Makro-Paket für die Messsystemanalysen nach VDA5 für Minitab

Im deutschsprachigen Raum werden für Messsystemanalysen meist Verfahren auf Grundlage des Buchs „Mess- und Prüfsysteme“ des Verbands der Automobilindustrie (VDA5) verwendet. Minitab bietet hierzu jedoch keine eigene Lösung an. Viele der Messsystemanalysen in der Statistiksoftware beruhen auf dem Werk „Measurement Systems Analysis Reference Manual, 4th edition“ (MSA4) der Automotive Industry Action Group (AIAG).

Um den deutschsprachigen Markt zu bedienen, haben wir von ADDITIVE ein Makro-Paket geschrieben, das in Minitab implementiert werden kann und so auch hier die Messsystemanalyse nach VDA5 ermöglicht.

Im VDA5 werden drei Verfahren der Messsystemanalyse unterschieden: Verfahren 1 analysiert das Messsystem. Hierbei wird unter anderem der Bias und die Linearität sowie die Wiederholbarkeit an einem oder mehreren Referenzteilen durch das Messmittel untersucht. Verfahren 2 folgt chronologisch auf Verfahren 1 und analysiert den Messprozess. Dazu werden verschiedene Teile von verschiedenen Prüfern gemessen, um Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit bzw. Wiederhol- und Vergleichspräzision zu bewerten. Verfahren 3 analysiert wie Verfahren 2 den Messprozess. Es unterscheidet sich allerdings dadurch, dass der Bedienereinfluss als vernachlässigbar angenommen wird.

Verfahren 1

Mit Verfahren 1 wird unter anderem der Bias und die Linearität sowie die Wiederholbarkeit an einem oder mehreren Referenzteilen durch das Messmittel untersucht. Minitab bietet hierzu je nach Fragestellung Werkzeuge wie Messsystemanalyse, Typ 1 und Untersuchung von Linearität und systematischer Messabweichung an.

Bei einer Messsystemanalyse vom Typ 1 beispielsweise werden von einem Prüfer an einem Referenzteil oder Normal mehrere Messungen vorgenommen und dann eine Standardabweichung s_g sowie Fähigkeitsindizes Cg und Cgk geschätzt. Bei einem fähigen Messsystem sind diese gleich oder größer als der Richtwert 1,33.

Diese Fähigkeitsindizes und Messsystemanalysen vom Typ 1 kommen selbst nicht im Werk MSA4 vor, es gibt dort aber eine Bias-Analyse. Ziel der Messsystemanalyse vom Typ 1 ist es, die Wiederholbarkeit beziehungsweise die Wiederholbarkeit in Kombination mit der systematischen Messabweichung zu schätzen.

Der VDA5 kennt für Verfahren 1 die Standardunsicherheiten u_EVR (die Wiederholbarkeit, identisch mit s_g), u_BI (aus dem Bias beziehungsweise der systematischen Messabweichung) und ergänzend u_RE (Auflösung) sowie die Kalibrierunsicherheit u_CAL und die Linearitätsabweichung u_LIN. Mit Hilfe der Standardunsicherheiten wird ein sogenannter Eignungsgrenzwert Q_MS des Messsystems berechnet, der unterhalb eines geforderten Eignungsgrenzwertes Q_{MS_max} liegen muss.

Verfahren 2

Bei einer Messsystemanalyse nach Verfahren 2 werden verschiedene Teile von verschiedenen Prüfern gemessen, um Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit bzw. Wiederhol- und Vergleichspräzision zu bewerten. Minitab bietet hier die Werkzeuge Messsystemanalyse (gekreuzt) sowie die im Fall zerstörender Prüfungen in Frage kommende Messsystemanalyse (geschachtelt) an. Bei der Messsystemanalyse (gekreuzt) wird jedes Teil von jedem Prüfer mehrmals gemessen, bei der Messsystemanalyse (geschachtelt) misst jeder Prüfer aus mehreren Chargen von Teilen mehrere Teile, die untereinander als gleich angenommen werden. Bei der Messsystemanalyse nach Verfahren 2 wird versucht, den prozentualen Anteil der Unterschiede zwischen den Teilen (%Teile) und den prozentualen Anteil der Streuung im Messsystem (%R&R) an der Gesamtstreuung der Messdaten zu trennen. Letzterer Anteil sollte möglichst gleich sein. Um die Quellen des Streuungsanteils %R&R aufzudecken, werden der anteilige Wert der Wiederholbarkeit und der Reproduzierbarkeit mit ausgegeben. In der ANOVA-Methode der Messsystemanalyse (gekreuzt) wird außerdem die Wechselwirkung aus Prüfer und Teil untersucht. MSA4 gibt Richtlinien dazu an, bei welchem Anteil %R&R das Messsystem akzeptabel, bedingt akzeptabel oder nicht akzeptabel ist. In der Online-Hilfe von Minitab siehe hierzu: Ist das Messsystem akzeptabel?

VDA5 kennt weitere Standardunsicherheiten, unter anderem u_EVO (Wiederholbarkeit), u_AV (Vergleichbarkeit der Prüfer), u_GV (Vergleichbarkeit der Messstellen), u_STAB (Stabilität beziehungsweise Vergleichbarkeit verschiedener Zeitpunkte sowie eine oder mehrere Wechselwirkungen u_IAi. Aus den Standardunsicherheiten wird ein Eignungsgrenzwert Q_MP des Messprozesses berechnet, der bei einem geeigneten Messprozess einen geforderten Eignungsgrenzwert Q_{MP_max} nicht unterschreitet.

Verfahren 3

Eine Messsystemanalyse nach Verfahren 3 unterscheidet sich von einer Messsystemanalyse nach Verfahren 2 dadurch, dass der Bedienereinfluss als vernachlässigbar angenommen wird. Der Wert der Reproduzierbarkeit beziehungsweise die Standardunsicherheit u_AV fällt hier weg.

Gibt es weitere Einflüsse auf den Messprozess?
Wenn Sie neben Prüfer und Teil weitere Einflussfaktoren auf das Messsystem vermuten, bietet Minitab das Werkzeug Messsystemanalyse (erweitert) zu deren Analyse an.

Wie kann mich die ADDITIVE GmbH beim Implementieren von VDA5-Methoden in Minitab unterstützen?

Für die Nutzung des Makro-Pakets ist ein ADDITIVE Interfacepaket als Dienstleistung zu den Minitab-Lizenzen erforderlich. Zögern Sie nicht, unser Minitab Vertriebs-Team per E-Mail an This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. oder telefonisch unter +49 6172 5905 - 132 zu kontaktieren.