|
1. 관리도란
1.1 관리도란?
관리도는 공정의 상태를 나타내는 특성값에 관해서 그려진 그래프로서 공정을 관리상태(안정상태)로 유지하기 위하여 사용된다. 또한 관리도는 제조공정이 잘 관리된 상태에 있는가를 조사하기 위해서도 사용되어 진다.
제조의 목표가 되는 품질을 정하고 제조공정을 표준화하여도 제조된 제품의 품질에는 반드시 산포가 생기게 마련이다. 이와 같이 산포를 발생시키는 원인은 여러 가지로 생각할 수 있으나, 다음과 같이 정리할 수 있다.
① 원재료/설비 등에 관해서 표준을 정해 놓았지만 표준에서 정한 허용 범위 안에서
변동이 생기기 때문에
② 작업표준을 지켰지만 그 허용 범위 안에서 조건이 변하기 때문에
③ 작업표준대로 작업을 실시하지 않았기 때문에
④ 작업표준 등의 표준화가 불비하여 품질변동의 원인을 억제할 수 없었기 때문에
⑤ 측정/시험 등의 오차 때문에
이상과 같은 변동의 원인은 기술적으로 확인할 수 있는 것도 있으나 확인이 불가능한 것도 있다. 이와 같은 원인은 그것이 확인이 되든 안 되든 두 종류로 분류할 수 있다.
① 우연원인
공정에서 언제나 일어나고 있는 정도의 어쩔 수 없는 변동(산포)로서 피할 수 없는
원인이라고도 한다.
② 이상원인
결코 놓쳐서는 안 될 어떤 이상원인에 의한 산포로서 피할 수 있는 원인이라고도 한다.
이상의 두 가지 원인에 의하여 공정에서 생산되는 제품에는 항상 산포가 생기지만 이상원인을 제거하고 우연원인에 의한 산포만을 가지는 공정상태를 관리상태(안정상태)라고 한다. 보아 넘기기 어려운 원인에 의한 산포를 가지는 공정상태를 이상상태라고 한다.
관리도란 이상에서 언급한 공정이 안정상태에 있는지 이상상태에 있는지 판단할 수 있도록 통계적 방법에 의하여 관리한계선을 구하고 이선을 이용하여 공정의 관리상태를 판단하는데 사용하는 기법이다.
관리도에는 중심선(CL:Center Line)을 사이에 두고 관리상한선(UCL:Upper Control Limit)과 관리하한선(LCL:Lower Control Limit)이 있다.
1.2. 관리도에 의한 공정의 안정화
1) 판정의 원칙
① 관리한계선을 벗어나는 점이 발생하였을 때에는 그 시점의 공정에서 보아 넘기기 어려운 원인에 의한 이상이 일어나고 있다고 판단하여, 그 원인을 제거할 수 있는 조처를 취한다.
② 관리한계선 안쪽에 점이 있을경우에는 개개의 자료가 얻어진 시점에서는 다른 점들과 특히 달라진 이상원인이 있다고 생각되지 않으므로 원인을 찾거나 조처를 취하지 않는 것을 원칙으로 한다.
2)재발방지
① 이상원인에 대해서 조치를 취하면 그러한 원인에 의한 공정의 불안정은 해소되어 공정은 안정상태에 가까워진다. 그러나 이러한 이상원인이 미래에 다시 발생하지 않는다는 보장이 없다. 정작 중요한 것은 재발방지를 위한 예방조치이다.
더욱 안정된 공정을 확보하기 위해서는 필수사항일 것이다.
3)공정상태 판단시 유의점
실제공정은 안정되어 있음에도 관리도를 통한 공정이 판정상태는 이상상태일 수 있고, 실제공정은 이상상태인데 안정상태로 판정할 수 있다.
이는 관리도가 공정의 상태를 나타내는 도표가 아니고, 단지 그 공정에서 생산된 제품의 특성값에 대한 도표이기 때문이다.
이러한 오류를 최대한 줄이는 방법은 목적에 맞는 기법을 많이 사용해보는 것이라 생각된다.
이상에서 언급한 바와 같이 관리도에서는 공정이 안정되어 있더라도 불량품이 나올 수 있다. 이는 관리도가 품질검사처럼 규격에 합격했는가의 여부를 따지는 것이 아니기 때문이다.
1.3.관리도의 종류 및 선택방법
1.4. 관리항목의 선정
다음사항을 참조하여 관리항목을 선정한다.
