu einem dem Umstand geschuldet, dass Messungen teilweise sehr lange Zeit benötigen. Zum andern zeigen Analysen, dass sich die Standardabweichung nach 10 wiederholten Messungen, nicht mehr signifikant ändert. Damit genügen in der Regel 20 Wiederholmessungen.

6. Schritt
Das Tabellenblatt weist Ihnen den Mittelwert xg und die Standardabweichung der Wiederholung sg der angezeigten Werte aus.

7. Schritt
Das Tabellenblatt berechnet Ihnen desweiteren den Abweichungsbetrag Bi des Mittelwertes xg vom richten Wert xm des Normals.

8. Schritt
Die Auswertung der Tabelle errechnet den Cgk Wert, der eine systematische und eine zufällige Komponente berücksichtigt.

Hierbei ist Cgk= (0,1 * T – Bi)/ (3 * sg)

9. Schritt
Als weiteren Wert bestimmen Sie den Fähigkeitswert Cg der im Gegensatz zum Cgk nur eine zufällige Komponente enthält. Bei zweiseitig begrenzten Merkmalen zeigt die Differenz zwischen Cgk und Cg die Verbesserungsmöglichkeiten durch genaues Einstellen der Messeinrichtung an. Dies entspricht de systematischen Messabweichung Bi=0.

Hierbei ist Cg = (0,2 * T) / (6 * sg)

Hinweise:

Messbeständigkeit

MSA Verfahren 1 läßt keine Aussage über die Messbeständigkeit des Messsystems zu. Beim Verfahren 1 handelt es sich um eine Kurzzeitbeurteilung. Die Beständigeit der Messung ist separat zu beachten.

Trend festgestellt

Wir während der Unterstützung im Werteverlauf ein Trend festgestellt, wird der Fähigkeitskennwert mit dem Trend berechnet. Die Ursache für den Trend ist festzustellen.

Warum 6 * sg als Streubereich

In Richtlinien zur Berechnung der Fähigkeitsindizes Cg bzw. Cgk werden in der Regel als Streubereich des Messsystems 6 * sg herangezogen.

In anderen Leitfäden (die auf einer gemeinsamen Richtlinie von verschiedenen Automobilherstellern beruhen) wird als Streubereich des Messsystems 4 * sg verwendet.

Die Begründung hierfür lautet:
Wenn die Auflösung des Systems zur Messung nicht wesentlich unter 5% der Toleranzbreite liegt, klassiert das Messverfahren quasi die Messwerte. In diesem Fall ist als Verteilungsmodell der Messwerte die Normalverteilung nicht zutreffend. Umfangreiche praktische Versuche haben bestätigt, dass bei Messprozessen, sowohl in der industriellen Fertigungsüberwachung als auch bei Kalibrierungen in Laboratorien, die Messwertstreuung bei Wiederholmessungen mit einem Streubereich von ±2 * sg, vollständig abgedeckt ist. Das gilt bei Annahme einer Normalverteilung. Treten Werte außerhalb dieses Bereichs auf, sind diese auf eine defekte Messeinrichtung oder auf unzulässig in die Messung mit einbezogene Trends zurückzuführen. Dies ist vergleichbar mit der Bestimmung der Prozessfähigkeit oder Maschinenfähigkeit.

Für die Berechnung des Cgk  Wert werde ich weiterhin 6 * sg verwenden, da dies die übliche Vorgehensweise darstellt.

Beurteilung der Ergebnisse

In der Automobilindustrie werden als Mindestandforderungen für Cg und Cgk >= 1,33 angesetzt. Diese Anforderungen können jedoch in den Unternehmen frei definiert werden. Sollten zwei Vertragspartner höhere oder niedere Werte akzeptieren, sind auch diese Werte als Anforderungen bestimmt und definiert. Gelten die Anforderungen Cg und Cgk >= 1,33 so existieren nach der Auswertung mehrere Fälle:

1. Das Messgerät ist fähig
Der Cgk Wert ist größer oder gleich 1,33.

2. Das Messgerät ist nicht fähig
Der Cgk Wert ist kleiner 1,33.

Die Messabweichung und/oder Messwertstreuung sind/ist durch geeignete Maßnahmen zu reduzieren, bis Cgk ≥ 1,33 erfüllt ist. Hinweise welche Ursachen, wie behoben werden können erhalten Sie im Abschnitt “Nicht fähige Messsysteme”.

