Influence of measurement system quality on the evaluation of process capability indices

Abstract

Among statistical instruments of quality Statistical Process Control (SPC) and Measurement Systems Analysis (MSA) take particular place. The proper quality of measurement data - verification and assurance of this quality are the task of MSA - guarantees an opportunity to carry out a solid SPC analysis supplying information about a process behavior. One of the principal tasks of SPC is estimation of capability of a process i.e. the assessment of process potential as for variability regarding expectations defined by specification limits. Data for analysis of a process capability are the results of measurements made by means of a determined measurement system. The variability of this measurement system must influence the results of capability assessment, however the measurement system adequate to control the process should guarantee that the impact is little enough to be omitted. The subject of the work is the analysis of influence of measurement system variability on evaluation of process capability indices. The mutual relations between process variability and measurement system variability present analytical relationships and experimental research given in the work. The aim of the tests was an assessment of a capability of the process of steel drop forgings' heat treatment relating to a hardness. The methodology demonstrated in the work is valid quality standards compatible (ISO 9000, ISO/TS 16949 etc.).

Wśród statystycznych narzędzi jakości szczególne miejsce zajmują: statystyczne sterowanie procesem (SPC) oraz analiza systemów pomiarowych (MSA). Odpowiednia jakość danych pomiarowych - weryfikacja i zapewnienie tej jakości to zadanie MSA - gwarantuje możliwość przeprowadzenia rzetelnej analizy SPC dostarczającej istotnych informacji o zachowaniu się procesu. Jednym z podstawowych zadań SPC jest ocena zdolności jakościowej procesu, tj. ocena możliwości procesu ze względu na zmienność w odniesieniu do oczekiwań definiowanych granicami specyfikacji. Dane do analizy zdolności procesu są wynikiem pomiarów wykonanych za pomocą określonego systemu pomiarowego. Zmienność tego systemu pomiarowego musi wpływać na wyniki oceny zdolności, niemniej odpowiedni do nadzorowania procesu system pomiarowy powinien gwarantować, aby wpływ ten był na tyle mały, że pomijalny. Przedmiotem artykułu jest analiza wpływu zmienności systemu pomiarowego na ocenę współczynników zdolności procesu. Wzajemne relacje pomiędzy zmiennością procesu oraz zmiennością systemu pomiarowego przestawiają podane w pracy związki analityczne oraz badania eksperymentalne. Celem badań była ocena zdolności procesu obróbki cieplnej odkuwek stalowych do uzyskiwanej twardości. Metodyka zaprezentowana w pracy jest zgodna z obowiązującymi standardami jakości (ISO 9000, ISO/TS 16949 itp.).