VDA 5 - analiza systemów pomiarowych wg wymagań VDA

• Wprowadzenie. IATF 16949:2016 – znaczenie i wymagania odnośnie pomiaru. Ogólna charakterystyka podręcznika „Quality Management in the Automotive Industry. Capability of Measurement Processes”, VDA 5, July 2011, zakres wykorzystania. Dokumenty związane – Przewodnik wyrażania niepewności pomiaru JCGM 100:2008, związane normy ISO, DIN.
• Definicje, terminologia. Pomiar, proces pomiarowy, system pomiarowy, zmienność procesu pomiarowego (źródła zmienności), rozdzielczość (resolution), błąd pomiaru, rodzaje błędów – przypadkowy, systematyczny, błędy grube (outliers), maksymalny dopuszczalny błąd pomiaru (error limit) MPE, niepewność pomiaru, wynik oceny – dowód zgodności/niezgodności z tolerancją ze względu na niepewność (wg ISO 14253).
• Statystyczny opis zmienności. Podstawowe parametry opisowe (statystyki) – średnia arytmetyczna, rozstęp, wariancja, odchylenie standardowe, rozkład empiryczny, rozkład teoretyczny, rozkład normalny (Gaussa).
• Niepewność pomiaru, ocena niepewności, budżet niepewności. Niepewność standardowa (u), niepewność rozszerzona (U), współczynnik poszerzenia (k), niepewność złożona (uc). Metody szacowania niepewności (A – empirycznie, B – analitycznie). Ocena złożonej niepewności pomiarowej, współczynnik czułości (sensitivity coefficient), konstrukcja budżetu niepewności.
• Kryteria kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego ze względu na niepewność. Wyznaczanie i interpretacja współczynników (capability ratios) QMP (dla procesu pomiarowego) oraz QMS (dla systemu pomiarowego). Kryteria kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego ze względu na złożoną niepewność rozszerzoną procesu pomiarowego UMP oraz złożoną niepewność rozszerzoną systemu pomiarowego UMS. Odniesienie współczynnika QMP do procesu (uwzględnienie współczynników zdolności procesu). Wyznaczenie i interpretacja minimalnej szerokości zakresu specyfikacji TOLMIN-UMP , TOLMIN-UMS.
• Technika kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego. Wyznaczanie komponentów niepewności (od rozdzielczości, kalibracji, powtarzalności, odtwarzalności - w tym interakcji, błędu systematycznego, liniowości, stabilności, zmienności w obrębie części, temperatury). Wyznaczanie złożonej oraz rozszerzonej niepewności pomiarowej UMP i UMS. Wyznaczanie współczynników: QMP ,QMS , TOLMIN-UMP , TOLMIN-UMS. Wyznaczanie i interpretacja współczynników zdolności urządzenia pomiarowego Cg , Cgk oraz błędu systematycznego (bias) B (Type I Study).
• Analiza wariancji (ANOVA) w kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego. Zasada analizy wariancji (ANOVA) – jednoczynnikowa analiza wariancji, dwuczynnikowa analiza wariancji, interakcja. Wykorzystanie ANOVAw kwalifikacji systemu pomiarowego ze względu na powtarzalność i odtwarzalność.
• Analiza regresji liniowej w kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego. Zasada analizy regresji. Wyznaczanie równania linii prostej regresji. Wykorzystanie analizy regresji w ocenie liniowości.
• Kwalifikacja procesu pomiarowego w przypadku oceny alternatywnej. Kwalifikacja bez wykorzystania wartości referencyjnych – technika przeprowadzenia oceny, test niezależności chi-kwadrat (Bowker Test), zasady wnioskowania. Kwalifikacja z wykorzystaniem wartości referencyjnych (metoda długa, współczynnik zgodności ocen kappa Cohena) – zgodnie z „Measurement System Analysis - MSA)” AIAG, 4th Ed., 2010.  Ocena rozszerzonej niepewności pomiarowej dla procesu pomiarowego UATTR oraz kwalifikacja procesu pomiarowego na podstawie współczynnika QATTR (szczególny sposób wykorzystania metody detekcji sygnałów opisanej w „Measurement System Analysis - MSA” AIAG, 4th Ed., 2010).
• Podsumowanie, dyskusja. Porównanie wymagań i technik kwalifikacji systemów pomiarowych według VDA 5 oraz AIAG („Measurement System Analysis - MSA)”,4th Ed., 2010).

Ćwiczenia:

• Ogólna statystyczna analiza danych (parametry opisowe, histogram, rozkład normalny, graficzny test normalności, identyfikacja wyników izolowanych – test Grubbsa).
• Ocena komponentów niepewności, wyznaczanie budżetu niepewności.
• Kwalifikacja procesu pomiarowego i systemu pomiarowego według wymagań VDA 5 – studium przypadków.
• Kwalifikacja procesu pomiarowego i systemu pomiarowego według wymagań VDA 5 – przykłady rachunkowe.
• Ocena zdolności urządzenie pomiarowego – wyznaczanie i interpretacja współczynników zdolności Cg, Cgk oraz błędu systematycznego B. Ocena istotności statystycznej błędu systematycznego B – test t-Studenta.
• Ocena powtarzalności (EV) za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA).
• Ocena powtarzalności (EV) i odtwarzalności (AV) za pomocą dwuczynnikowej analizy wariancji (dwuczynnikowa ANOVA z interakcją, bez interakcji).
• Ocena liniowości z wykorzystaniem analizy regresji liniowej.
• Analiza porównawcza kwalifikacji systemu pomiarowego według VDA 5 oraz AIAG.
• Kwalifikacja procesu pomiarowego w przypadku oceny alternatywnej – test chi kwadrat.
• Kwalifikacja procesu pomiarowego w przypadku oceny alternatywnej – metoda długa (według AIAG), wyznaczanie współczynnika zgodności ocen kappa Cohena.