품질의 통계적 관리 교재 12 13 14장 1 통계적

품질의 통계적 관리(교재 12, 13, 14장) 1. 통계적 사고력 § 統計學(statistics)이란 불확실한 상황하에서 현명한 意思決定을 하기 위한 이론과 방법의 체계이며, 통계학은 資料의 수집과 분류, 분석과 해석의 체계 를 갖게 됨 § 사물을 사실에 의거해서 판단할 수 있는 가장 효과적인 방법이 統計的方法 § 품질경영 분야에서는 소비자가 요구하는 良質의 제품을 經濟的으로 생산하 기 위해서 ( ) 방법을 활용하고 있다(SQC, TQM, 6시그마 경영). § 품질경영에서 統計的方法이 중요한 이유는 品質이 ( )하기 때문임 즉, 동일한 設備와 原資材로 동일한 作業者가 생산한 제품이라도 그 品質에 는 차이가 있기 마련임 § 이러한 차이를 散布(變動)라 하며, 品質向上이란 공정이나 제품에서 이러 한( 1 )을 감소시키는 것 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 1. 통계적 사고력 § 그러나 이들 변동에는 통계적인 規則性이 있어서 이를 統計的으로 分析하 고 解析해서 품질을 관리(경영)할 수 있음 § 품질을 통계적으로 분석하기 위해서는 ( )가 필요하다(데이터란 數量化 된 정보). 이러한 자료는 사실의 관찰이나 측정에 의해서 얻어지며, 자료를 분석하고 처리하여 의사결정에 필요한 정보를 얻음 2 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 2. 데이터의 정리 기법 § 데이터는 그 성질에 따라 計量値 데이터(길이, 무게, 온도 등과 같이 계량 기구로 측정이 가능한 연속적인 값)와 計數値 데이터(불량품 수, 결점 수 등과 같이 불연속적인 측정치로 정수로 나타남)로 구분 § 품질의 통계적 해석을 위해서 사용하는 데이터는 그가 소속된 집단이 있 는데 이 집단 전체를 ( )(population)이라 하며, 모집단을 이루는 단위체 의 수는 매우 크기 때문에 이들 모두를 조사하는 것은 어려운 일(대학생들 의 의식구조). § 따라서 모집단에서 일정수의 ( )(sample)을 추출하여 조사하고 여기서 파악된 특성을 이용하여 모집단 전체의 특성을 유추 3 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 2. 데이터의 정리 기법 § 품질의 變動(산포)을 가져오는 원인을 파악해서 이것을 체계적으로 관리 하기 위해서는 그 변동의 상태를 정확하게 식별할 필요가 있다. 이를 위해 서는 제품이나 공정으로부터 얻어진 데이터를 정리해서 변동의 실태와 원 인 등을 파악해야 한다. 이러한 데이터의 정리방법으로 데이터의 數量化 기법과 圖表化 기법이 있다. § 데이터의 수량화 기법 * 데이터의 중심경향을 나타내는 척도: arithmetic mean, median, mode 등) * 분포의 산포도(variability)를 나타내는 척도(range, variance, standard diviation 등) 4 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 3. 기본적 7 QC 도구(교재 p. 436) (1)점검표(check sheet) ∙ 자료의 수집 및 분석에 쓰일 수 있는 가장 단순한 도식적 기법 5 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 6 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (2)histogram ∙ 데이터의 범위를 몇 개의 계급으로 나누어 각 계급에 포함된 데이터의 수를 세어서 도수분포표 를 작성한 다음 이를 막대그래프로 그린 것 7 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (3) 파레토도(Pareto 분석) ∙ 서비스품질관련 불평불만이나 사고건수 등의 분석대상을 원인이나 발생부서별로 나누어, 그 영향력이 가장 큰 것부터 나타낸 히스토그램이다. 파레토도는 상대적으로 빈도수는 작지만 품질의 불량으로 인한 손실액이 큰 항목을 체계적으로 알아보는데 유용한 기법 ∙ 파레토원리는 간단히 말해 80%의 문제는 20%의 원인으로부터 나온다는 것임 8 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 * 연습문제 아래의 데이터는 향림 섬유주식회사에서 작년 한해 동안 직물의 결함으로 인하여 발생한 손실을 항목별 로 집계한 것이다. 이 자료로 파레토그래프를 그리고 얻을 수 있는 정보에 관해 설명하시오. 결함의 종류 손실금액(백만원) 구멍 얼룩 250 실밥 95 색상 120 기타 15 합계 9 80 560 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (4) 특성요인도(cause and effect diagram) ∙ 특성요인도(cause and effect diagram) 또는 (fish bone chart)라고도 불리 는 이 그래프 기법은 불 량의 유형과 이에 영향을 미친다고 생각되는 모든 요인간의 관계를 이해하 기 쉽게 나타내는 데 이 용 ∙ 특성요인도는 최종적인 결과 또는 변수를 화살표 오른쪽 끝에 표시하고 그 원인들을 각 계통별로 나 타냄 10 품질경영의 이해

