통계적 품질관리와 품질공학

목차

관리도
품질의 산포
관리도의 원리
관리도의 원리
관리도의 원리
관리도의 판단
다구찌 품질공학
손실함수(Loss Function)
품질특성치
로버스트 설계(Robust Design)
*****도표 첨부*****

본문내용

있었으나 대부분이 요구치에 근접하는 A등급인 반면; 소니의 샌디에고공장(Sony-USA)의 생산품은 전량 모두 규격범위 내에 들기는 하였으나 색상밀도의 분포가 규격범위 내에 골고루 퍼져 있는 일양(uniform)분포의 형태를 취하고 있었기 때문에 A, B, C 등급품의 비율이 거의 비슷하게 나왔다는 것이다. 종래의 불량률 개념으로 볼 때에는 샌디에고 공장의 생산품이 모두 합격이기는 하나, 실제로는 소비자들이 A등급품이 대부분인 동경공장의 제품을 선호하는 결과가 나왔다. Sony-Japan의 제품이 Sony-USA보다 불량률이 더 높음에도 불구하고 소비자들이 Sony-Japan의 제품을 더 선호한다는 사실은 기존의 손실에 대한 개념으로는 설명할 수 없는 결과인 것이다. 이는 규격범위 내에 들면 손실이 전무하다고 간주하는 기존의 손실에 대한 개념보다, 규격범위 내에 있다 하더라도 요구치와 완전히 일치하지 않으면 손실이 존재한다고 보는 다구찌의
손실함수
가 더 큰 효용을 갖고 있음을 보여주고 있는 것이다.
앞의 예에서는
품질특성치
가 크지도 작지도 않는 값이 되어야 바람직한 경우를 나타낸 것이다. 그러나 모든 경우가 그런 것은 아니다. 제품의
품질특성치
는 보통
망소특성
과
망대특성
그리고
망목특성
의 세 가지로 구분된다.
망소특성
이란 배기가스량, 마모량, 처리시간, 불순물의 함량, 균열, 소음 등과 같이 특성치의 값이 작으면 작을수록 좋은 특성을 말하는 것이고,
망대특성
이란 인장강도, 접착강도, 사용수명, 효율, 내구성 등과 같이 크면 클수록 좋은 특성을 말하는 것이다. 그리고
망목특성
은 제품의 길이, 무게, 두께 등과 같이 목표값이 주어진 경우 특성치의 값이 목표값에 가까울수록 좋은 특성을 말한다. 앞에서 예로 든 포탄의 지름이나 앞의 두 그래프가
망목특성
의 경우라고 할 수 있다.
로버스트 설계(Robust Design)
로버스트 설계
의 개념을 이해하기 위해서는 먼저
노이즈
(noise)의 개념을 알아둘 필요가 있다.
노이즈
란 제품을 생산할 때 제품에 변동을 일으키는 원인, 즉 변동원인을 말한다. 예를 들면 진동, 소음, 기후, 온도, 습도, 먼지, 작업자의 습관 또는 실수, 기계의 노후, 공구의 마모 등이 있다.
로버스트 설계
는 제품이
노이즈
에 둔감한 즉
노이즈
에 의한 영향을 받지 않거나 덜 받도록 하는 설계를 말한다.
다구찌의
로버스트 설계
를 설명하기 위해
노이즈
에 대한 기존의 접근방법과 다구찌의 접근방법이 어떻게 다른지 살펴보기로 하자.
기존에는 제품에 변동을 일으키는
노이즈
를 발견하게 되면 그
노이즈
를 제거하거나 차단하기 위해 생산공정을 재설계하는 것이 보통이었다. 이럴 경우 문제의 원인을 제거한다는 면에서 바람직해 보일 수도 있으나 실제로는 재설계에 의한 고비용이 문제가 된다.
한편, 다구찌의
로버스트 설계
의 개념에 의하면
노이즈
를 발견하게 되었을 때
노이즈
