Validación de Sistema de medición con prueba destructiva.

El análisis de un sistema de medición R&R es una validación o no validación de una asunción de que la combinación de instrumento, evaluador o usuario del instrumento y método no introduce variaciones significativas adicionales a la recolección de datos para toma de decisiones. Es un estudio intermediario entre un plan de medición y la medición actual de los datos. Es fundamental para el éxito de los análisis posterior a la medición. A qué le sirve a un corredor medir su ritmo cardiaco con la mano en el pecho y contando sesenta segundos. El método es incorrecto y el instrumento (mental) de medición de tiempo es inadecuado.

El tipo de validación del sistema de medición depende de si las muestras seleccionadas para la medición pueden ser re-usables o no. Es decir si la medición implica una prueba destructiva o no. Se puede medir el largo de un mismo pantalón cuántas veces sea necesario pero solamente de puede medir la fuerza mínimo para la ruptura de la tela de una mismo pantalón una sola vez, ya que la prueba destruye el pantalón. Esto implica dos métodos de validación

1- cruzado (crossed) cuando la muestra es re-usable
2- encajado (nested) cuando la muestra no es re-usable porque la prueba es destructiva.

La imagen siguiente tomada de Minitab permite visualizar bien la diferencia entre ambos sistemas.



El método crossed consiste en que cada evaluador pruebe las mismas partes dos o tres veces dependiendo si están realizado el estudio largo o corto, mientras que el método nested supone que cada evaluador pruebe su conjunto de muestras únicas una sola vez dentro . Existen muchas literaturas sobre crossed R&R, dado que es más común. Hablemos entonces sobre nested R&R.

Mediciones como pruebas de impactos a vehículos, prueba de presión de explosión, fuerza mínima de ruptura, torque máximo antes de correr un tornillo, análisis químicos con catalizadores, etc. requieren muestras distintas cada vez. Y la validación apropiada del sistema de medición por lo general se hace a través del método encajado o nested. Pero como lo dijimos "por lo general" lo que implica que podría existir condiciones en que no sea necesario el uso de muestras distintas y método nested para el estudio. Cuales son estas condiciones?


Suponemos que un estudio de R&R se está haciendo con 3 operadores donde cada operador mide cada muestra 3 veces. Esto requiere 9 mediciones por muestra si fuera no destructiva. Suponemos ahora que para la prueba que verdaderamente es destructiva se puede obtener por lo menos 9 muestras que son suficientemente similares para ser consideradas como una misma muestra.  Aunque las 9 muestras no son verdaderamente la misma muestra, siempre y cuando cumplen con el supuesto de que son suficientemente similares para ser consideradas la misma,  se puede realizar el estudio con el método cruzado (crossed) como si fuera una prueba no destructiva. Es decir que antes de iniciar la validación del sistema de medición con un método nested, siempre es bueno verificar si se podrá conseguir un número de especímenes igual a la cantidad que requiere el mismo método nested propuesto y que sean suficientemente similares para considerarlos como un solo, porque así no tendrá que aplicar el método nested y destruir estos especímenes o muestras,maya que podrá realizar el estudio como si fuera crossed.

Esta condición se conoce como homogeneidad de las muestras es es crítica para la sustitución  válida del método nested por el crossed y la reducción de costo de la prueba.

Lo que se debe claramente definir es cuando dos muestras son suficientemente similares para ser con consideradas igual o una misma muestra, es decir la homogeneidad. Lo siguiente ilustrará a modo de ejemplo la condición de homogeneidad. En la industria textil se usa conos de hilo, por ejemplo hilaza para fabricación de telas de algodón. Se hace varias pruebas a la hilaza pero dos de ella es la torsión y la fuerza de ruptura en donde los equipos del sistema de medición requieren R&R. En este caso no es necesario usar  conos diferentes, puesto que son pedazos de unos 12 a 15 pulgadas de largo que se usa en cada prueba, y se usa de un solo cono pues el cono es homogéneo y por ende se puede usar el método crossed al vez del nested. No es una inspección por muestreo orientada a aceptar una cosecha de hilazas donde si hace sentido el uso de distintos conos.

En conclusión se puede reducir los costos de un GRR que requiere pruebas destructivas si podemos garantizar la homogeneidad de las muestras acorde al número de especímenes de muestras necesarias para la prueba destructiva teórica.