Ist der Cg – Wert < 1,33 und wurde ein Gebrauchsnormal verwendet, so kann es sein, dass der richtige Wert xm des Normals nicht korrekt ermittelt wurde (z.B. unterschiedliche Messpunkte). Der richtige Wert xm ist zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen.

Ist der Cg – Wert ebenfalls < 1,33, ist durch Einstellung keine ausreichende Verbesserung zu erzielen, da die Wiederholstandardabweichung der Messprozesses zu groß ist. Eventuell ist ein anderes Messverfahren notwendig.

Messsystemanalyse Verfahren 2 – MSA Verfahren 2

Ziel des MSA Verfahren 2

Die Messsystemanalyse Verfahren 2 ermöglicht die Fähigkeit eines Messprozesses basierend auf seinem Streuverhalten anhand von Messungen an Serienteilen zu analysieren. Das Verfahren 2 dient hierbei vor allem dazu den Bedienereinfluss auf das Messsystem zu ermitteln. Der Einfluss des Bedieners auf die Messung ist durch die Messeinrichtung möglichst auszuschließen. Ist ein Bedienereinfluss bei einer Messeinrichtung gegeben, so muss dieser Einfluss untersucht werden.

Ist kein Bedienereinfluss vorhanden kann Verfahren 3 angewendet werden. Ein Bedienereinfluss ist nur dann ganz auszuschließen, wenn der Messprozess komplett automatisiert abläuft. Dies schließt das Beschicken der Messeinrichtung ein. Anhand des Kennwertes %GRR wird beurteilt, ob eine Messeinrichtung unter Berücksichtigung aller Einflussgrößen für die vorgesehene Messaufgabe geeignet ist. Ist diese Bedingung nicht vorhanden, wird der Messwert durch verschiedene Komponenten beeinflußt, die im Folgenden erläutert werden.

Jeder Messwert einer Messung setzt sich zusammen aus dem Gesamtmittelwert der Messwerte, dem Einfluss von Prüfer, dem Einfluss des Teils, dem Einfluss des Zusammentreffens von Prüfer und Teil (Wechselwirkungseinfluss), sowie der Restabweichung (Einfluss des Messmittels).

Messwert von Prüfer an Teil in Wiederholung =
Gesamtmittelwert
+ Einfluss vom Prüfer
+ Einfluss vom Teil
+ Einfluss von (Prüfer misst Teil)
+ Restabweichung.l

Um die Einflüsse getrennt beurteilen zu können, zerlegt man zunächst die Summe er quadratischen Abweichungen über alle Messwerte in Teilsummen und berechnet daraus dann die Varianzen.

Bei der Durchführung von Verfahren 2 sollte darauf geachtet werden, dass der Ablauf möglichst dem späteren realen Ablauf der Messung entspricht. Nur so lassen sich Aussagen aus der Durchführung von Verfahren 2 für das reale Messsystem ableiten.

Voraussetzung für das MSA Vefahren 2

Das Verfahren 2 darf nur nach erfolgreichem Nachweis der Eignung aus Verfahren 1 durchgeführt werden.

Excel Vorlage MSA Verfahren 2

Eine manuelle Berechnung des Nachweises zur MSA Verfahren 2 ist sehr aufwändig. Ich habe für Sie eine Excel Vorlage erstellt. Die Vorlage ist nur mit aktivierten Makros lauffähig MSA-2-Anova-Excel-Vorlage-20160608_1.xlsm.