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품질의 통계적 관리 (5) 층별(stratification analysis) *층별이란 데이터를 몇 개의 범주(기계, 원재료, 작업빙법, 작업자 별 등)로 구분하여 문제의 원인을 파악하려는 기법 *층별분석(계층기법)은 불량품의 발생원인을 추적할 경우 기계, 원재료, 작업자 별로 차 이가 없는지 비교함으로써 좀더 구체적으로 불량발생 원인을 살펴볼 경우에 활용됨 *데이터를 층별하여 비교함으로써 데이터 전체로는 막연하던 것이 명확해지며, 층간의 차이가 분명해지기 때문에 불량 원인을 구체적으로 파악할 수 있게 되어 품질개선에 기 여할 수 있음 *층별은 대단히 중요한 사고방식으로 히스토그램, 그래프, 파레토그래프 등을 작성할 때 층별하여 작성하는 것이 필요하다. *예를 들면 어떤 제품의 결점의 발생원인과 빈도를 조사한 결과 흠집 20개, 색상 30개, 마무리 50개이었다. 이 결과를 작업자 별로 층별분석을 하면 품질개선에 더욱 더 유효한 데이터를 얻을 수 있다. 12 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (6) 산점도(scatter diagram) 산점도는 [그림 6 -11]와 같이 ( Xi, Yi )형태의 자료를 그래프에 표시한 것으로 품질특성의 변화상태 나 추이를 살펴봄으로써 비정상적인 사례를 가려내는 데 이용된다. 13 품질경영의 이해

(7) 흐름도(flow chart) ∙ 프로세스의 구성요소와 이들 요소간의 선후관계 를 간략히 나타낸 그림으 로, 불필요한 작업이나 비 능률적인 작업방법을 가 려내는 데에도 효과적으 로 사용 14 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (8) 7가지 기법의 활용 15 품질경영의 이해

4. 1 통계적 품질관리 (SQC) (1)통계적 품질관리의 정의 * 統計的品質管理란 유용하고 市場性 있는 제품을 가장 經濟的으로 생산 할 수 있도록 생산의 모든 단계에 統計的原理와 技法을 응용하는 것 *통계적 방법을 품질경영에서 적용하는 이유는 品質變動을 統計的으로 해 석하여 경제적으로 품질을 改善하거나 管理할 수 있기 때문(Deming) (2)통계적 품질관리의 기법 *통계적 공정관리(spc): 統計的資料와 분석기법을 활용하여(S) 品質變動의 원 인과 程狀態를 統計的으로 규명하여(P) 品質目標가 달성될 수 있도록 程品質의 變動을 체계적으로 관리하기 위한 기법(C) *샘플링검사: 물품을 모두 다 檢査하지 않고 lot로부터 샘플을 채취하여 測定한 결 과를 로트의 合格判定基準과 비교하여 로트의 合格, 不合格을 판정하는 검사 16 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (3)공정품질의 變動原因 *偶然原因(common cause): 표준화된 제조조건에서 생산되었음에도 불구하고 品質變動이 생기는 피할 수 없는 원인(여러 부문에서 산발적으로 발생하는 共通原因) *異常原因(assignable cause): 생산이나 서비스 또는 업무상의 要件을 갖추지 못하 여 발생하는 변동으로 요건을 제대로 갖추면 피할 수 있는 원인(原資材의 不良이나 작업 자의 誤謬 또는 기계고장 등으로 발생하는 品質變動, 特殊原因) *모든 품질변동 문제 중에 80 - 85% 정도는 공통원인에 의한 것으로 이들은 주 로 경영자에 의해서 해결될 수 있으며, 나머지 15 - 20%는 異常原因에 의한 것으 로 현장의 작업자/기술자 및 관련 당사자들에 의해서 해결될 수 있음 *이러한 程의 品質變動을 측정하는 주요 수단이 Control chart와 7 QC도구 등임 17 품질경영의 이해