① 사용자가 요구하는 품질이 그 제품의 어떤 품질특성인가를 파악하여 그 품질특성
과 중요한 관계가 있는 것을 선정한다.
② 공정특성상 다음 공정의 요구를 반영하여 원료 또는 반제품의 품질특성도 관리
항목으로 선정할 수 있다.
③ 조립제품의 경우 조립 전 각 부품의 품질특성에 대하여 관리항목으로 선정하여
관리한다.
④ 제품에 따라 관리항목을 1개이상 선정해야 할 경우도 있다.
⑤ 관리항목은 되도록 측정하기 쉽과 조사하기 쉬운 것을 선정하는 것이 좋다.
⑥ 원인을 추구하여 조치를 취할 수 있는 항목이어야 한다.
⑦ 품질특성을 직접 측정하기 어려운 경우 그 품질특성과 밀접한 관계가 있는 품질
특성, 제조조건을 선정한다.
2. 계수형 관리도
2.1.pn관리도
pn관리도는 공정을 불량개수 pn에 의거하여 관리하고자 할 경우에 사용한다. 이 관리도는 불량개수 이외에도 양품의 개수, 2등급품의 개수 등과 같이 개수에 관한 것이면 언제든지 사용할 수 있다.
[순서 1] 데이터의 수집
공정의 불량률을 예측하여 시료 중에 불량개수가 대략 1∼5개 포함될 수 있는 크기 n의 시료를 약 20∼50군 채취하여 불량품의 수를 측정한다.
이때 n의 크기는 일정하여야 한다. 시료군의 크기 n을 정하는 방법은 다음과 같다.
- 공정의 불량률을 p로 예측하였을 때 n= 1/p ∼ 5/p -
[순서 2] 관리도 용지에 기입
세로축에 불량개수 눈금을 가로축에 시료군의 번호를 매겨 불량개수를 표시하는 점을 찍는다.
[순서 3] 관리선의 계산
위의 식에 따라 계산했을 때 어떤 경우에는 LCL의 값이 음수가 되는데 이 때에는 LCL의 값은 고려치 않아도 좋다.
[순서 4] 관리선의 기입
위에서 구한 관리선을 기입한다.
[순서 5] 관리상태의 판단
관리상태의 판단은 계량형의 경우와 같다.
-pn관리도-
2.2. p 관리도
p관리도는 공정을 불량률(p)에 의거하여 관리할 경우에 사용한다. p관리도는 시료군의 크기가 반드시 일치할 필요가 없다. 따라서 시료군의 크기가 다를 때 n에 따라 관리한계의 폭이 변한다.
여기서 시료의 크기가 다르면 각각의 시료크기 n에 대하여 UCL, LCL을 계산해야 한다. LCL은 계산 결과 음수가 나올 수 있으며 이 때에는 관리 하한선은 생각하지 않는다.
-p관리도-
2.3. C관리도
C관리도는 관리하는 항목으로서 어느 일정 단위 중에 나타나는 결점 수(c)를 취급할 때 사용한다. 예를 들면 라디오 한 대중에 납땜 불량 개수 등이 이에 해당된다. 물품 한 개 중에 결점 수가 적을 경우에는 일정 개수 증의 결점수를 사용해도 좋다.
2.4. u 관리도
관리하는 항목이 직물의 얼룩과 같은 검사하는 시료의 면적이나 길이 등이 일정하지 않은 경우에 사용된다.
[u의 계산]
예를 들어 15m2 의 직물을 검사하여 4점의 얼룩이 발견되었다면 20m2 당 결점수 u는 다음과 같다.
n = 15/20 = 0.75 u = c/n = 4/0.75 = 5.33
다른 관리도와 마찬가지로 LCL의 값이 음으로 나올 경우 관리하한은 생각하지 않는다.
@ 수정한 데이터에 의한 관리도 @
관리도에 사용할 데이터가 무엇인가 특별한 원인의 영향을 받아 변동하고 있을 경우, 그 원인 이외의 이상원인을 찾아 관리하고자 할 때에는 이미 알고 있는 원인에 대하여 수정한 데이터로서 관리도를 작성한다.
일반적으로 관리할 수 없거나, 관리할 책임이 없는 원인에 의거 변동이 생기고 있을 때(예를 들면, 원료는 공급된 그대로 사용하지 않으면 안 될 경우 원료로 인한 영향은 제쳐 놓고 그 밖의 원인을 관리하려 할 때)에는 수정하는 것이 좋으나, 수정했다고 해서 실제의 품질이 좋아진다는 것은 아님을 잊지 말아야 한다.