Eine Methode zur einfachen und schnellen Übertragung Ihrer Daten vom Messmittel nach Excel finden Sie auf der Seite von bicsolu.com.

MSA Verfahren 2 Anova Excel Vorlage

MSA Verfahren 2 Anova Excel Vorlage

Ablauf der Messung MSA Verfahren 2

1. Schritt
Festlegung der Anzahl von Prüfern (k >= 2), die Auswahl von 10 Messobjekten (n >= 5), die möglichst über den Toleranzbereich verteilt sind und die Anzahl der Messungen pro Prüfer (r>=2). Dabei muss das Produkt k * r * n grösser gleich 30 sein: k * r * n >= 30.

Standardfall: 2 Prüfer, 10 Teile mit 2 Messreihen pro Prüfer.

2. Schritt
Die Teile werden nummeriert. Um den Einfluss des Messobjekts, z.B. die Teilegeometrie, auszuschliessen, wird die Messposition gekennzeichnet oder dokumentiert. Die Umgebungsbedingungen (zum Beispiel Temperatur, Bediener, Schwingungen usw.) sind zu dokumentieren.

3. Schritt
Der erste Bediener des Systems stellt die Messeinrichtung ein und ermittelt die Werte des Merkmales der Messobjekte in der durch die Nummerierung vorgegebenen Reihenfolge und nach der gültigen Vorschrift unter Beachtung der Position der Messung. Die Messwerte werden dokumentiert. In derselben Reihenfolge und nach derselben Verfahrensweise ermittelt der erste Bediener des Gerätes die Merkmalswerte der Messobjekte ein zweites Mal. Die Messergebnisse der zweiten Messung dürfen von den Ergebnissen der ersten Messung nicht beeinflusst werden. Wahrend der Durchführung der Untersuchung sind Veränderungen an der Messeinrichtung nicht zulässig.

Hinweis:
Die hier empfohlene Reihenfolge für den Messablauf kann oftmals aus praktischen Gegebenheiten nicht eingehalten werden. Daher empfiehlt sich, die Reihenfolge des Messablaufs je nach Messaufgabe in Absprache zwischen Kunde und Lieferant individuell festzulegen und entsprechend zu dokumentieren.

  1. Schritt Schritt 3 ist mit jedem weiteren Prüfer zu wiederholen. Die jeweiligen Messergebnisse sollten wahrend der Durchführung der Messung den anderen Prüfern nicht bekannt sein.
  2. Nach der Erfassung der Daten werden die Daten per Software berechnet. In unserem Fall werden wir hierzu das sich in Vorbereitung findende Excel Blatt benützen.

Auswertung MSA Verfahren 2

Das Verfahren 2 lehnt sich an die AIAG MSA 4th an. AIAG empfiehlt:

  • drei (r=3) Messungen je Teil
    In Ausnahmefällen ist es auch erlaubt bei Anzahl Teile >= 10 mindestens 2 Messreihen durchzuführen oder bei Teileanzahl 5 – 9 mindestens 3 Messreihen durchzuführen
  • die Gesamtstreubreite TV grundsätzlich als Bezugsgröße für GRR
  • die Kennzahl ndc (number of distinct categories) sollte nicht kleiner als 5 sein.
    Der ndc wird immer abgerundet. Der Faktor 1,41 (=√2) hat nichts mit einem 97%-Vertrauensbereich zu tun, wie in der MSA geschrieben, sondern folgt aus der Ermittlung der Streuanteile aus dem ISO-Plot.

 

Messsystemanalyse Verfahren 3 – MSA Verfahren 3

Die Messsystemanalyse Verfahren 3 ist ein Sonderfall des Verfahrens 2. Das Verfahren 3 setzt voraus, daß bei den Messungen kein Bedienereinfluß vorhaden ist. Diese Voraussetzung liegt üblicherweise vor, wenn

  • der Messablauf und die folgende Auswertung ohne Bedienereinfluß ablaufen
  • die Lage des Messobjektes eindeutig vorgegeben ist und die Spannkräfte für das Objekt vom Bediener nicht beeinflußt werden können

Die Entscheidung für die Verwendung des Verfahrens wird im Einzelfall entschieden. Im Zweifelsfall ist das Verfahren 2 zu verwenden.

