Teknolojik ilerlemede ve endüstrileşmede, sektörlerin projelerinde yer alan verilerin doğruluğu önemli bir yer teşkil eder. Kayıtlardan elde edilen verilerin değerlendirilmesi, tasarımda ve ileri ürün kalite planlamasında yararlanılan ölçüm sistemleri analizi ile yapılır. Ölçüm sistemleri analizi (measurement system analysis), ölçme sistemlerinin ve cihazlarının doğruluğunun ve güvenilirliğinin adım adım değerlendirmesini yapan ve sonuçlarına göre düzeltmeleri raporlayan bir süreçtir. Verilerin ölçülmesinde ve değerlendirilmesinde kullanılan ölçüm sistemlerinin, güvenilir ve doğru sonucu verip vermediğinin kontrol edilmesi amacıyla bazı mühendislik uygulamalarında kullanılır.

MSA, süreçte yer alan varyasyon miktarını belirlemeye yönelik deneysel ve matematiksel bir yöntem olarak tanımlanır. Aynı zamanda sürecin doğruluğunu, hassasiyetini ve kararlılığını değerlendirerek ölçüm sistemini kullanım için sertifikalandırma aşamasında yardımcı olur. MSA başlığı altında yazımızda; ölçüm sistemleri analizinin temellerine ve türlerine değinilerek MSA’nın ne işe yaradığı, nasıl yapıldığı ve kullanım alanları açıklanacaktır.

Ölçüm Sistemleri Analizinin Temelleri

Güvenilir ve doğru veri, maliyetin üretim sürecinden başlayarak düşmesini sağlar. Ölçüm sistemleri analizi doğru veriyi kullanarak doğru ürünün üretimini hedefler. Doğru ürün de iş gücünden ve zamandan tasarruf sağlarken hurda sürecine kadar bütün aşamalarda etkili olur. Süreçlerde yer alan cihazlardan ve sistemlerden alınan sonuçların doğruluğunu teyit etmek amacıyla, bütün prosesin yeterliliği matematik ve istatistiki metodlarla kontrol edilir. 

Ölçüm sürecindeki varyasyon miktarının belirlenmesinde mühendislik çözümleri kullanılır. Genellikle MSA etkinliği iki temel varyasyon kaynağını inceler: parçalar ve bu parçalardan elde edilen değerler. Elde edilen iki değerin toplamı, süreç sonunda raporlanan toplam varyasyonu verir.

Süreçlerin ve ürünlerin, etkinlik ve verimlilikle ilgili değişkenliklerini doğru tanımlamak için öncelikle ölçüm sisteminden kaynaklanan varyasyon bulunmalı ve toplam varyasyonla olan farkı ortaya konmalıdır. Analiz, ISO TS 16949:2009 Kalite Yönetim Sistemi ilkelerine göre her bir ürünün piyasaya sürülmesi aşamasında kullanıcıya ulaşana kadar geçen süreçte önemli özelliklerinin güvenilir değerlere sahip olup olmadığını teyit eder. Aynı zamanda seri üretimde yer alan ölçüm sistemlerinin de etkinliğinin ve veriminin analizinde kullanılır.

Ölçüm Sistemi Analizi Türleri

Analiz süreci sonucunda bulunan standart sapma ve varyasyonlar, düzeltmeye ve öncelemeye yönelik tedbirlerin alınması için kullanılır. Ölçüm cihazlarının ve sistemlerinin doğru sonuçlar verip vermediğini tespit etmek için bazı analiz türleri kullanılır. Ölçüm sistemleri analizi türleri; 

  1. Ölçüm tekrarlanabilirliği ve yeniden üretilebilirliği (Gauge R&R), 
  2. Sapma,
  3. Doğrusallık,
  4. Kararlılık, 
  5. Kalibrasyon 
  6. Nitelik uyuşma analizi olarak sıralanabilir.

1. Ölçüm Tekrarlanabilirliği ve Yeniden Üretilebilirliği (Gauge R&R)

Tekrarlanabilirlik varyansı, ölçüm sistemleri gauge analizi, bir cihazın bir operatör tarafından aynı numune kapsamında aynı karakteristiği ölçmek amacıyla birçok defa kullanılmasıyla elde edilen sonuçtur. Tekrar yapılabilirlik ise farklı operatörlerin aynı ölçüm cihazını kullanması sonucunda, aynı numunenin aynı karakteristik değerlerinin ortalamalarının alınmasıyla elde edilen varyanstır.

2. Sapma (Bias Study)

Doğruluk olarak da adlandırılan sapma varyansı, ölçüm sistemleri analizinin ortalama değeri ile numunenin veya parçanın gerçek veya doğru değeri arasındaki farkın bir ölçüsüdür. Sapma varyansı, kayıtların sonuçlarının ortalaması ile referans değeri arasındaki fark olarak tanımlanır.

3. Doğrusallık (Linearity)

Doğrusallık varyansı, ölçüm sistemleri analizinde cihazların belirlenen çalışma süresince sapma değerleri arasındaki farkın görülebilmesidir. Göstergenin doğrusal olarak kabul edilebilmesi, süre boyunca tutarlı olması kuralına bağlıdır.

4. Kararlılık (Stability)

Kararlılık varyansı, aynı numuneler kapsamında, uzun bir sürede tek bir karakteristiğin ölçülmesiyle elde edilen değerlerin toplam varyansıdır. Bir anlamda ölçüm sistemleri analizinde göstergenin süre boyunca devam eden sabit olma halidir.

