MSA Typ 2 stetig
Die Messsystemanalyse Typ 2 (stetig) dient dazu, die Eignung eines Messsystems unter Berücksichtigung mehrerer Bediener zu beurteilen.
Im Fokus steht die Frage, ob unterschiedliche Prüfer bei der Messung desselben Merkmals zu vergleichbaren Ergebnissen kommen.
Die MSA Typ 2 bewertet damit neben der Wiederholpräzision auch die Reproduzierbarkeit des Messsystems.
Für die Messsystemanalyse Typ 2 wird die Viskosität der Tomatensoße untersucht, da diese Messung im Produktionsalltag von mehreren Mitarbeitern durchgeführt wird.
Zunächst werden 10 abgefüllte Tomatengläser aus der laufenden Produktion ausgewählt.
Die Gläser decken den relevanten Viskositätsbereich der Produktion ab und liegen innerhalb der Spezifikationsgrenzen von 950 bis 1050.
Als Messmittel wird das im Alltag eingesetzte Rotationsviskosimeter verwendet.
Die Messbedingungen (Messgerät, Messmethode, Temperatur und Vorbereitung der Probe) werden vorab festgelegt und während der gesamten Messung konstant gehalten.
Für die Analyse werden drei Prüfer ausgewählt, die die Viskositätsmessung auch im normalen Schichtbetrieb durchführen.
Jeder Prüfer misst alle 10 Tomatengläser einmal, wobei die Reihenfolge der Gläser zufällig gewählt wird.
Nachdem alle drei Prüfer den ersten Durchlauf abgeschlossen haben, erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt ein zweiter Durchlauf.
Dabei misst jeder Prüfer erneut alle 10 Gläser, wiederum in zufälliger Reihenfolge. Die beiden Messungen eines Prüfers erfolgen nicht direkt hintereinander.
Alle Messergebnisse werden dokumentiert und jeweils dem zugehörigen Prüfer und Teil zugeordnet.
Die erfassten Messwerte werden anschließend in AlphadiTab für die Messsystemanalyse Typ 2 (stetig) ausgewertet.
Erklärungen zu den Ergebnissen:
Die Messsystemanalyse Typ 2 zeigt, dass das Messsystem geeignet ist.
Der Anteil der Messsystemvariation (Gage R&R gesamt) beträgt 5,52 % und liegt damit unter dem Richtwert von 10 %.
Sowohl die Wiederholbarkeit als auch die Reproduzierbarkeit tragen nur gering zur Gesamtvariation bei.
Der überwiegende Anteil der Streuung entsteht durch Unterschiede zwischen den Teilen.
Der P/T-Wert von 9,48 % bestätigt, dass die Messsystemstreuung im Verhältnis zur Toleranz ausreichend klein ist.
Die Viskositätsmessungen können für weitere Prozess- und Fähigkeitsanalysen verwendet werden.
Erklärungen zur Grafik:
Linkes Bild
Im linken Diagramm werden unterschiedliche Aspekte der Messsystemvariation dargestellt.
- Blauer Balken (% Beitrag):
Zeigt den prozentualen Anteil der jeweiligen Komponente an der Gesamtvariation. - Roter Balken (6 × Standardabweichung):
Stellt die Streuung der jeweiligen Komponente auf Basis der sechsfachen Standardabweichung dar. - Grüner Balken (nur bei angegebener Toleranz sichtbar):
Zeigt den Anteil der jeweiligen Streuung im Verhältnis zur vorgegebenen Toleranz.
Die dargestellten Komponenten sind:
- %Gage R&R (Messsystem gesamt)
- Wiederholbarkeit
- Reproduzierbarkeit
- Streuung zwischen den Teilen
Die ersten drei Komponenten (%Gage R&R, Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit) beschreiben die Messsystemvariation.
Diese Anteile sollten idealerweise unter 10 % liegen, da sie keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Gesamtvariation haben sollten.
Die Streuung zwischen den Teilen beschreibt die tatsächlichen Unterschiede zwischen den gemessenen Teilen.