Die Untersuchung wird mit mindestens 25 wiederholbar messbaren, zufällig ausgewählten Serienteilen durchgeführt. Die Werte des zu messenden Merkmals sollten möglichst innerhalb der Toleranz liegen. Die Serienteile werden in zufälligen Reihenfolge in mindestens 2 Durchgängen vermessen.

Stehen nicht genügend Teile zu Verfügung, muss die erforderliche Anzahl der Messreihen angepaßt werden. Die Werte für die Anpassung können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden.

Verfügbare Anzahl Messobjekte Erforderliche Mindestanzahl Messreihen
>=25 2
13 – 24 3
9 – 12 4
7 – 8 5
5 – 6 6

 

Messsystemanalyse Verfahren 3 Excel Vorlage nach Anova

Eine manuelle Berechnung des Nachweises zur MSA Verfahren 3 mit dem Anova Verfahren ist sehr aufwändig. Ich habe für Sie eine Excel Vorlage erstellt – MSA-3-Anova-Excel-Vorlage-20160608.xlsx. In der Excel Vorlage sind die Beispieldaten in einem separaten Blatt mit Minitab berechnet, sodaß Sie die Berechnung verifizieren können.

msa-verfahren-3-anova-excel-vorlage-20151028.png

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Eine Methode zur einfachen und schnellen Übertragung Ihrer Daten vom Messmittel nach Excel finden Sie auf der Seite von bicsolu.com.

Messsystemanalyse Verfahren 4 Linearität

Lineare Messsysteme sind der Untersuchungsgegenstand der Messsystemanalyse Verfahren 4. Ziel des MSA Verfahren 4 ist der Nachweis über die Linearität zwischen den zu messenden physikalischen Werten eines Merkmals und den vom Messmittel ermittelten Werten. Es wird hierbei ermittelt, ob sich die systematische Messabweichung des Messsystemes innerhalb von Grenzen bewegt, die für die Messung noch akzeptabel sind.

Messeinrichtungen unterliegen der Prüfmittelüberwachung. Die Linearität eines Messmittels wird in der Regel vom Hersteller deklariert und im Rahmen der Prüfmittelüberwachung nachgewiesen.

Sollte die Linearität nachgewiesen werden, kann dies mithilfe des MSA Verfahren 1 vollzogen werden. Unter Berücksichtigung des Messbereiches werden mehrere Normale mit unterschiedlichen Referenzwerten ausgewählt, die den Messbereich ausreichend repräsentativ darstellen. Mit diesen Normalen wird jeweils das Verfahren 1 für den Referenzwert durchgeführt und somit die Fähigkeit, bezogen auf den Referenzwert bestätigt.

 

Vorgehensweise “Nicht fähige Messsysteme”

Nach der Durchführung der einzelnen Verfahren ist der Fähigkeitsnachweis erbracht. Konnte dieser aufgrund der Ergebnisse nicht erbracht werden, wird folgender Ablauf zur Problemlösung vorgeschlagen.

Nicht faehiges Messsystem Vorgehensweise

Nicht faehiges Messsystem Vorgehensweise

 

1. Schritt: Messsystem überprüfen, verbessern

1. Messeinrichtung, Einstellnormale

  • Mess-, Spann-, Niederhaltekräfte
  • Messorte, Definition Messstellen
  • Aufnahmen, Fluchtung Prüfling, Messtaster
  • Antastelemente; Güte Einstellnormal(e)
  • Führungen, Reibung, Verschleiß
  • Positionierung, Verkippung Prüfling
  • Messablauf; Warmlaufphase, …

