viernes, 16 de mayo de 2008

La importancia de la Incertidumbre de Medición

No es novedad para nadie que el requisito con relación a la incertidumbre, anteriormente incluida en el ISO 9001:1994, “afortunadamente” ya no se encuentra en el ISO 9001:2000 y tampoco en las propuestas de revisión del ISO 9001:2008. ¿Será esto bueno?

Es cierto que el desconocimiento del requisito había llevado a muchas Organizaciones a “sufrir” en la determinación de la incertidumbre de medición de sus equipos de medición e incluso, para aquellas que lo determinaban, no existía un “uso conocido para el valor encontrado”. Por otro lado es igualmente cierto que muchos auditores, por igual desconocimiento del significado del concepto de incertidumbre y su uso o pasaban este requisito como “desconocido y menor” o “ya disponían de formatos de no conformidad previamente documentadas”.

¿Qué es la incertidumbre de medición?

La incertidumbre es un parámetro, asociado con el resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que pueden ser fundamentalmente atribuidos a lo que se mide.

El concepto es sencillo. En el Universo no existen mediciones “100% exactas”. Todo proceso varia, incluso el proceso de medición. Existe una variación inherente al proceso, pero esta variación ocurre dentro de un límite predecible. Como nos explicó Shewhart, estas variaciones ocurren por causas “comunes” y causas “especiales”. Las variaciones en el proceso de medición, derivados de la incertidumbre, están dentro de lo que podemos llamar de variaciones por causas “comunes”. Se realizamos 10 veces la medición de una determinada pieza, utilizando un equipo de medición con la suficiente sensibilidad para “percibir” las variaciones en el proceso de medición, podremos encontrar 10 valores diferentes (“parecidos”, “cercanos”, pero diferentes); ¿Cuál entonces es el “valor correcto”?

En “un proceso de medición”, lo que se busca es el resultado de la medición (el valor), normalmente dicho resultado parte de una medición o de un conjunto de repeticiones de medición, donde el valor es determinado por la media del grupo de valores. Al resultado de una medición se debe corregir de los errores (sistemáticos) conocidos y a este valor se asocia un intervalo, en el cual, dentro de un nivel de confianza estimado, debe estar contenido el “valor verdadero”. La diferencia entre el limite superior e inferior de este intervalo se denomina incertidumbre de medición. Por lo tanto la incertidumbre es este: “….Te garantizo que el valor esta dentro de más o menos xxxxxx…..”

Como en un proceso, el resultado de una medición es afectado por los componentes del “sistema de medición”:


  1. Equipos/Instrumentos/Patrones

  2. Ambiente

  3. Procedimientos/Métodos

  4. Operadores/Inspectores

En el ISO 9001:2000, en su cláusula 7.6 se establece: “…La Organización debe establecer procesos para asegurarse de que el seguimiento y medición pueden realizarse y se realizan de una manera coherente con los requisitos de seguimiento y medición…”; ¿Qué significa esto?
Que los equipos de medición sean capaces de medir lo que se requiere. Que dispongan de las “características metrológicas” adecuadas para proporcionar “valores confiables” sobre las mediciones realizadas. Dentro de estas características metrológicas, podemos incluir la incertidumbre (por lo tanto “no se eliminó por completo el concepto” e incluso podríamos hablar de otros).

¿Para que sirve?

Recordemos que muchos, sino todos, de los controles realizados sobre los productos (inspecciones y pruebas), son realizados con la utilización de equipos de medición, de igual manera, muchos de los controles sobre los procesos de realización del producto, en particular aquellos llamados “procesos especiales” (ISO 9001:2000, cláusula 7.5.2).

Por esto mismo es fundamental contar con el uso de equipos confiables (equipos que puedan proporcionar resultados confiables).

Consideremos la siguiente situación:

La especificación del producto (proporcionada por el cliente o por el área de ingeniería / diseño y desarrollo de la Organización) es 10,000 mm +/- 0,010 mm. ¿Qué equipo de medición debo utilizar?

Vamos considerar algunas opciones. Naturalmente debemos considerar un equipo de medición “que sea capaz de percibir las variaciones del proceso” y determinar si el producto esta dentro o fuera de especificación. En este percibir y proporcionar un valor confiable, la incertidumbre de medición juega un papel central (no solamente la incertidumbre de calibración del equipo, pero la incertidumbre “global” de medición de la pieza, que incluye la incertidumbre del equipo).

Consideremos que la incertidumbre de la medición es +/- 0.005 mm, no “parece” mucho, pero vamos hacer un pequeño ejercicio. Si la incertidumbre es un rango alrededor del valor medido entonces los valores medidos:

a) Pieza # 1: 10,005 mm, podría estar entre 10,000 y 10,010 mm
b) Pieza # 10:10,010 mm, podría estar entre 10,005 y 10,015 mm
c) Pieza # 20: 9,995 mm, podría estar entre 9,990 y 10,000 mm
d) Pieza # 30: 9,990 mm, podría estar entre 9,985 y 9,995 mm
e) Pieza # 40:10,015 mm, podría estar entre 10,010 y 10,020 mm

En este ejercicio podemos observar que en dos muestreos los valores “reales” podrían estar fuera de especificación, sin embargo, las piezas (lotes) fueran aprobadas (casos b y d) y en el caso e), la pieza (lote) fue rechazada, sin embargo, podría estar dentro de especificación.

Con este ejemplo queda claro que la incertidumbre de medición, funciona en el proceso como “un reductor de los límites de especificación” y por esto mismo “complica” el control del proceso, cuanto mayor la incertidumbre, más complicado. El responsable del proceso en este caso debería, paa efectos de control, considerar que el proceso debe trabajar en 10,000 mm +/- 0,005 mm. Lo ideal es trabajar con una incertidumbre de medición de 1:10, o sea que la incertidumbre sea 10 veces menor que la especificación, obviamente esto tiene un elevado costo, por l que 1:4 es una buena opción (mínima para no complicar el proceso).

Otro aspecto relevante de la incertidumbre está relacionada con las reclamaciones o devoluciones de partes/piezas por el cliente, porque estas están fuera de especificación. Como vimos en el ejemplo anterior, la empresa pudo haber liberado productos fuera de especificación a sus clientes, pero de igual manera, el cliente puede estar utilizando un “proceso de medición” con una “elevada” incertidumbre y esto puede afectar la toma de decisión.

Para esto podemos utilizar el Teorema de Compatibilidad de Resultados de Medición. El objetivo es definir un criterio para determinar si dos resultados son compatibles y permitir determinar si dos o más resultados contienen la misma información con respecto a lo que se mide.

La condición necesaria y suficiente para que uno o más resultados de una medición sean compatibles o pertenezcan al mismo grupo es que la intersección con los resultados de menor incertidumbre (considerado laboratorio/medición de referencia), sea al menos igual a la mitad (50%) de la incertidumbre del laboratorio de referencia.

En este ejemplo, lo valores de referencia, A y B son compatible, pero no el C, ya que este ultimo tiene una intersección menor del 50% con la incertidumbre de la medición de referencia.