1)층간의 평균값 차의 수정
층이란 어떤 공통 요인에 영향을 받고 있다고 생각되는 것의 모임을 뜻한다. 여러개의 층으로부터 얻은 데이터를 하나의 관리도에 기입하고자 할 경우, 층간의 차이 이외의 이상을 찾고자 할 때에는 층간 평균값의 차로써 데이터를 수정시킨다.
다음의 관리도에서 보는바와 같이 수정 전·후의 관리도의 차이에서 A,B,C의 층간의 차이 이외의 이상을 잡을 수 있다.
[TIP] 관리도를 그릴 때
지금의 공정이 규격을 만족하는 상태인가, 즉 공정의 품질 능력이 충분한가.
공정의 평균과 산포가 좋은가.
선별이나 수리 등, 제품에 대한 조처가 필요한가.
등을 판단하기 위하여 규격한계를 기입하는 경우가 종종 있다. 이때 x관리도의 경우에는 규격한계를 기입하여도 좋으나 x tilde / x bar관리도의 경우는 규격 한계를 기입해서는 안 된다. 왜냐하면 평균값이나 중앙값 등이 규격 한계 내에 속하더라도 개개의 모든 측정값이 그 규격 한계 내에 속한다고는 말할 수 없기 때문이다.
또한 규격 한계에 의한 조처는 공정의 관리상태 여부를 판단하기 위하여 사용되는 관리 한계에 의한 조처와는 엄격히 구별되어야 함을 아울러 밝혀 둔다.
3. 계량형 관리도
계량형이든 계수형이든 관리도를 작성하는 것은 그다지 어렵지 않다. 방법도 간단하려니와 요즈음은 각종 통계패키지 프로그램이 일반화 되어있다보니 예전처럼 작성에 따른 어려움은 크게 없으리라 생각된다.
따라서 작성보다는 작성된 관리도를 보고 분석/해석하는 능력과 이에 따른 조치사항으로 연결하는 것이 더욱 중요하며 노력을 기울여야 할 부분이다. 이를 위해서는 관리도의 원리의 충분한 이해와 풍부한 실습만이 그 해답이라고 생각한다.
3.1. x bar -R관리도
[순서 1] 데이터 수집
크기(n)4 - 5 정도의 시료를 약 25 - 25군(k) 채취하여 측정한다. 군내는 되도록 이질적인 데이터가 포함되는 것을 피한다. 얻어진 데이터를 자료표에 기입하며 이때 품명, 채취방법, 측정방법 등 이상상태의 원인규명에 필요하다고 생각되는 사항을 기록해 둔다.
① 데이터는 많을수록 좋치만 공정의 최근상태를 나타낼 수 있는것이라야 한다.
② 군 구분시 특별한 기술적 근거가 없으면 데이터가 얻어진 순서대로 군을 구분한다.
③ 군의 크기가 6이상이면 관리도의 효율이 떨어진다.
[순서 2]x bar의 계산
각 시료군마다 를 계산한다.(계산하는 방법은 품질관리개론을 참조하기 바란다.)
[순서 3] R의 계산
각 시료군마다 R(x의 최대값 - x의 최소값)을 계산한다.
[순서 4] 관리도 용지에 점을 기입한다.
관리도 용지에 순서 2와 순서 3에서 구한 x bar와 R의 값을 표시하는 점을 기입한다.
[순서 5] 관리선의 계산
※ n이 6 이하인 경우에는 R관리도의 LCL은 0 이하의 값을 가지므로 고려하지 않아도 된다.
[순서 6] 관리선의 기입
순서 5에서 구한 각각의 관리선을 기입한다.
[순서 7] 관리상태의 판단
기입한 점이 모두 관리 한계선 안에 있으면 그 데이터를 채취한 공정은 안정상태에 있다고 판정하고 관리한계선 밖으로 벗어난 점이 있으면 문제가 되는 원인이 있다고 판정하고 그 원인을 조사한다.
TIP : 데이터 수가 적을 때에는 정도(精度)가 떨어진다. 따라서 이 때에는 공정의 상태에 대한 올바른 판단을 내기란 어렵다. 그러므로 데이터를 다시 추가할 수 있을 때에는 추가된 데이터를 포함하여 전체 데이터로부터 관리선을 계산한 다음, 관리상태를 조사하는 것이 좋다. 데이터의 수가 적다는 것은 대략 시료군의 수가 10이하일 경우를 말한다.
