Connaissances dans le domaine de l’analyse des systèmes de mesure (MSA) et de la maîtrise statistique des processus (SPC)

L’étalonnage d’un instrument de mesure consiste à déterminer l’écart entre la valeur mesurée et la valeur de référence sur une plage de mesure définie.
Pour en savoir plus sur le thème de l’étalonnage, consultez notre espace de connaissances dédié:

Centre de connaissances: étalonnage

Pourquoi une analyse des systèmes de mesure (MSA) est-elle nécessaire ? MSA signifie Measurement System Analysis (analyse des systèmes de mesure) et décrit l’analyse d’un processus de mesure à l’aide d’un instrument de mesure.
Contrairement à l’étalonnage, une MSA évalue les composantes de dispersion. Celles-ci peuvent inclure le biais (erreur systématique), la stabilité du système de mesure à un point défini, ainsi que la répétabilité et la reproductibilité.

La réalisation d’une analyse des systèmes de mesure (MSA) constitue une base essentielle pour déterminer l’aptitude d’un instrument de mesure à une tâche de mesure donnée.

Nous vous accompagnons également dans la réalisation d’une MSA et vous conseillons volontiers.

L’aptitude des processus de mesure et d’essai selon le VDA Volume 5 consiste à démontrer une incertitude de mesure suffisamment faible par rapport à la tolérance de la caractéristique contrôlée.Tous les éléments contribuant à l’incertitude de mesure du processus d’essai sont pris en compte.

Une méthode possible pour analyser les contributions potentielles à l’incertitude de mesure est l’utilisation d’un diagramme d’Ishikawa, incluant les dimensions : personne, environnement, système de mesure, objet de mesure et méthode de mesure.

Pour déterminer l’incertitude de mesure, des mesures répétées sur une référence étalonnée (étude de type 1) ainsi que des mesures répétées sur l’objet à contrôler (études de type 2 ou 3) sont souvent réalisées. D’autres méthodes, telles que l’utilisation de connaissances préalables (méthode B), sont également autorisées.

Sur le plan méthodologique, il existe des recoupements avec l’analyse des systèmes de mesure (MSA).

MSA procédure 1 : mesures répétées (n = 30) du système de mesure sur une référence traçable métrologiquement. La répétabilité du système de mesure est déterminée dans des conditions de laboratoire ou dans un environnement de production stable.

MSA procédure 2 : mesures répétées et comparatives du système de mesure sur des pièces de série. La caractéristique du produit est mesurée sur des pièces de série (n = 10), avec le même système de mesure, dans un environnement proche de la production, par plusieurs opérateurs (n = 3), avec répétitions (n = 3).

MSA procédure 3 : cas particulier de la procédure 2, sans influence de l’opérateur. Elle est utilisée pour les systèmes de mesure automatisés, par exemple dans des stations de contrôle en ligne.

Die Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU) ist eine strukturierte Prüfung einer Maschine, ob diese die definierten Grenzwerte der qualitätsrelevanten Merkmale im Herstellungsprozess La MFU est une vérification structurée visant à déterminer si une machine est capable de respecter de manière fiable les limites définies des caractéristiques qualité dans le processus de fabrication. Les influences liées à l’environnement, à l’homme, au matériau et à la méthode sont constantes ou ne présentent pas de dispersion. L’influence de la machine est évaluée à l’aide de mesures répétées sur 50 à 100 pièces.

La capabilité machine est déterminée à l’aide des indices Cm/Cmk et Pm/Pmk. Une MFU permet d’évaluer la capacité d’une machine à fournir des résultats dans des tolérances définies.

Une clé dynamométrique fournit à la fois des données (couple/angle) et une caractéristique produit (résistance).
Selon l’utilisation, un étalonnage, une MSA ou une MFU peut être appliqué.

• Pour le contrôle des assemblages vissés : MSA ou étalonnage requis
• Pour la production des assemblages vissés : MFU appropriée

La SPC est un outil essentiel pour la surveillance et la maîtrise des processus de production.
Elle permet d’identifier et de réduire les variations, de détecter les écarts de processus et de vérifier la capabilité des processus.

La norme ISO 9001 fournit un cadre reconnu au niveau international et s’adresse à toutes les organisations, indépendamment de leur taille ou de leur secteur d’activité, souhaitant mettre en place ou améliorer un système de management de la qualité. Le chapitre 7 de la norme stipule que l’organisation doit s’assurer que les moyens de contrôle mis à disposition sont adaptés aux activités de mesure réalisées. En outre, les équipements de mesure doivent être étalonnés régulièrement par rapport à des étalons traçables, lorsque la traçabilité métrologique constitue une exigence.