를 제거하거나 차단하는 것이 아니라
노이즈
에 의한 영향을 없애거나 줄일 방법을 찾는다. 즉
노이즈
는 그대로 두고 제품이 그
노이즈
에 둔감하도록 설계를 하는 것이다. 이렇게 할 경우
노이즈
를 직접 제거/차단하는 방법보다 더 적은 비용이 들게 된다.
로버스트 설계
가 기존의 방법보다 비용이 더 적게 드는 것을 보여주는 실례를 들면 다음과 같다:
일본에 있는 한 타일회사는 가마 안에서 구워져 생산되는 타일에 치수불량이 많이 생기는 문제로 고민을 하고 있었다. 똑같은 크기의 타일을 가마 속에 넣더라도, 구워져 나온 타일의 크기가 균일하지 않아, 많은 타일을 치수불량으로 폐기처분 해야만 했다. 결국 그 원인을 찾아내었다. 가마 내의 온도가 균일하지 않기 때문에 가마 속에서 타일의 변형율이 달라지기 때문에 이런 문제가 발생한 것이었다. 가장 쉽게 생각할 수 있는 해결책은 가마 내의 온도가 균일하게 전달될 수 있도록 가마 자체를 재설계하는 것이었다. 이 방법은 원래대로 생산하여 불량품을 가려내서 폐기하는 방식보다는 장기적으로 볼 때 비용이 덜 들기는 하지만 여전히 비용이 많이 들었다. 이 문제를 해결하기 위해 구성된 팀은 가마를 재설계 하지 않으면서 문제를 해결할 방법을 찾아 토의를 한 결과 타일 내의 석회석 성분의 비율을 약간 변화시킴으로써 온도차에 의한 영향을 덜 받도록(즉, 로버스트하게) 만들 수 있다는 해결책이 나왔다. 이 방법은 비용이 적게 들뿐만 아니라 그 효과도 가마를 재설계하는 방법 못지 않게 좋았다. 결국 이 방법이 채택되어 문제를 성공적으로 해결하게 되었다. 개선 전과 개선 후의 타일의 치수를 비교하면 <그림 5.15>와 같다.
<그림 5.14> 가마의 형태
<그림 5.15> 타일치수의 분포
연습문제
1. 계량형 관리도와 계수형 관리도의 종류에 대해 설명하여라.
2. 관리도는 어떻게 구성되는지 설명하여라.
3. 제조공정이 안정적 상태를 유지한다는 것은 무엇을 의미하고, 또 불안정한 상태는 어떤 상태를 의미하는가?
4. 관리도 사용의 장점에 대하여 설명하여라..
5. 관리도를 사용하는 목적을 설명하라.
6. 다음과 같은 품질특성은 망소특성, 망대특성, 망목특성 중 어떤 특성을 사용하는 것이 적절한가?
(a) 마모량
(b) 유해성분
(c) 소음의 음압
(d) 플라스틱과 알루미늄의 강도
(e) 기계의 수명
(f) 타일의 두께
(g) 자동차 속도계의 오차
(h) 불순물의 함량
(i) 균열
(j) 포탄의 지름
7. 다구찌의 품질의 정의가 다른 품질의 정의와 다른 점은 무엇인가?
8. 다구찌의 이차형 손실함수(quadratic loss function)가 갖는 의미를 설명하시오.
참고문헌
김희탁 외(1997), 「생산관리」, 법문사.
박영택(1994), "품질의 현대적 의미", 「품질경영학회지」, 제22권, 제2호, pp.177-192.
배도선(1992), 「최신 통계적 품질관리」, 영지문화사.
이순룡(1993), 「품질경영론」, 법문사.
한국표준협회, 「통계적 품질관리」, 전문교육과정 교재.
Phadke, M.S.(1989), Quality Engineering Using Robust Design, Prentice Hall.

키워드

품질관리,   품질공학,   품질의 산포