3.2. x 관리도
1) 합리적인 군으로 나눌수 있는 경우
군 구분을 하여 x bar-R관리도를 사용할 수 있는 경우로, 보아 넘기기 어려운 원인을 재빨리 발견하여 제거하고자 하는 경우에 x관리도를 사용한다. 이경우에는 x bar-R관리도와 같이 사용하는데 이를 x-x bar-R관리도라고 부른다.
2) 합리적인 군으로 나눌 수 없는 경우
① 1로트 또는 1배치(batch)로부터 1개의 측정값밖에 얻을 수 없는 경우
② 측정값을 얻는데 시간이나 경비가 많이 들어 정해진 공정으로부터 현실적으로
1개의 측정값밖에 얻을 수 없는 경우
이 경우에는 x관리도와 병행하여 RS(인접한 두측정값의 차) 관리도를 같이 사용한다.
4. 관리도 보는법
4.1. 칩 실험
바둑돌 모양을로 된 원판형의 나무토막 또는 플라스틱 토막에 미리 측정값을 기입하여 주머니 속에 넣고 이를 작 섞은 후에 한 개씩 뽑아 내어 측정값을 읽음으로써 실제의 공정에서 데이터를 수집하는 것에 대신하는 것이다.
다음의 구성표에 따라 평균값은 다르지만 산포가 같은 경우, 산포는 다르지만 평균값이 같은 경우 등 공정이 변함에 따라 관리도의 변화를 보기 위해서 사용되어 진다.
이와 같은 실험은 주로 다음과 같이 주로 교육적인 측면에서 많이 활용되면 관리도의 원리와 활용방법을 익히는데 유용하다.
① 관리도 작성의 연습
② 완전한 관리 상태에서의 점의 배치가 어떤가를 이해시킴
③ 공정의 변활르 만들어 내어 관리도의 역할을 이해시킴
④ 관리도의 기능이나 검츨력을 실험적으로 조사함
4.2. 비드(Bead)실험
칩실험이 계량형 관리도와 함께 사용되는데 반하여 비드실험은 계수형 관리도와 항께 사용된다.
비드 실험이란 색이 다른 다수의 작은 구슬을 상자속에 넣어 두고 상자 속에서 크기 n의 구슬을 뽑아 어떤 특정 색의 구슬 수를 헤아림으로써 실제의 공정에서 불량품 수를 헤아리는 것에 대신하는 것이다. 이 때, 어떤 특정색의 구슬이 불량품에 해당된다.
일반적으로 다음과 같은 비드의 구성을 많이 사용하며 특정색을 바꾸어 가며 지정함에 따라 불량률을 변화시킬 수 있다.
예를 들어, 불량률이 5%인 공정을 재현하려면 적색의 구슬을 불량품으로 정하면 될 것이다. 또한 불량률이 15%인 공정에 대해서는 적색과 황색의 구슬을 불량품으로 정하면 될 것이다.
칩 실험에서와 마찬가지로, 비드 실험에서도 유한개의 구슬을 복원 추출함으로써 무한 모집단에서 데이터를 채취하는 것과 같은 결과를 얻는다.
실제실험을 해보면 공정불량률이 높아질수록 점이 전체적으로 위로 상승함에 따라 관리 한계선을 벗어나는 점이 늘어남을 알 수 있다. 또한 불량률이 높아짐에 따라 점의 산포도 커지게 됨을 알 수 있다.
4.3. 관리상태의 판정
1) 관리상태의 판정 기준
일반적으로 다음과 같은 판정기준으로 관리상태를 판정한다.
① 점이 관리 한계선을 벗어나지 않는다.
② 점의 배열에 아무런 습성(규칙)이 없다.
관리상태에 있는 공정에서는 우연원인에 의한 산포만이 존재한다. 이러한 우연변동은 일정한 분포를 가지며 시간이 지남에 따라 변하지 않는다.
반면에, 공정이 관리상태가 아닐 경우에는 우연 변동 외에 이상변동이 존재하여 관리 특성값의 분포가 시간의 변화에 따라 변화한다.
또한 공정이 관리상태에 있더라도 우연변동에 의하여 관리한계선을 벗어나는 점이 생길수가 있다. 다만, 이상상태의 공정에 비하여 그 가능성이 작을 뿐이다.