2. Messverfahren, -strategie

  • Bezugselement, Basis für Aufnahme
  • Messgeschwindigkeit, Einschwingzeiten
  • Mehrpunktmessungen bzw. Scannen anstatt Einzelmesswert, …
  • Mittelwert aus Wiederholungsmessungen
  • Messtechnik-, Statistik-Software
  • Kalibrierkette, Einstellverfahren, … (z.B. vor jeder Messung neu einstellen)

3. Umgebungsbedingungen

  • Erschütterungen, Schwingungen
  • Staub, Ölnebel, Zugluft, Feuchtigkeit
  • Temperaturschwankungen
  • Elektrische Störungen, Spannungsspitzen
  • Energieschwankungen (Luft, Strom,..)

4. Prüfling

  • Sauberkeit, Waschrückstände
  • Oberflächenbeschaffenheit, Grate – Formfehler, Bezugsbasis
  • Materialeigenschaften
  • Temperaturkoeffizient, …

5. Bediener

  • Eingewiesen, geschult
  • Sorgfalt, Handhabung
  • Sauberkeit, (Hautreste, Handfett,…)
  • Wärmeübertragung, …

2. Schritt: Genaueres Messsystem beschaffen

Mögliche Maßnahmen:

  • Auflösung < 5%
  • Lineare Systeme einsetzen
  • Absolut messende Systeme bevorzugen (digital inkremental anstatt analog induktiv)
  • Robuste Messeinrichtung (Lagerungen, Führungen, Messhebel, Übertragungselemen-te,…)
  • Bedienerunabhängige Messeinrichtung
  • Neue (berührungslose) Messverfahren, …

3. Schritt: Merkmals-, Toleranz-, Prozessbetrachtung

Mögliche Maßnahmen :

  • Merkmal auf Funktionsabhängigkeit überprüfen (ggf. neues Merkmal definieren z.B. anstelle Rundheit)
  • 100% verlesen mit reduzierten Toleranzen
  • Messsystemstreuung von Toleranz abziehen
  • Auswirkungen auf Prozessregelung und Prozessfähigkeit berücksichtigen
  • Toleranz anpassen (statistische Tolerierung; Toleranz und Prozessstreuung gegenüberstellen; Toleranzehrlichkeit!) – Abstimmung mit Fertigungsplanung, Produktion, Qualitätssicherung, Entwicklung, Kunde

4. Schritt: Sonderregelung

  • Zusätzliche Absicherung (z.B. Stabilitätsüberwachung, zusätzlicher Regelkreis, genaue-res Messmittel im Feinmessraum, Funktionsabsicherung, -überprüfung)
  • Zeitlich befristete Sonderregelung treffen -Abstimmung mit Messtechnikexperten, Fertigungsplanung, Produktion, Qualitätssicherung, Entwicklung, Kunde
  • Regelung z.B. jährlich neu bewerten gemäß Schritt 1 bis 4 und ggf. Regelung überarbeiten bzw. für weitere Zeitspanne bestätigen
  • Anmerkung: Es ist zu beachten, dass nicht immer die Messeinrichtung der Verursacher eines nicht geeigneten Messprozesses ist. Oftmals sind die Urheber die Umgebung und die Messstrategie.

MSA 2 mit der Statistik Software R berechnen

Seit kurzem habe ich noch eine Alternative zu Excel gefunden. Zur Berechnung der Daten zur MSA 2 Anova läßt sich auch sehr gut die kostenlose Statistik Software R verwenden.