Hier ist es wünschenswert, dass die Balken möglichst groß sind. Dies zeigt, dass der überwiegende Teil der beobachteten Streuung durch reale Unterschiede zwischen den Teilen verursacht wird und nicht durch das Messsystem.
Rechtes Bild
Das rechte Diagramm visualisiert die beiden wichtigsten zusammenfassenden Kennzahlen der Messsystemanalyse:
- %Gage R&R:
Anteil der Messsystemvariation an der Gesamtvariation. - P/T-Wert (nur sichtbar, wenn eine Toleranz angegeben wurde):
Verhältnis der Messsystemstreuung zur Toleranzbreite.
Beide Kennzahlen sollten unter 10 % liegen, damit das Messsystem als gut geeignet gilt.
Höhere Werte weisen darauf hin, dass das Messsystem einen zu großen Einfluss auf die gemessenen Ergebnisse hat.
Vorarbeit
- Eine stetige Messgröße auswählen (z. B. Viskosität).
- Ein geeignetes Messmittel festlegen.
- Mehrere unterschiedliche, produzierte Teile auswählen, die den relevanten Merkmalsbereich abdecken.
- Mehrere Prüfer auswählen.
- Anzahl der Wiederholmessungen je Prüfer festlegen.
- Messbedingungen definieren und konstant halten.
- Arbeitsblatt für die MSA Typ 2 erstellen
- Messungen durchführen: Die Messungen erfolgen idealerweise prüferweise in zufälliger Reihenfolge; Wiederholmessungen eines Prüfers werden zeitlich getrennt durchgeführt.
Nutzung in AlphadiTab
- In der Measure-Phase das Tool MSA Typ 2 stetig auswählen.
- Bei Bediener „Prüfer“ auswählen.
- Bei Teil „Teil“ auswählen.
- Bei Messungen „Messwert“ auswählen.
- Bei Toleranz den Wert 100 eintragen.
- Analyse mit dem Button „Neu erstellen“ durchführen.
Interpretation
Prüfen Sie, ob das Messsystem fähig ist:
% Gage R&R < 10 % → Messsystem gilt als sehr gut / akzeptabel
10 % ≤ % Gage R&R ≤ 30 % → Messsystem bedingt akzeptabel je nach Anwendung
% Gage R&R > 30 % → Messsystem nicht akzeptabel und sollte verbessert werden
Stetige Messdaten
Für die Durchführung einer Messsystemanalyse Typ 2 werden stetige Messdaten benötigt.
Warum ist das wichtig?
Nur mit stetigen Messdaten können Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit des Messsystems bewertet werden.
Diese Daten werden mit einem Messmittel erhoben und erlauben eine quantitative Beurteilung der Messsystemstreuung.
Mehrere produzierte Teile
Es müssen mehrere unterschiedliche, real produzierte Teile vorliegen, die den relevanten Merkmalsbereich des Prozesses abdecken.
Warum ist das wichtig?
Nur so kann der Einfluss der Teilevariation auf das Messergebnis bewertet werden.
Mehrere Prüfer (bzw. ein Faktor mit mehreren Stufen)
Die Messungen müssen von mehreren Prüfern durchgeführt werden.
Die Prüfer stellen dabei die unterschiedlichen Stufen eines Faktors dar (z. B. Prüfer 1, Prüfer 2, Prüfer 3).
Warum ist das wichtig?
Bei der MSA Typ 2 wird neben der Wiederholpräzision geprüft, ob sich die Messergebnisse zwischen den Stufen dieses Faktors unterscheiden.
In der Praxis ist dieser Faktor meist der Prüfer, er kann jedoch auch durch andere klar unterscheidbare Gruppen ersetzt werden (z. B. Standorte oder Schichten).
Gleiches Messmittel
Alle Messungen müssen mit demselben Messmittel durchgeführt werden, da die Analyse das Messsystem insgesamt bewertet.
Konstante Messbedingungen
Probe, Messmittel, Prüfer und Umgebungsbedingungen (z. B. Temperatur) müssen während der Messung konstant gehalten werden.
Warum ist das wichtig?
Nur unter konstanten Bedingungen kann sichergestellt werden, dass beobachtete Schwankungen in den Messwerten ausschließlich auf das Messmittel zurückzuführen sind.