4. 2 管理圖(control chart) (1)관리도의 의의 * 管理圖는 품질의 변동이 偶然原因에 의한 것인지 아니면 ( )에 의한 것인지를 추정하여 程의 安定狀態 여부를 밝혀주는 역할을 하며, 품질의 推移를 나타내는 그래프로서, 공정의 管理狀態를 동태적으로 밝혀주고, 程品質의 상태를 統計的으로 판단하는 管理限界線이 설 정되어 있음 * 공정이 안정된 상태에서 생산한 제품의 품질데이터(길이, 무게 등)를 수집하여 이를 히스토 그램으로 그려보면 종모양의 ( 로부터 3배의 ( 벗어나는 확률은 ( ) 모형을 이룬다. 이때 품질특성치인 품질데이터가 평균치 ) 범위 안에 들어가는 확률은 0. 9973이다. 따라서 품질특성치가 이 범위를 )로서 이 경우 어떤 원인으로 로트의 품질이 變動한 것으로 보아도 무방하다는 것(Shewhart의 3 σ 법) * 管理圖에는 管理限界를 나타내주는 UCL과 LCL이 中心線의 위쪽과 아래쪽에 설정되며, 품 질의 측정결과를 관리도상에 타점한 점들이 관리한계선 안에 있으면 管理狀態로 간주하고, 이 18 점들이 管理限界線을 벗어나면 異常原因에 의한 品質變動으로 간주하게 됨 품질경영의 이해

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(2)관리도의 종류 21 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 관리도와 § ∙ 관리도의 작성방법 관리도는 시료의 평균값을 기록하는 데 사용되며, 관리도나 관리도는 각 시료 내에서의 산포도를 나타내는 데 사용됨 ∙ 관리도 작성방법 ① 데이터 수집: 일정기간 동안 발생한 데이터 중에서 샘플크기(n)를 4 -5개정도로 하여 약 20 - 25 개 군(시료군은 같은 시간대)을 채취하여 data sheet에 기입함(품질특성의 선정, 시료 추출방법) ② 각 군의 평균치와 범위 계산 ③ 관리도 용지의 세로축에 평균치와 범위의 눈금을 매기고 가로축에 샘플군의 번호를 기입함 ④ 의 총평균치와 R의 평균치를 계산하여 관리도에 실선으로 기입함 ⑤ 관리한계를 계산함 ⑥ 관리도와 관리도에 UCL과 LCL을 기입함 ⑦ 각 군의 평균치와 범위의 값을 관리도에 군 번호순으로 타점함 ⑧ 관리도에 의해 제조공정의 관리상태를 판정하고 조정함 22 품질경영의 이해

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품질의 통계적 관리 (3) 관리도의 해석 25 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 § 관리도의 해석 1. 안정적 공정의 판단요령 ∙ 공정이 관리상태에 있게 되면 관리도상에 나타나는 점들은 대개 다음과 같은 패턴을 따름 ① 2/3 정도의 점들이 중심선 근처에 위치한다. ② 극히 소수의 점들만이 관리한계선 근처에 위치한다. ③ 중심선을 경계로 하여 위 아래에 번갈아 가며 위치한다. ④ 중심선 상부에 위치하는 점들의 수와 중심선 하부에 위치하는 점들의 수가 비슷하다. ⑤ 관리한계선 밖에 위치하는 점은 찾아볼 수 없으며, 있더라도 극히 드물다. 26 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 2. 불안정한 공정의 판단요령 (1) 런의 분석 (2) 점들의 편중현상 27 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 3. 불안정한 공정의 원인분석 (3) 평균수준의 급격한 변화 (4) 추세현상 28 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (5) 주기현상 (6) 두 그룹의 혼합현상 29 품질경영의 이해

