VDA 5 - analiza systemów pomiarowych wg wymagań VDA

Program szkolenia:

·         Wprowadzenie. IATF 16949:2016 – znaczenie i wymagania odnośnie pomiaru. Charakterystyka, zakres wykorzystania oraz analiza porównawcza (różnice, nowości) podręczników „Quality Management in the Automotive Industry. Capability of Measurement Processes”: VDA 5, July 2011 oraz VDA 5, July 2021. 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 14253-1).

·         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 (u_c). 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) Q_MP (dla procesu pomiarowego) oraz Q_MS (dla systemu pomiarowego). Kryteria kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego ze względu na złożoną niepewność rozszerzoną procesu pomiarowego U_MP oraz złożoną niepewność rozszerzoną systemu pomiarowego U_MS. Odniesienie współczynnika Q_MP do procesu (uwzględnienie współczynników zdolności procesu). Wyznaczenie i interpretacja minimalnej szerokości zakresu specyfikacji TOL_MIN-UMP , TOL_MIN-UMS. Strategie specjalne kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego – małe tolerancje, małe geometryczne elementy, redukcja niepewności poprzez wielokrotny pomiar.

·         Technika kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego. Wyznaczanie komponentów niepewności :od rozdzielczości, kalibracji, powtarzalności, odtwarzalności (od operatora, od urządzeń pomiarowych), w tym od interakcji, błędu systematycznego, liniowości (metoda B, metody typu A – metoda prosta, metoda analizy wariancji (ANOVA)), stabilności (stabilność „short-term”, stabilność „long-term”, zastosowanie kart kontrolnych Shewharta), zmienności w obrębie części, temperatury, innych komponentów. Typowy budżet niepewności. Wyznaczanie złożonej oraz rozszerzonej niepewności pomiarowej U_MP i U_MS. Wyznaczanie współczynników: Q_MP ,Q_MS , TOL_MIN-UMP , TOL_MIN-UMS. Wyznaczanie współczynników: Q_MP ,Q_MS w przypadku jednostronnej granicy specyfikacji. Wyznaczanie i interpretacja współczynników zdolności urządzenia pomiarowego C_g , C_gk oraz błędu systematycznego (bias) B (Type I Study). Komponenty niepewności w zależności od modelu procesu pomiarowego.

·         Analiza wariancji (ANOVA) w kwalifikacji procesu/systemu pomiarowego. Zasada analizy wariancji (ANOVA) – jednoczynnikowa analiza wariancji, dwuczynnikowa analiza wariancji, interakcja. Wykorzystanie ANOVA
w 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 krótka, metoda długa (ocena skuteczności), współczynnik zgodności ocen kappa Cohena, kappa Fleissa, zgodności Kendalla). Ocena rozszerzonej niepewności pomiarowej dla procesu pomiarowego U_ATTR oraz kwalifikacja procesu pomiarowego na podstawie współczynnika Q_ATTR – metoda detekcji sygnałów Metoda analityczna.

·         Wybrane aspekty zarządzania procesem pomiarowym wg VDA 5 (July 2021). Planowanie procesu kontroli, optymalizacja systemu/procesu pomiarowego, wybór systemu pomiarowego, dokumentacja i raportowanie dowodu na zgodność, postępowanie z nieodpowiednim systemem/procesem pomiarowym.

·         Podsumowanie, dyskusja. Porównanie wymagań i technik kwalifikacji systemów pomiarowych według VDA 5 oraz AIAG („Measurement System Analysis - MSA)”,4^th 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 – metoda prosta, metoda analizy wariancji (ANOVA).
• Analiza porównawcza kwalifikacji systemu pomiarowego według VDA 5 oraz AIAG.
• Kwalifikacja procesu pomiarowego w przypadku oceny alternatywnej – test Bowkera, porównanie ocen – wyznaczanie współczynników kappa Cohena oraz kappa Fleissa
• Kwalifikacja procesu pomiarowego w przypadku oceny alternatywnej – metoda detekcji sygnałów,  metoda długa.