한국산업규격 KS A 3201(관리도법)에는 다음과 같은 경우에 공정관리 상태에 있다고 판단할 수 있다고 하였다.
① 연속 25점 모두가 관리 한계 안에 있을 때
② 연속 35점 중 관리 한계를 벗어나는 점이 1점 이내일 때
③ 연속 100점 중 관리 한계를 벗어나는 점이 2점 이내일 때
위의 기준에서 ②와 ③은 관리한계를 벗어나는 점이 있어도 좋다는 뜻은 아니다. 이는 단지 많은 점 중에서 한두 개의 점이 한계를 벗어나므로 큰 이상은 없다고 보는 것이다. 따라서 관리 한계를 벗어나는 점이 발생하면 그 원인을 조사하여 반드시 조치를 취해 주어야 한다.
2) 점의 배열습성
① 런(run)
런이란 중심선의 한쪽으로 연속해서 나타난 점의 군을 일컫는다. 엄격히 말하면 런은 중앙값 선을 기준하여 한쪽에 연속된 점의 군을 말한다.
런의 길이란 중심선의 한쪽에 연속되는 점의 수를 말한다. 그리고 런의 수는 하나의 관리도상에 나타난 런의 개수를 일컫는다.
위의 그래프에서 런의 수는 모두 13개이고 가장 긴 런의 길이는 4이다.
일반적으로 런의 길이가 7이상인 런이 나타나면 이상이라고 판단하고 그원인을 추적해 보아야 할 것이며, 5-6점인 런이 나타나도 공정을 주의하여 살피는 것이 필요하다.
② 경향
경향이란 점이 점점 올라가거나 또는 내려가는 상태를 말한다. 경향이 나타날 때에는 결국 관리 한계선을 벗어나는 점이 생겨나기 때문에 미리 조처를 취하는 것이 바람직하다. 또한 그 원인을 알지만 제거하기 어렵거나 해당공정의 책임범위가 아닐경우는 경향선을 구하여 관리한계를 수정하거나 경향부분을 제외한 다음 관리도를 작성하면 관리책임 범위 안에서 관리도를 작성할 수 있다.
③ 주기
점이 주기적으로 상하로 변동하는 경우에 주기성이 있다고 한다. 일반적으로 주기성 변동의 해석에는 시계열 분석법이 사용된다. 그러나 관리도에서는 주기의 크기, 즉 진폭을 대강 눈 짐작으로 판단하는 것으로도 충분하다. 이 때 불규칙한 작은 주기는 무시해도 좋다. 주기적인 변동은 군을 구분하는 방법, 시료를 채취하는 방법, 데이터를 얻는 방법 등에 따라 나타날 수 있다. 따라서 주기성이 나타나면 이러한 방법등을 재검토해 보아야 한다.
④ 중심선 한쪽에 많은 점이 나타날 때
중심선의 한쪽으로 많은 점이 나타날 때에도 공정이 관리상태에 있지 않다고 판단한다. 일반적으로 다음과 같은 경우에 이상이 있다고 판단하여 조치를 취한다.
# 중심선 한쪽으로 7점 이상이 계속될 때
# 연속된 11점 중 10점 이상이 같은 쪽에 있을 때
# 연속된 14점 중 12점 이상이 같은 쪽에 있을 때
# 연속된 17점 중 14점 이상이 같은 쪽에 있을 때
# 연속된 20점 중 16점 이상이 같은 쪽에 있을 때
⑤ 점이 관리한계선에 접근해서 나타날 때
관리상태의 분포를 보면, 점이 관리 한계선 가까이 나타날 확률은 매우 낮다. 따라서 점이 관리 한계선 근처에 잇따라 여러개 나타날 수 있는 가능성은 더욱 희박하므로 다음과 같은 경우에는 무언가 이상이 생겼다는 이야기다.
# 연속된 3점 중 2점 이상
# 연속된 7점 중 3점 이상
# 연속된 10점 중 4점 이상
여기서 관리한계에 접근해 있다고 판정하는 것은 중심선으로부터 관리한계의 2/3선 밖으로 벗어남을 뜻한다.
일반적으로 관리도에서 점이 중심선의 한쪽으로 관리한계에 접근해 나타날 경우에는 공정의 평균값이 변하였음을 나타낸다. 반면에 중심선의 상하로 관리한계에 접근해 있을 경우에는 의 산포가 커졌음을 의미한다.