Normalverteilte Daten
Die wiederholten Messwerte sollten keine Hinweise auf eine relevante Abweichung von der Normalverteilung zeigen, da die Berechnung der Kennzahlen auf Annahmen der Normalverteilung basiert
Warum ist das wichtig?
Bei deutlicher Abweichung von der Normalverteilung liefern %Gage R&R und % Tol keine verlässlichen Aussagen über die Messfähigkeit.
Die Bewertung der Messmittelstreuung kann dadurch ungenau oder irreführend werden.
Wenn nur ein Prüfer betrachtet werden soll und keine Unterschiede zwischen Prüfern oder Gruppen untersucht werden sollen, dann ist eine Messsystemanalyse Typ 1
Wenn die Messwerte keine stetigen Messdaten sind, sondern Bewertungen oder Klassen (z. B. gut / schlecht, O. / n. i. O.), dann ist eine attributive Messsystemanalyse (MSA Typ 2 attributiv) besser geeignet.
Wenn die Leistungsfähigkeit eines Prozesses bewertet werden soll und nicht das Messsystem, dann ist eine Prozessfähigkeitsanalyse mit Cp und Cpk das geeignete Werkzeug. Voraussetzung ist ein bereits als geeignet nachgewiesenes Messsystem.
Produktion / Qualitätssicherung
Abfüllmenge Tomatensoße
In der Produktion von Tomatensoße wird die Abfüllmenge regelmäßig überwacht.
Die Abfüllmenge ist mit 500 ml spezifiziert.
Für die Messsystemanalyse Typ 2 werden 10 abgefüllte Tomatengläser aus der laufenden Produktion entnommen.
Jedes Glas stellt dabei ein Teil dar.
Die Abfüllmenge wird mithilfe einer kalibrierten Waage bestimmt.
Die Umrechnung von Gewicht in Volumen erfolgt über die bekannte Produktdichte.
Die Messungen werden von drei Prüfern durchgeführt:
- Prüfer 1: Mitarbeiter Qualitätssicherung
- Prüfer 2: Mitarbeiter Produktion
- Prüfer 3: Schichtführer
Jeder Prüfer misst jedes der 10 Gläser zweimal mit derselben Waage unter konstanten Bedingungen.
Messmittel, Messmethode und Umgebungsbedingungen bleiben während der gesamten Messreihe unverändert.
Auf Basis der Messwerte wird beurteilt,
- ob die Prüfer zu vergleichbaren Messergebnissen kommen und
- wie groß der Anteil der Messsystemstreuung im Verhältnis zur Teilevariation ist.
Erst wenn das Messsystem als geeignet bewertet wird, werden die Abfüllmengen für weiterführende Prozess- und Fähigkeitsanalysen verwendet.
Interpretation:
Die Auswertung der Messsystemanalyse Typ 2 zeigt, dass das Messsystem nicht geeignet ist.
Der Anteil der Messsystemvariation (Gage R&R gesamt) beträgt 99,93 % und dominiert damit nahezu vollständig die Gesamtvariation. Die tatsächlichen Unterschiede zwischen den Teilen können mit diesem Messsystem nicht zuverlässig erfasst werden.
- Die Wiederholbarkeit ist gut, da die Streuung innerhalb eines Prüfers gering ist.
Die Hauptursache für die hohe Messsystemvariation liegt in der Reproduzierbarkeit. Zwischen den Prüfern bestehen deutliche systematische Unterschiede in den Messergebnissen. - Der geringe Anteil der Variation zwischen den Teilen zeigt, dass die Teilevariation vom Messsystem überlagert wird.
Der P/T-Wert von 73,74 % liegt deutlich über den üblichen Akzeptanzgrenzen und bestätigt die mangelnde Eignung des Messsystems.
In der aktuellen Form ist das Messsystem nicht für die Bewertung der Abfüllmenge geeignet. Vor einer weiteren Nutzung der Messdaten müssen die Prüferunterschiede reduziert werden.