La DIN EN ISO 9100 contient des exigences complémentaires relatives aux systèmes de management de la qualité pour les secteurs de l’aéronautique, du spatial et de la défense, ainsi que pour leurs fournisseurs.
En raison de ces exigences sectorielles, basées sur l’ISO 9001, la norme ISO 9100 exige également la démonstration de l’aptitude et de la traçabilité métrologique au moyen d’étalonnages.

Dans le chapitre 8 « Production et prestation de services », plusieurs sections font référence à l’application de la SPC et à la réalisation d’analyses des systèmes de mesure (MSA).
La production doit être réalisée dans des conditions maîtrisées ; des ressources de mesure appropriées doivent être utilisées, les caractéristiques clés surveillées et le processus de production vérifié quant à son aptitude.

La DIN EN ISO 13485 définit les exigences relatives au système de management de la qualité pour les fabricants de dispositifs médicaux, leurs fournisseurs ainsi que l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement.
En raison des exigences sectorielles spécifiques, basées sur l’ISO 9001, la norme ISO 13485 requiert également la preuve de l’aptitude et de la traçabilité métrologique par le biais d’étalonnages.
Tant lors de la validation du développement (chapitre 7.5.3) que lors de la surveillance et de la mesure des processus (chapitre 8.2.5), des méthodes relevant de la SPC sont exigées afin de valider les processus et d’atteindre les résultats planifiés.

La norme IATF 16949, en combinaison avec les exigences spécifiques des clients ainsi que celles des normes ISO 9001 et ISO 9000, définit les exigences applicables aux systèmes de management de la qualité de l’industrie automobile et de l’ensemble de sa chaîne d’approvisionnement.
Le chapitre 7 de la norme précise que, pour tous les systèmes d’essai et de mesure inclus dans le plan de maîtrise de la production, une preuve d’aptitude/capabilité doit être fournie au moyen d’analyses des systèmes de mesure (MSA) ou de preuves d’aptitude selon le VDA Volume 5.
Conformément au chapitre 8, les études de capabilité des machines et des processus (MFU/PFU) doivent faire partie des résultats du développement des processus de production.
En outre, le chapitre 9 exige la vérification de la capabilité des processus pour tous les nouveaux processus de production.

La directive VDI 2600 – Feuille 1 s’adresse aux entreprises impliquées dans l’essai et l’évaluation des systèmes de mesure.
Elle fournit des recommandations pratiques pour l’analyse des systèmes de mesure et les preuves d’aptitude, et aide à les sécuriser de manière adaptée au risque.

La norme ISO/DIS 22514-7 s’adresse aux entreprises impliquées dans l’analyse et l’évaluation des systèmes de mesure et de leur influence sur la capabilité des processus.
Elle offre un cadre international pour les compétences en méthodes statistiques visant à garantir des processus stables et capables. La norme se concentre principalement sur des processus de mesure simples et unidimensionnels, tels que la mesure de longueurs.

La DIN EN ISO 14235-1 traite de la vérification des spécifications géométriques des produits (GPS) et définit les règles relatives à la décision de contrôle « conformité » ou « non-conformité » d’une caractéristique produit par rapport à des tolérances spécifiées.
Le document s’applique également aux valeurs de mesure très proches des limites de spécification, en tenant compte de l’incertitude de mesure.
Compte tenu de la recommandation d’intégrer l’incertitude de mesure estimée dans l’évaluation de la conformité, il est recommandé de réaliser une analyse des systèmes de mesure afin de déterminer les composantes d’incertitude de la mesure.

La norme EN ISO 10012 définit les exigences et fournit des lignes directrices pour les entreprises souhaitant mettre en place un système de management de la mesure afin de garantir le respect des exigences métrologiques.
Conformément au chapitre 7.1, les moyens de contrôle utilisés doivent être confirmés métrologiquement par étalonnage.
La conception des processus de mesure décrite au chapitre 7.2 comprend l’identification des éléments de processus pertinents (opérateur, équipement, conditions environnementales, facteurs d’influence, procédures d’application) pour chaque processus de mesure.
Les méthodes appropriées à cet effet sont les analyses des systèmes de mesure ou la preuve d’aptitude selon le VDA Volume 5.