또한 대개의 경우 관리도에서 점이 중심선의 상하로 관리한계에 접근해 있을 때네는 R관리도의 점은 중심선의 위쪽으로 많이 나타난다. 이 경우에는 의 산포뿐 아니라 군내의 산포도 커졌음을 의미한다. 만약 만 상하로 관리한계에 접근해 있고 R관리도에는 아무 이상이 없다면 이는 군간의 변동이 심함을 뜻한다.
이 밖에도 관리도를 작성할 때 군을 구분하는 벙법이 잘못되었을 경우 다음과 같은 상태가 나타난다.
# 중심선 가까이 점들이 모두 모여 있다.
# 관리 한계선을 벗어나는 점이 반 이상이다.
이럴 경우에는 군 구분하는 방법을 바꾸어 주어야 한다.
5. 공정해석 / 공정관리
5.1. 공정해석
1) 공정해석의 기본개념
다음의 그림과 같은 공정에서 제품 A, B를 생산하고 있다고 가정할 때 제품 A, B를 채취하여 히스토그램을 그려보니 다음과 같았다.
이상에서 보는 바와 같이 제품의 품질에서 두 공정간의 차가 있음을 알 수 있다. 만인 이러한 차이가 재료의 차이 때문이라면 공급처의 조치가 강구되어야 할 것이며 기계성능의 차이 때문이라면 기계에 대한 조치가 필요할 것이다.
공정해석이란 이와 같이 요인과 품질특성의 관계를 명확히 파악하는 것이다. 공정해석을 통하여 요인과 품질특성 간의 관계를 파악하였으면, 제품의 품질특성이 소기의 목적을 달성하도록 각 요인의 조건을 표준화 하고 공정에 이상이 발견되었을 때 그 표준에 따라 적절한 조치를 취하게 된다. 이와 같은 활동을 공정관리라 하며 공정해석은 공정관리를 위한 준비단계가 된다.
2) 공정해석의 순서
[교호(상호)작용의 예] 반응온도가 증가함에 따라 촉매 A는 높은 인장강도를 주지만, 촉매 B는 낮은 인장강도를 주는 경우. 이 때, 제품의 인장 강도에 영향을 주는 두 요인, 촉매와 반응온도 사이에는 교호작용이 존재한다.
[교락(혼동)작용의 예] 재료의 질이나 기계의 성능이 품질특성에 많은 영향을 미침에도 불구하고 양질의 재료는 성능이 나쁜 기계를, 그리고 불량인 재료에는 성능이 좋은 기계를 사용함으로써 두 요인의 영향을 모두 볼 수 없는 경우이다.
5.2. 군 구분과 층별
1) 군 구분의 기본개념
관리도를 이용한 공정 해석이나 공정 관리에서 군의 구분은 굉장히 중요하다. 이는 군을 구분하는 방법에 따라서 관리도의 해석이 판이하게 달라지기 때문이다. 관리상태의 판정이나 공정해석에서의 기본원칙은 군 내부의 변동은 우연원인에 의한 변동만 포함하게 한는 것이다. 이러한 성질을 만족 시키는군을 합리적인 군이라 한다.
사용목적에 따른 층별을 잘 하여야 된다는 이야기다.
군 구분 방법을 정리하면 다음과 같이 정리할 수 있다.
① 군내는 가능한 한 균일하게 되도록 하여 이상 원인이 포함되지 않도록 한다.
즉 군내의 산포는 우연원인에 의한 것만으로 나타나게 한다.
② 군내의 산포에 대한 원인과 군간의 산포에 대한 원인을 기술적으로 구별할 수
있도록 한다.
③ 그 공정에서 관리하고자 하는 산포가 군간의 산포로서 나타날 수 있도록 한다.
2) 군내변동과 군간변동
군내변동이란 데이터를 군으로 나누었을 때 하나의 시료군 속의 산포를 의미하며, 군간변동이란 각 군의 공정 평균값 간의 산포를 뜻한다.
여기서 공정평균값이란 x bar의 값과는 구별되어야 하며, x bar의 값은 그 군의 공정 평균값에 우연 변동(군내 변동)이 포함되어 나타나는 값이다. 따라서 의 변동은 군내변동과 군간변동이 합성되어 나타난다.
군내변동과 군간변동의 크기를 계산하는 것은 관리상태의 판정이나 공정해석에 있어서 매우 유용하다. 즉 의 변동이 우연변동에 비하여 지나치게 크면 이 속에는 군간 변동이 포함되어 있다고 생각하여 이상상태로 판정하는 것이다. 또한 공정해석에서 층간의 차를 조사할 때, 각 층의 평균값의 차가 우연변동에 의한, 허용할 수 있는 값보다 크면 층간에 차가 있다고 판단한다.