§ 관리도의 사용절차 ① 管理圖(control chart)를 작성할 品質特性, 즉 管理項目을 결정 ② 사용할 管理圖의 種類를 선택 ③ 데이터를 수집하여 管理圖를 작성 ④ 공정의 해석 결과 공정이 安定狀態에 있으면 管理用管理圖로 전환함 ⑤ 管理限界를 벗어날 때에는 그 原因을 규명하고 조치를 취함 ⑥ 공정의 變更 및 製造條件의 변동이 있을 경우에는 管理限界線을 재검토 함 30 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 4. 3 샘플링검사 (1)검사의 개념과 유형 * 한국공업규격 KS A 3101에 의하면 檢査란 “물품을 어떠한 방법으로 시험한 결과를 품질 판정기준과 비교하여 개개 물품의 良好品, 不良品의 판정을 하거나 lot별로 合格․不合格의 판정을 하는 것” * 검사의 類型 검사의 目的에 따른 분류 제 4장 통계적 기법 ① 收入檢査(구입검사)：외부에서 구입한 원자재, 부품, 완성품 등을 받아들이기 전에 이들 품목들이 품질판정기준을 만족시키는지의 여부를 판정하기 위한 검사 ② 程檢査(중간검사)：공정간 검사는 두 공정 사이에서 실시하는 검사로 한 공정에서 가공한 반제품 이나 재공품을 그 다음 공정으로 이동하여 계속 가공해도 되는지 여부를 판정하기 위한 검사 ③ 最終檢査(출하검사)：완성된 물품이 제품의 요구사항을 만족하고 있는지 여부를 판정하기 위한 검사 검사의 성질에 따른 분류 ① 破壞檢査 31 ② 非破壞檢査 ③ 官能檢査 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 검사대상에 따른 분류 ① 全數檢査(100% 검사): lot 내의 모든 검사대상에 대해 검사를 수행하는 방법이며, 전수검사는 비용과 시간이 많이 들고 검사개수나 검사항목이 증가하면 선별의 오류가 증가하는 등의 문제점이 많다. 그러나 品質保證을 완전히 하기 위해서는 전수검사가 절대로 필요함 ②샘플링검사：샘플링검사는 lot로부터 미리 결정된 방식에 따라 시료를 추출하여 조사하고, 그 결과를 lot의 판정기준과 비교하여 lot전체의 합격․불합격을 판정하는 검사 (a) 全數檢査가 불가능할 경우 (b) 샘플링검사가 經濟的으로 有利할 경우 (c) 기술적으로 全數檢査가 무의미할 경우(금형으로 가공된 제품의 검사) (c) 생산자나 공급자에게 品質向上의 자극을 주고 싶은 경우 (d) 多數, 多量의 항목을 검사해야 하는 경우 검사원의 피로와 단조로움을 줄이며, 검사과정에 서의 실수를 줄이고자 하는 경우 32 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (2) 샘플링검사의 類型 품질의 判定 방법 (1) 계수샘플링검사(불량개수, 결점수) (2) 계량샘플링검사 검사의 실시방법 (1)규준형 샘플링검사: 공급자에 대한 보호와 구매자에 대한 보증의 정도를 각각 규정하 고, 양자의 요구가 충족되도록 짜여진 것이 특징(생산자 위함, 소비자 위험) (2)조정형 샘플링검사: 구매자가 검사를 엄격하게 하거나 수월하게 조정하는 것을 특징으 로 함. (3)선별형 샘플링검사: 샘플 중의 불량품 수가 합격판정개수를 넘는 경우 로트 잔량에 대 하여 전수 선별하는 것을 특징으로 함 (4)연속생산형 샘플링검사: 제품이 연속적으로 생산되는 연속생산 상태에서 적용하는 것 을 특징으로 함 33 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 샘플링검사의 형식(횟수) (로트의 합격, 불합격을 판정하는데 샘플을 몇번 채취하는가에 따라 구분) (1)1회 샘플링검사 (2)2회 샘플링검사 (3)다회 샘플링검사 (4)축차 샘플링검사 * 하나의 샘플링검사 방식은 위의 3가지 유형의 조합에 의해 결정됨 * 계수 규준형 1회 샘플링검사(KS A 3102), 계수 선별형 1회 샘플링검사, 계수 조정형 1회 샘플링검사(KS A 3109) 등 34 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 5. 