5. Kalibrasyon (Calibration)

Kalibrasyon varyansı, belirlenmiş koşullar kapsamında bir ölçü cihazı veya sisteminin gösterdiği değerler ile ölçüm yapan cihazlar ve sistemler arasındaki bağlantının ortaya çıkarılmasıdır. Böylece ölçüm sistemleri analizi sayesinde ölçeğin, ekipmanın veya sürecin hatası ortaya çıkarılır veya belirli bir ölçme bandı içinde değerler verilmesi sağlanır. 

Cadem Metrology, kalibrasyon işlemlerinde verimli bir kalite kontrol oluşturmak için mobilite ve esnek yapısından faydalanılabilen GOM ScanCobot’u hizmete sunar. Aynı zamanda kalite kontrol süreçlerinde ATOS 5 cihazı ile zorlu koşullar altında bile kısa ölçüm süresinde yüksek hassasiyetli veriler elde edilmesini sağlar.

6. Nitelik Uyuşma Analizi (Attribute Agreement)

Nitelik uyuşma analizi, nitelik (nitel) ölçümler söz konusu olduğunda sistemi değerlendirmek için kullanılan bir araçtır. Veri analizinin yapılmasından önce kayıt ve değerlendirme hatasının kabul edilebilir düzeyde olup olmadığının kontrol edilebilmesini sağlar.

MSA Ne İşe Yarar?

Teknoloji kullanımı, ölçüm yapma işlemini gerektirdiğinden ve alınan kayıtlar/değerleri incelediğinden yüklü miktarda veri toplar. Toplanan veri karar verme süreçlerinde kullanılır. Ölçüm sistemleri analizindeki bir hata kararın yanlış verilmesine neden olabilir. Standart bir hizmete ve ürüne ulaşmak amacıyla ölçümlerin eksiksiz ve hatasız olması gerekir. Sürecin sonuçlarının onaylanması için sistemin hangi doğrulukta çalıştığının, hangi hassasiyet ve kararlılıkta değerlendirme yaptığının tespit edilmesi gerekir. 

Elde edilen analizlerin sonuçlarına göre yeterliliğinin gözden geçirilmesi, düzeltmeye ve önlemeye yönelik sistematiklerin kurulması sağlanır. Ölçüm cihazlarından ve sistemlerinden, güvenli ve doğru sonuçlar alınıp alınmadığı MSA çalışmaları ve uygulamaları yapılarak öğrenilir. Karmaşık projelerde kritik verilerin değerlendirilmesinde birçok ölçüm sistemi veya cihazı bulunabilir.

MSA Nasıl Yapılır?

Ölçüm sistemleri analizinde etkili olan birçok faktör ve varyasyon kaynağı bulunur. Elde edilen varyasyonların en aza indirgenmesi amacıyla bu faktörlerin incelenmesi gerekir. İncelenecek varyasyon kaynakları:

  • Personel (eğitim, teknikerler, operatörler), 
  • Yöntem ve süreç (şartname, test metodu), 
  • Çevresel etkiler (nem, basınç, sıcaklık), 
  • Ekipman ve cihaz (ölçüm araçları, test cihazları), 
  • Ölçülen örnekler olarak sıralanabilir.

Öncelikle ölçüm cihazı operatörü seçilir ve deneme yapılacak sayı tespit edilir (Her ölçümde sayı farklı olabilir). Üretim sürecinde yer alan çalışma aralıklarındaki parçalar belirlenir (Her ölçümde parça farklı olabilir). Parça özelliğine göre süreç değişimi kaydedilir ve cihazların kalibrasyon tarihlerinin kontrolü yapılır. Numune parçalar numaralandırılır. Süreç esnasındaki ortam şartları kontrol edildikten sonra parçalar karışık biçimde operatörlere dağıtılır. Her parçanın her operatör için sıralı değerlerinin sonuçları kaydedilirken tüm parçaların tüm operatörler tarafından ölçüldüğü teyit edilir. Elde edilen veriler analiz edilir, standart sapma ve değişkenlik bulunur. Sonuçlar parçanın belirlenen tolerans değeri ile karşılaştırılır. Çıktılar raporlanır ve gerekli tedbirler alınır.

MSA Kullanım Alanları

Endüstriyel sektörler veri tabanlı işlemler yaparak üretim ve hizmet sağlar. Tedarik zinciri yönetimi süreci esas alındığında, üreticiden kullanıcıya, tedarikçiden pazarlamacıya kadar her aşamada ölçüm sistemi analizi yapılması gerekir. Hizmet sektörü de üretim sektörü de her aşamada bir önceki aşamadaki veriyi kullanır. Ancak tarihsel olarak bakıldığında MSA özellikle otomotiv sektöründe uzun zaman kullanılarak yaygınlaşmış ve diğer sektörlerin kullanımına da açılmıştır. 

Günümüzde imalat endüstrisi hem kayıt ve değerlendirme ile hem de kontrol ve denetim işlemlerinde büyük miktarda veri biriktirir. Ölçüm sistemleri analizi sonucu elde edilen verileri süreçle ve işle ilgili karar mekanizmalarında kullanmak bütün sektörler için önemli hale gelir. Cadem Metrology, kaliteli veriyi hızlı ve yüksek derecede ayrıntılı yakalayan optik 3D ölçüm sistemi ATOS Q cihazı ile hassas optoelektronik, dayanıklı sensör tasarımı ve güçlü yazılım hizmeti sunar.

Önceki yazımıza https://www.cademmetrology.com.tr/yalin-uretim-lean-manufacturing-nedir/ linkinden ulaşabilirsiniz.