효과적 SPC 시스템의 설계 및 운용

Abstract

최근 품질관리 활동의 배경이 되고 있는 통계적 공정관리(SPC) 기법의 근간을 이루는 관리도와 공정능력분석 기법의 발전으로 공정의 감시와 평가에 관한 많은 성과를 이룩하였다. 그러나 아직도 많은 기업에서는 SPC 시스템의 설계절차의 부재로 인하여 SPC 도입과 실행에 많은 오류를 범하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 효과적 SPC 시스템의 설계 및 운용에 관한 연구로서 다음과 같은 네 가지 내용을 다루었다. 첫째, 효과적인 SPC 시스템의 설계에 관한 문제를 다루었다. 바람직한 SPC 시스템의 모형과 SPC 시스템의 구축절차를 제시하였고 그에 따른 SPC 설계절차를 마련하였다. 또한 SPC 실계절차에서 결정해야 할 항목들을 제시하였다. 둘째, 공정능력 확보를 위한 공정평균 관리도 설계문제를 다루었다. SPC 시스템의 운용에서 공정 모니터링용으로 널리 사용되고 있는 x̅ 관리도의 단점을 보완할 수 있는 Cp와 Cpk 기반의 관리도로 공정능력 확보를 위한 관리도 설계 문제를 다루었다. x̅ 관리도의 단점을 보완하기 위해 품질의 계획기능을 부여할 수 있고 관리중심선을 품질특성의 목표치로 할 수 있고 또한 공정평균의 변화범위를 고려할 수 있는 방법으로 현장 엔지니어들이 많이 사용하는 공정능력지수 Cp와 Cpk를 이용하였다. 공정능력 확보를 위한 관리도는 목표치 Cp와 Cpk를 바탕으로 공정평균의 허용가능 범위를 구하여 공정 평균의 관리한계선으로 설정하였고 설계된 관리도의 현실적용을 위하여 각 설계변수들에 대한 관리계수표를 제시하였다. 셋째, 생산공정의 평가와 현장 엔지니어들이 많이 사용하는 공정능력지수를 모니터링 할 수 있는 공정능력지수 관리도의 설계 문제를 다루었다. 공정능력 지수 관리도는 공정의 감시와 평가를 위해 실시되던 관리도와 공정능력분석을 동시에 수행할 수 있도록 공정 평균 변화 탐지를 위해서 Cpk값을 타점하고 산포의 변화를 탐지하기 위해 Cp값을 타점하는 관리도를 설계하였다. 공정능력지수 관리도의 설계는 두 가지 방법으로 설계하였다. 첫 번째 방법은 공정능력지수의 최저 신뢰한계을 구하여 이를 관리 하한선으로 설정하였고, 두 번째 방법은 관리하고자 하는 공정에 공정능력지수의 목표치를 설정하고 Cp와 Cpk가 Cp*와 Cpk* 보다 크게 되는 Cp와 Cpk의 허용가능 범위를 구하여 이를 관리한계선으로 설정하였다. 설계된 관리도의 현실적용을 위하여 각 설계 변수들에 대한 관리 계수표를 제시하였다. 넷째, 가변적인 공정 평균의 초기값 및 재설정 시간을 설정하는 문제를 다루었다. 공정평균의 변화율을 확률변수로 고려하여 한 생산주기 동안에는 품질 특성치의 평균이 선형으로 이동하지만 각 생산주기마다 선형이동율이 변하는 생산시스템을 고려하였다. 공정 평균의 변화율에 대한 각 생산주기에서의 변화율은 균등분포와 베타분포인 경우에 대해 베이즈 위험함수를 구하고 이를 최소로 하는 초기 공정 평균과 공정평균 재설정시간을 설정하는 방법을 제시하였다.