Una planta de autopartes en Querétaro pasó cuatro meses persiguiendo un problema de diámetro en un buje. El Cpk del proceso daba 0.92, el cliente amenazaba con una queja formal y el equipo ya había cambiado de proveedor de acero, ajustado el torno tres veces y capacitado de nuevo a los operadores. El Cpk siguió en 0.9. La propuesta sobre la mesa era comprar un torno nuevo: 3.1 millones de pesos.
Antes de firmar, el gerente de calidad hizo una pregunta que nadie había hecho: ¿cuánto de esa variación es de la pieza y cuánto es del micrómetro y de quien mide? La respuesta tardó dos días en llegar y cambió la decisión.
¿Qué es el MSA (análisis del sistema de medición)?
El MSA, por sus siglas en inglés Measurement System Analysis, es el conjunto de estudios que evalúa si un sistema de medición produce datos confiables para la decisión que se quiere tomar. El sistema de medición no es solo el instrumento: incluye a las personas que miden, el método, el dispositivo de sujeción, el ambiente y la propia pieza.
Todo dato de proceso trae dos variaciones mezcladas: la del proceso y la de la medición. Si la segunda es grande, cualquier carta de control, cálculo de capacidad o prueba de hipótesis trabaja sobre ruido. Por eso el MSA va antes del análisis, no después.
Los componentes del MSA
| Componente | Pregunta que responde | Cómo se evalúa |
|---|---|---|
| Sesgo (exactitud) | ¿El promedio de las mediciones coincide con el valor de referencia? | Medir varias veces un patrón de valor conocido |
| Linealidad | ¿El sesgo cambia a lo largo del rango de medición? | Repetir el estudio de sesgo con patrones de varios tamaños |
| Estabilidad | ¿El sistema mide igual hoy que hace un mes? | Medir el mismo patrón a lo largo del tiempo y graficarlo en una carta de control |
| Repetibilidad | ¿La misma persona, con el mismo instrumento, obtiene el mismo valor? | Estudio Gage R&R |
| Reproducibilidad | ¿Personas distintas obtienen el mismo valor en la misma pieza? | Estudio Gage R&R |
Los tres primeros hablan de dónde se ubica la medición; los dos últimos, de cuánto se dispersa. El estudio más usado en planta es el de repetibilidad y reproducibilidad, que se explica paso a paso en la página de Gage R&R.
Criterios de aceptación
Los criterios más difundidos son los del manual de MSA de la AIAG, usados en la industria automotriz y adoptados por muchas otras:
- %GRR menor a 10%: el sistema de medición es aceptable.
- %GRR entre 10% y 30%: puede ser aceptable, según la importancia de la característica, el costo del instrumento y el riesgo de la decisión.
- %GRR mayor a 30%: el sistema no es aceptable; hay que mejorarlo antes de usar los datos.
- Número de categorías distintas (ndc) de 5 o más: el sistema distingue suficientes niveles de la característica.
El %GRR se puede calcular contra la variación total del estudio o contra la tolerancia, y las dos lecturas responden preguntas diferentes: la primera dice si el sistema sirve para controlar el proceso; la segunda, si sirve para separar piezas buenas de malas.
Lo que mostró el MSA en la planta de Querétaro
—¿Y si el problema no es el torno? —preguntó el gerente.
—El micrómetro está calibrado —respondió el supervisor—. Tiene su certificado vigente.
Calibración dice que el instrumento mide bien un patrón en el laboratorio. No dice nada sobre tres inspectores midiendo un buje recién salido del torno, todavía tibio, cada uno sujetándolo de una forma. El estudio Gage R&R con 10 piezas, 3 inspectores y 3 repeticiones dio un %GRR de 41% de la variación total, casi todo por reproducibilidad: cada inspector apoyaba la pieza en un punto distinto.
El equipo no compró el torno. Diseñó un dispositivo de sujeción, definió el punto de medición y el tiempo de espera para que la pieza se enfriara, y repitió el estudio: el %GRR bajó a 12%. Con la medición confiable, el Cpk recalculado sobre los mismos lotes dio 1.41. El proceso nunca había estado tan mal; la medición sí.
Dónde entra el MSA en un proyecto de mejora
En la metodología DMAIC, el MSA es parte de la fase Medir: antes de levantar la línea base, se verifica que el dato sirve. Sin ese paso, la carta de control marca causas especiales que son de la medición, el estudio de capacidad castiga un proceso sano y un diseño de experimentos no encuentra efectos que existen. Y en la fase Controlar, el sistema de medición entra en el plan de control, con su propia frecuencia de verificación.
Es un tema que el Green Belt trabaja con datos reales de estudio, porque elegir la carta de control correcta o calcular capacidad no tiene sentido si el número de entrada no es confiable.
Un error que se repite
Otra planta hizo su estudio Gage R&R con 10 piezas tomadas del mismo lote, todas casi idénticas. El %GRR contra la variación del estudio salió en 58% y el instrumento se reemplazó. El nuevo dio el mismo resultado. El problema no era el instrumento: las piezas no representaban la variación del proceso, y cualquier sistema parece malo cuando las piezas no varían.
Contenido revisado por el Master Black Belt Marcelo Petenate, estadístico, graduado por la Unicamp, maestría por la USP y especialista en Lean Six Sigma y mejora continua. En esta revisión, el enfoque fue verificar la medición antes de juzgar el proceso.
Antes de cualquier herramienta estadística, la pregunta es si el dato sirve. Ese razonamiento empieza en el White Belt gratuito de la Escuela EDTI.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el MSA?
Es el análisis del sistema de medición (Measurement System Analysis): el conjunto de estudios que evalúa si las mediciones son confiables para la decisión que se quiere tomar, considerando instrumento, personas, método y ambiente.
¿Cuál es la diferencia entre MSA y Gage R&R?
El MSA es el análisis completo del sistema de medición, que incluye sesgo, linealidad, estabilidad, repetibilidad y reproducibilidad. El Gage R&R es uno de sus estudios, el que evalúa repetibilidad y reproducibilidad.
¿Cuál es el %GRR aceptable?
Según el manual de MSA de la AIAG, menos de 10% es aceptable, de 10% a 30% puede ser aceptable según la aplicación y más de 30% no es aceptable.
¿La calibración sustituye al MSA?
No. La calibración verifica el instrumento contra un patrón, en condiciones controladas. El MSA evalúa el sistema completo en condiciones reales de uso, incluyendo a las personas y el método.
¿Cuántas piezas y operadores se usan en un estudio Gage R&R?
Lo más común son 10 piezas, 3 operadores y 2 o 3 repeticiones. Las piezas deben representar la variación real del proceso.
¿Con qué frecuencia hay que hacer el MSA?
Al introducir un instrumento o un método de medición nuevo, cuando cambian las personas o las condiciones y en la frecuencia definida en el plan de control. La estabilidad se acompaña de forma continua con una carta de control.
¿Necesito certificación para hacer un MSA?
No es obligatoria, pero interpretar el estudio y decidir qué hacer con él exige entender la variación. Ese fundamento empieza en el White Belt gratuito de la Escuela EDTI y se profundiza en el Green Belt.