Typische Maßnahmen
- Standardisierung des Messprozesses
- Schulung der Prüfer
Logistik/Wareneingang
Durchlaufzeit eines Auftrags im Wareneingang
Die Durchlaufzeit im Wareneingang wird aus Zeitstempeln des IT-Systems ermittelt, zum Beispiel aus dem Zeitpunkt des physischen Wareneingangs und dem Abschluss der Buchung im System.
Die Zeitwerte werden damit nicht mit einem klassischen Messmittel erhoben, sondern systemseitig erzeugt.
Aus diesem Grund ist für Durchlaufzeiten im Wareneingang keine formale Messsystemanalyse (MSA Typ 1 oder Typ 2) anwendbar.
Insbesondere liegt kein Messmittel im klassischen Sinne vor.
Trotzdem ist es sinnvoll, die Denkweise der Messsystemanalyse auf diese Daten anzuwenden.
Insbesondere sollte geprüft werden, ob das eingesetzte Erfassungssystem (z. B. Scanner, Buchungsmaske) systematische Unterschiede verursacht.
So kann es beispielsweise vorkommen, dass unterschiedliche Scanner, Arbeitsplätze oder Buchungsarten zu abweichenden Zeitstempeln führen.
Eine solche Prüfung hilft zu beurteilen, ob beobachtete Unterschiede in den Durchlaufzeiten tatsächlich prozessbedingt sind oder durch die Art der Datenerfassung beeinflusst werden.
IT-Support
Reaktionszeit des IT-Helpdesks
Die Reaktionszeit im IT-Helpdesk wird aus den Zeitstempeln des Ticketsystems berechnet, etwa aus der Ticketeröffnung und der ersten dokumentierten Reaktion.
Auch hier handelt es sich um automatisch erfasste Zeitdaten und nicht um Messwerte eines physischen Messmittels.
Daher ist eine klassische Messsystemanalyse nicht direkt anwendbar, da weder ein Messmittel noch Prüfer im Sinne der MSA betrachtet werden.
Dennoch ist es sinnvoll, die Grundgedanken der Messsystemanalyse zu berücksichtigen.
Beispielsweise kann untersucht werden, ob unterschiedliche Ticketarten, automatische Statuswechsel oder manuelle Rückmeldungen zu abweichenden Zeitstempeln führen.
Durch diese Betrachtung kann besser eingeschätzt werden, ob Unterschiede in den Reaktionszeiten auf den eigentlichen Prozess zurückzuführen sind oder durch das System bzw. dessen Nutzung entstehen.
Stetige Daten: Daten, die mit einem Messmittel erfasst werden und sowohl Einheiten als auch Nachkommastellen besitzen können.
Normalverteilte Daten: Daten, die sich gut durch eine Normalverteilung beschreiben lassen. Dies kann z. B. über einen Test auf Normalverteilung überprüft werden.
OSG = OTG = Obere Spezifikations- oder Toleranzgrenze: Der maximal zulässige Wert für die Zielgröße. Liegt ein Messwert darüber, gilt er als nicht in Ordnung.
USG = UTG = Untere Spezifikations- oder Toleranzgrenze: Der minimal zulässige Wert für die Zielgröße. Liegt ein Messwert darunter, gilt er als nicht in Ordnung.
Messsystemanalyse (MSA): Verfahren zur Beurteilung der Eignung eines Messsystems.
MSA Typ 2 (stetig): Messsystemanalyse zur Bewertung der Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit eines Messsystems bei stetigen Messdaten.
Teil: Einzelnes, real produziertes Produkt, das im Rahmen der Messsystemanalyse gemessen wird.
Prüfer: Person, die Messungen durchführt.
Gage R&R: Anteil der Messsystemvariation an der Gesamtvariation, bestehend aus Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit.
Wiederholbarkeit: Streuung der Messergebnisse, wenn derselbe Prüfer dasselbe Teil mehrfach mit demselben Messmittel misst.
Reproduzierbarkeit: Unterschiede der Messergebnisse, die entstehen, wenn verschiedene Prüfer dasselbe Teil mit demselben Messmittel messen.
% Toleranz = P/T: Anteil der Messsystemstreuung an der vorgegebenen Toleranzbreite.