[군내변동의 계산]
R관리도의 R bar값으로 추정할 수 있다.
x bar의 변동과 군내변동 및 군간변동 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
5.3. 관리도에 의한 공정관리
공정관리란 생산되는 제품의 품질특성이 소기의 목적을 달성할 수 있도록 품질특성의 분포를 조정하는 관리활동을 의미한다.
1) 공정관리의 순서
2) 공정관리를 위한 관리도의 사용
관리도를 효과적으로 이용하기 위해서는 조처와 밀접하게 연결시키는 것이 무엇보다도 중요하다.
또 관리도를 잘 사용하기 위해서는 자꾸 그려보고, 그려가는 가운데 생기는 의문과 효과등을 풀고 연구함으로써 좋은 방법을 습득할 수 있다.
관리도를 사용하여 공정관리를 하는 순서는 다음과 같다.
① 관리하고자 하는 공정을 결정하고 관리대상의 범위를 결정한다.
② 그 공정에 대한 관리항목의 결정한다.
③ 관리항목에 대한 측정방법, 결정방법, 데이터를 얻는방법, 데이터의 층별방법 등을
결정한다.
④ 관리항목에 대한 관리도를 결정한다.
⑤ 군의 구분방법, 시료군의 크기, 층별방법 등을 결정한다.
⑥ 중심선, 관리한계선을 결정한다.
⑦ 관리도에 점을 찍는다.
⑧ 공정상태의 판단, 이상의 발견, 공정 변화의 발견
⑨ 관리도에 의한 조처, 제품에 대한 조처, 공정에 대한 조처, 공정관리의 적정성 검토
⑩ 관리선의 개정, 관리항목 등의 개정, 관리도나 데이터에 대한 개정
3) 공정관리를 위한 특성값
공정관리를 위한 특성값, 즉 관리항목을 정할 때는 다음 사항에 주의해야 한다.
① 공정의 양부를 정확히 반영할 수 있는 특성값일 것
② 담당하는 공정 범위 외에서는 영향을 받지 않는 것
③ 시간적으로 보아 늦지 않는 것
④ 층별해서 데이터를 얻을 수 있는 것
⑤ 계측하기 쉽고 경비가 적게 드는 것
⑥ 품질특성으로서의 지시인지, 작업표준으로서의 지시인지를 구별할 것
품질특성으로서의 지시란, 이러저러한 것을 만들어라, 만든 결과가 이러한 특성이 되도록 만들어라와 같은 지시이며, 작업표준으로서의 지시란 이 조건을 이러이러하게 유지관리하라는 지시로서, 만들어진 제품의 품질을 현장에서 직접 측정할 수 없을 때에는 이와 같은 방법이 필요하게 된다.
⑦ 대용특성의 활용
품질의 참특성 대신에 이것과 관련성이 깊은 대용특성을 사용하면 공정관리를 쉽게 할 수 있게 된다. 예를 들면, 시간이 걸리지 않는 것, 비파괴적인 것, 연속적으로 측정이 가능한 것, 상대적으로 공정의 변화를 알아볼 수 있는 것 등 여러 가지를 생각해내는 것이 좋다.
⑧ 신뢰성 있는 측정방법에 의한 것일 것
4) 관리선의 결정
어떤 공정을 관리도를 사용하여 관리할 경우 어떤 관리선을 사용할 것인가, 즉 공정의 예비조사 결과 얻어진 중심선, 관리한계선을 공정관리에 그대로 사용해도 좋은지 어떤지를 판단하지 않으면 안 된다.
공정에 대한 기술적인 검토를 할 것은 물론이려니와 관리선의 채용에 있어서는 다음 사항을 충분히 검토해야 한다.
① 공정늘력은 충분한가, 즉 그 공정의 품질 상태(분포)가 제품에서 요구되는
규격에 대비할 때 적절한가.
② 그 관리선이 관리도의 입장에서 볼 때 공정관리에 적당한가.
③ 관리선의 개정
공정능력이 부족할 경우 불충분하지만 현 상태에 있어서의 적절한 관리수준을 결정해 두고 공정을 개선하면서 한편으로는 공정의 이상원인을 하나하나 찾아 이를 시정하는 것이 바람직하다. 원하는 수준까지 도달하지 못했으므로 관리도는 사용할 수 없다고 판단하는 것은 잘못이다.