信賴性 (1)신뢰성(reliability)의 의의 * 信賴性이란 부분품, 장치, 기기 도는 시스템이 주어진 사용조건에서 일정 기간동 안 의도했던 기능을 수행하는 確率(부품이나 구성품이 많을수록 신뢰성은? ) * 품질문제는 구성부분품이나 제품의 좋고 나쁜 것에 그치지 않고, 시스템으로서의 제품이 본래 기대했던 기능에 대하여 어느 정도 신뢰할 수 있는가 하는 문제로 확대 되었으며, 이와 같은 品質保證的 동기에서 신뢰성을 定量的으로 측정할 수 있는 척 도를 설정해서 이들 數値들을 토대로 신뢰성을 향상시키려고 체계화한 것이 信賴性管理(신뢰성의 量的 표시인 信賴度는 임무기간 중 일어나는 단위시간당 故障回數) * 신뢰성관리는 品質保證이나 品質改善에 매우 중요한 도구이며, 신뢰성관리의 목 적은 不良原因을 발견해서 이를 제거하는 것, 즉 故障原因을 찾아내서 가능한 한 그 의 影響을 줄이거나 제거시키는 것 35 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (2)신뢰성의 評價尺度 * 신뢰성관리는 時間의 영역에서 故障의 분포를 다루는 것이 특징이다. 故障率을 사용시간 별로 나타낸 그래프가 故障率曲線(bathtub curve)이며, 이 故障率曲線 은 故障率을 製品壽命周期 단계별(초기, 정상가동, 마모)로 나타내어 제품수명특성 곡선이라고도함(제품의 故障率을 사용기간에 따라 살펴본 도표) 36 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 * 실제로 信賴度를 구할 때에는 임무기간 중 발생하는 단위시간당 故障回數로 나타 내는데, 이것을 故障率 F(t)이라 하며, 신뢰성의 평가척도로 흔히 사용됨 * 신뢰도를 시간의 함수로 볼 경우에는 신뢰도(함수) R(t)로 나타낸다. 이것은 제품 이 t 시간에 이르도록 고장이 나지 않을 確率이다. 한편 t시간까지 고장을 일으키 는 확률을 故障確率 F(t)로 나타냄(신뢰도 R(t) =1 - F(t)) (3)시스템의 신뢰도 * 제품을 구성하는 부품은 배열방법에 따라 直列, 竝列, 混合式으로 상호 연결됨 37 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 연습문제 *어떤 제품은 아래의 그림과 같이 8개의 부품으로 구성되어 있다. 각 부품들의 신 뢰성이 A 1=0. 92, A 2=0. 90, A 3=0. 88, A 4=0. 96, B 1=0. 95, B 2=0. 90, B 3=0. 92, C 1=0. 94라고 할 경우 이 제품의 信賴性을 계산하시오. A 1 A 2 B 1 B 2 A 3 38 A 4 C 1 B 3 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (4)신뢰성의 설계기법 * fool proof 설계방식: 사용자가 조작을 잘 못하더라도 고장이나 사고가 없도 록 설계하는 방식(컴퓨터 프로그램에 오류가 있을 때는 error message가 표시되면서 정지되는 경우) * fail safe 설계방식: 기기가 고장 났을 때 이로 인한 사고를 막을 수 있도록 안 전하게 설계하는 방식(모터나 TV와 같은 전기제품에 붙어 있는 휴즈는 고압의 전류나 배선이 합선되었을 때 과대전류가 흐르지 않도록 끊어짐) * safe life 설계방식: 절대로 고장을 일으켜서는 안되는 완벽한 안전구조 설계 방식(원자로나 항공기 엔진 등) * 冗長性(redundancy) 설계: 많은 부품으로 구성되어 있는 기기나 장치는 부품 하나가 고장을 일으켜도 전체의 기능이 정지될 수 있으므로 이때 기기와 장치에 여분의 회로나 구성품을 갖추어 전체 기능의 정지를 막을 수 있도록 설계하는 39 방식 품질경영의 이해

품질의 통계적 관리 (5)FMEA(failure mode and effects analysis) * FMEA는 信賴性分析에 매우 유용한 기법이다. 특히 부품의 고장으로 제품이 나 시스템이 고장을 일으키는 시스템에 적용하면 효과적이다. FMEA는 설계단 계의 신뢰성수법으로 설계의 불완전이나 잠재적인 결함을 찾아내기 위하여 구 성요소의 故障症狀과 그 상위 아이템에 대한 影響을 분석하는 기법이다(JIS). * FMEA는 제품이나 공정의 고장증상, 고장의 원인, 및 영향을 체계적으로 검토 하여 고장을 예방하고 줄이는 방안을 제시한다. 즉, 고장을 일으키는 개개 부품 이나 구성부품과 같은 낮은 단계 아이템의 고장증상으로 전체시스템이나 부분 시스템 수준의 영향을 분석하는 상향접근방식(bottom-up approach)이다. * FMEA를 작성할 때 고장영향의 치명도에 따라 등급을 매겨 대책을 세우는 방 법을 FMECA라고 하며, 이 경우 각 구성부품의 고장증상을 계량화하고 아울러 이들 고장증상별로 중요도를 수치화한다. 40 품질경영의 이해