Che cos’è e in cosa consiste uno studio GAGE R&R?
GUIDA INTRODUTTIVA
In questa Guida introduttiva (parte 1 di 2) vogliamo introdurre il concetto di studio Gage R&R, inteso come strumento per la valutazione dell’adeguatezza di un sistema di misura.
Deviazioni del sistema di misura infatti possono influenzare l’accuratezza e la precisione della misura stessa.
Il Gage R&R consente di fare una stima delle deviazioni di RIPETIBILITA’ e della RIPRODUCIBILITA‘ sulla varianza generale della misura.
Richiedici informazioni su come è possibile gestire gli strumenti di misura (anagrafica, spostamenti, calibrazioni) e il Gage R&R con il sistema QMS 1FACTORY
1. Che cos’è uno studio Gage R&R?
In un mondo ideale, ogni caratteristica di ogni pezzo dovrebbe essere realizzata esattamente al valore nominale o di progetto. Purtroppo, nel mondo reale, le dimensioni dei pezzi variano rispetto al valore nominale e ci aspettiamo di vedere differenze nei valori misurati da pezzo a pezzo.
Ma quando misuriamo una serie di pezzi, non sappiamo se lo strumento di misura stia effettivamente rilevando differenze nelle dimensioni dei pezzi o se le differenze nei valori misurati siano causate da uno strumento inaffidabile o da un operatore non ben formato.
Uno studio Gage R&R ci aiuta a rispondere alle seguenti domande: qual è l’origine della variazione? Quale frazione di questa variazione deriva realmente da differenze nelle dimensioni dei pezzi (variazione dei pezzi)? E quale parte di questa variazione deriva invece dallo strumento e dall’operatore?
Affinché un sistema di misura sia considerato affidabile, la maggior parte della variazione dovrebbe derivare dalle differenze nelle dimensioni dei pezzi, mentre solo una piccola parte della variazione dovrebbe provenire dallo strumento e dall’operatore. (Nota: ai fini di uno studio Gage R&R, intendiamo il sistema di misura come una combinazione di strumento, operatore e processo di misurazione).
Se un’alta percentuale di variazione è dovuta allo strumento o all’operatore, cioè lo strumento ha un R&R insufficiente, i pezzi che sono vicini all’USL e all’LSL, cioè i pezzi che rientrano nella zona gialla, rischiano di essere classificati erroneamente come Pass o Fail.
2. Un’analogia
A titolo di esempio, si può scegliere di utilizzare un termometro auricolare (lo strumento di misura) per misurare la temperatura corporea di un bambino (il parametro da misurare). Il metodo di misurazione prevede l’inserimento della punta del termometro auricolare nel condotto uditivo e la successiva pressione di un pulsante per registrare la temperatura.
Quando si utilizza il termometro, si presuppone che:
1) Questo metodo rileverà qualsiasi aumento significativo della temperatura corporea del bambino.
2) Le misurazioni saranno quasi identiche se si ripete la misurazione (in un breve intervallo di tempo), cioè le misurazioni sono ripetibili in più prove.
3) I risultati saranno quasi identici se voi e il vostro coniuge effettuerete questa misurazione in modo indipendente, cioè le misurazioni sono riproducibili tra gli operatori.
Nel caso ideale, se voi e il vostro coniuge effettuate le misurazioni a distanza di poche ore l’una dall’altra, l’unica ragione per una variazione del valore letto dovrebbe essere un’effettiva variazione della temperatura corporea.
Il modo in cui si posiziona il termometro o l’eventuale variabilità intrinseca dello stesso dovrebbero avere un impatto minimo o nullo sulla misurazione. Questo è il motivo per cui eseguiamo uno studio Gage R&R: per determinare se la differenza nelle letture deriva dal termometro stesso, dall’operatore (persona che esegue la misurazione) o dalla temperatura del paziente (idealmente tutta la variazione deriva dalla temperatura effettiva del paziente).
3. Prerequisiti
Prima di addentrarci nella meccanica di uno studio Gage R&R , definiamo alcuni termini importanti:
Bias: con l’usura dello strumento, si inizia a notare uno spostamento consistente dal valore reale. Il valore misurato sarà sempre superiore o inferiore al valore reale.
Linearità: a volte, la differenza tra il valore misurato e il valore reale aumenta (o diminuisce) nel corso dell’intervallo di misurazione. Ad esempio, quando si misura un blocco da 1,000″, si ottiene un errore di .0001″, ma quando si misura un blocco da 2,000″, si ottiene un errore di .00045″. In questo caso, l’errore aumenta con l’aumentare delle dimensioni dell’elemento da misurare.
Stabilità: la stabilità è il comportamento di un sistema di misura nel tempo. Per garantire la stabilità, monitoriamo i parametri ambientali come temperatura e umidità e calibriamo periodicamente lo strumento.
Calibrazione: per calibrare uno strumento misuriamo un valore noto (ad esempio un blocco da 1,000″ tracciabile al NIST) e ci assicuriamo che il valore riportato rientri nell’intervallo di tolleranza accettabile dello strumento.
Prima di uno studio Gage R&R, dobbiamo assicurarci che lo strumento sia obiettivo, lineare, stabile e calibrato.
4. Tipi di studi Gage R&R
Gli studi Gage R&R si dividono in due tipi, a seconda del tipo di misura effettuata:
Studi Gage R&R ad attributo: Go/No-Go, strumenti per filettature, valutazione visiva rispetto a uno standard, ecc.
Studi Gage R&R a strumento variabile: micrometri, calibri, CMM, ecc.
Gli studi R&R a strumento variabile sono ulteriormente suddivisi in:
Gage R&R con strumento incrociato: nel metodo più comunemente usato, lo studio è incrociato, cioè ogni operatore misura ogni pezzo o campione più volte.
Gage R&R con strumento annidato: in alcuni casi, non è possibile per ogni operatore misurare ogni parte o campione più volte (ad esempio, prove distruttive), richiedendo uno studio annidato in cui ogni operatore misura una serie diversa di parti (cioè le parti sono “annidate” sotto l’operatore).