공정을 해석하기 위하여 작성한 관리도(해석용 관리도)에 대해서는 가장 최근의 과거 데이터로부터 관리도를 작성하여 규격과 대비하여 원하는 수준에 있는가를 판단한 후 그 관리선을 연장하여 공정 관리용으로 사용하면 된다. 이 때의 관리도를 관리용 관리도라고 부른다.
관리한계선은 공정의 상태가 기술적으로 보아 변화했다고 판단되면 다시 수정할 필요가 있다. 무엇이든지 변화했음을 알았을 때에는 즉시 개정해야 할 것이며, 공정에 변화가 없더라도 일정기간이 지나면 관리한계선을 재검토하는 것이 바람직 하다.
5) 작업표준과 기술표준
공정관리를 위해서는 여러 가지 표준이 필요한데 일반적으로 이들을 통칭해서 작업표준, 기술표준이라 한다.
실제 현장에서는 형식적인 표준류가 많은데 이를 최대한 배제하기 위해서는 다음과 같은 요건들을 생각해 볼 수 있다.
① 목적에 적합할 것
② 요인을 잘 다룰 수 있도록 되어 있을 것
③ 구체적인 행동, 자재, 기술 등의 기준이 될 수 있을 것
④ 이상적이 아니고 당면한 문제점을 정하여 실시 가능한 것이 될 것
⑤ 요점을 잘 파악하여 중점적으로 되어 있을 것
⑥ 개정이 쉽고 표준의 관리가 잘 되도록 할 것
⑦ 작성이유, 경과 등을 확실히 할 것
⑧ 책임과 권한을 명확히 할 것
⑨ 이상원인의 조처방법을 분명히 해 둘 것
⑩ 형식에 치우치지 말 것
⑪ 교육,훈련에 사용할 수 있도록 고려해서 작성할 것
⑫ 그 표준을 사용할 사람을 작성에 참여시킬 것
6) 관리도에 의한 조처
공장에서 공정에 취하는 조처를 분류하면 다음과 같다.
① 작업표준에 의한 조처 : 공정의 여러요인의 조절이 주가 된다.
② 관리도에 의한 조처 : 이상원인을 추구하여 그 원인을 제거하는 조처
이상원인의 재발을 방지하기 위해서는 무언가 작업상의 개선이나 변경을 요하게 되며, 그것을 지킬 수 있도록 하기 위해서는 표준의 작성, 개정 또는 작업원의 교육훈련, 설비나 계측기구의 개선등이 필요하게 된다.
이와같이 해서 정한 표준을 지킴으로써 비로소 같은 원인에 의한 이상이 재발하는 것을 방지할 수가 있다.
7) 공정이 관리상태에 있을 때의 이익
공정이 관리상태에 있을 때 다음과 같은 이익이 있다.
① 현재의 제조 조건 아래서 품질의 산포가 최소로 된다.
② 임의의 두 한계 안에 들어 있는 물품의 비율을 추정할 때 신뢰성이 최대가 된다.
③ 규격을 변경하게 되면 얼마만큼의 이익이 있는가를 확실한 근거를 가지고 판단할
수 있게 된다.
④ 만족스러운 관리상태에 있으면 구입자는 물품을 받아들일 때마다 검사를 하지
않아도 납품자가 제출하는 관리도에 의거 안심하고 받아들일 수 있게 된다.
8) 공정관리와 검사
검사는 개개의 제품 또는 로트에 대하여 미리 정해 놓은 어떤 검사기준과 대비하여 제품의 양호/불량, 또는 합격/불합격을 결정하는 일이다.
반면, 공정관리는 공정을 안정된 상태로 유지하여 균일한 품질의 제품을 안심하고 만드는 일이다.
품질보증이란 면에서 보더라도 안정된 공정, 즉 관리 상태에서 생산되고 있는 공정에 대해서는 앞에서 말한바와 같은 유리한 점이 있다. 안정된 공정에서는 장차 만들어지는 제품의 분포를 예측할 수 있으므로 효과적인 품질보증의 수단이라고 생각할 수 있다. 검사 또한 품질보증의 한 수단인 것이다.
검사에 의거 품질보증을 할 것인가, 공정관리에 의거 품질보증을 할 것인가를 결정하는 것을 단적으로 말할 수는 없으나 공정관리를 잘 함으로써 보증하는 쪽이 더 유리한 경우가 많다.
|