Für das obige Beispiel der MSA 2 habe ich die Daten in R übernommen. Anschließend habe ich die Berechnungen und Diagramme durch R erstellt. Die Ergebnisse decken sich mit den Excel Berechnungen und validieren somit noch einmal die Richtigkeit der Berechnungen für das obige Beispiel. Anbei der Code und die Diagramme.
#GageRR
library(openxlsx)
library(qualityTools)
# definieren des Designs der GageRR
# hier 3 Messende, 10 verschiedene Teile, 3 Durchgänge, geordnet
gdo= gageRRDesign(Operators=3, Parts=10, Measurements=3, randomize=FALSE)
#set the response i.e. Measurements
xlsxFile <- (“C://Users//ThinkPad User//Daten//R Statistik//GageAusgang.xlsx”)
df1 <- read.xlsx(xlsxFile = xlsxFile, sheet = 2, startRow = 1, skipEmptyRows = FALSE)
response(gdo)= df1$Messung
#perform a Gage R&R
gdo = gageRR(gdo, tolerance = 8)

Hier sind die statistischen Daten. Die Daten erhaltet Ihr so auch in ähnlicher Form aus anderen Programmen zur Statistik.

Statistik-Software-R-MSA2-Anova-Ergebnisse 20150808

Statistik-Software-R-MSA2-Anova-Ergebnisse 20150808

Hier seht Ihr den Plot der Daten. Dies sieht nicht so schön aus, wie in anderen Programmen. Ich halte dies jedoch für eine gute Möglichkeit zur Überprüfung.

Statistik-Software-R-MSA2-Anova-Diagramme.jpg

Statistik-Software-R-MSA2-Anova-Diagramme.jpg

Ich finde das Ergebnis eigentlich sehr ansprechend. Natürlich muss man die Ergebnisse dann noch interpretieren und die richtigen Schlüsse ziehen. Als kostenlose Alternative zu den Standard Statistik Programmen ist dies jedoch durchaus denkbar.

Symbole und Abkürzungen

Symbole-Messystemanalyse-und-Maschinenf_C3_2_20150808

Symbole-Messystemanalyse-und-Maschinenf_C3_2_20150808

Symbole-Messystemanalyse-und-Maschinenf_C3_3_20150808

Symbole-Messystemanalyse-und-Maschinenf_C3_3_20150808

Klicken Sie auf die einzelnen, unten stehenden Links und Sie gelangen zum Thema und den entsprechenden Excel Dateien. Das Bild mit allen Links zu den Themen können Sie als pdf (Werkzeuge_20150722_4_als_pdf) downloaden.
OrganisierenMessenAnalysieren
ProjektauftragWasserfall Diagramm Excel IconStichprobe berechnen Excel Icon
Business CasePareto Prinzipg 80/20 Regel Excel IconZ Wert Tabelle Excel Icon
Change ManagementPareto Diagramm Excel IconKonfidenzintervall Excel Icon
Six Sigma OrganisationBoxplot Diagramm Excel IconUrsache Wirkungs Diagramm Excel Icon
Smart RegelQualitäts KennzahlenIshikawa Diagramm Excel Icon
Projektabgrenzung Excel IconProzesskennzahlen Excel IconZeitanalyse Excel Icon
Kick offOEE Gesamtanlagen- effektivität Excel Icon
Sipoc Excel Icon
Validieren
Messsystemanalyse Verfahren 1
+ Messsystemanalyse Verfahren 2 -> -> Messsystem fähig?
Excel Icon
-> Messsystem Analyse Verfahren 3
Excel Icon
Projektplan Excel Icon
Messwert normalverteilt Anderson Darling Excel Icon
+ Wahrschein-lichkeitsnetz Excel Icon
+ Histogramm Excel Icon-> Prozess / Maschine fähig? cp / cpk ausreichend? Excel Icon
-> SPC Statistische Prozesskontrolle Excel Icon
Histogramm
Verbessern
7 Arten der VerschwendungPaarweiser Vergleich Nutzwert Analyse Excel IconSpaghetti Diagramm Excel Icon
5S MethodeEPEI Every part every interval Excel IconWertstromanalyse Symbole Excel Icon
Little's Law Excel IconYamazumi chart Yamazumi board Excel IconWertstromanalyse Excel Icon
10er Regel der Fehlerkosten
Weiterbildung
Green Belt Black Belt Black Belt Zertifizierung
Excel Funktionen
Excel dynamisches Diagramm Zeichnen in Excel