[논문]담배 제조 공정의 통계적 관리시스템 개발

김영호; 송정호

문제 정의

보고서 기능으로 일별/주별/월별/ 년별 등의 주기적으로 정형화된 품질관리보고서를 작성할 수 있고 OLAP툴을 이용하여 사용자가 보고자 하는 차원의 다양한 품질보고서를 작성할 수도 있다. 기타 담배제조 관련용어와 궐련에 관한 품질관리지침에 따른 도움말을 제공하였다.
분석결과는 정형화된 보고서로 자동 출력할 수 있는 기능을 제공하며 전체 시스템은 풀다운 메뉴방식으로 디자인되었고, 메뉴 바를 그림 아이콘으로 구성함으로 씨 작업자들이 편리하게 사용할 수 있도록 구성하였다. 또한 시스템 내에서 보여지는 모든 화면들은 일정한 보고서 형식으로 출력이 가능토록 하였다. 시스템 전체 구성도는 그림 1과 같이 구성되며, 시스템 기능은 크게 파일, 기준정보관리, 자료입력, 공정조회, 공정분석, 품질란리보고서, 다차원보고서, 도움말 등으로 나누었다.
품질 문제 발생 시 입력 항목으로 선별된 인자들에 대한 자료만을 수집하여 분석함으로써 쉽게 품질 문제 해결에 접근 할 수 있도록 하였다.

제안 방법

또한 현장의 다양한 의견을 수렴하여 실제 현장에서 사용하기에 가장 적합하도록 커스터마이징 되어 있으므로 utility교육을 마치면 쉽게 활용할 수 있도록 설계되었다.
관리해 나갈 수 있다. 또한, 한 화면에 많은 정보를 포함함으로써 보다 빠르게 품질의 상대를 분석할 수 있게 구성하였다.
ISP) 로 변환하여 실행토록 설계하였다. 또한PowerPlay 연결은 이 프로21램 내부 기능 중 DB 를 연결토록하여 SW와 SW를 Bridging시키 놓았으며 Default화된 문서형식으로 불러오도록 프로그래밍하였다.
본 시스템 구성의 가장 큰 특징으로 제조공 정중 수집되는 데이터에 대해 통계적 기법을 활용하여 품질 관리를 할 수 있는 관리자용과 품질 문제 발생 시 세부적인 동계 분석을 통한 대처가 가능한 전문가용으로 이원화하여 구성하였다. 아울러 효율적인 품질 산포 관리를 위해 관리도(ControlChart)와 공정능력지수(Process Capability Index)등이 자동으로 제시되며, 통계 패키지의 Customizing을 통해 회귀분석, 분산분석 등의 다양한 통계분석이 가능토록 하였다.
본 시스템은 Power Builder를 부분적으로 이용하여 개발하고, 데이터베이스는 Microsoft Office Access 97 을 사용하여 설계 구축하였다. 통계 패키지는 ISPtlnfonnation Statistical Processor, S-Link사, 한국)와 STATISTICA(StatSoft4, 미국)를 활용하고, 0LAP(0n-I, ine Analytical Processing)툴로써 PowerPlay(렉스켄사)를 사용하였다.
본 시스템은 품질 관리 시스템의 기본적인 기능을 확장하고 통계분석, 그래픽, 보고서 기능을 강화시킨 관리자용콰 공정진단, 세부요인분석, 추가통계분석이 가능한 전문가용으로 이원화하여 개발되었다. .
부가 선택 기능으로 자료수, 최소값, 최대값, 평균, 분산 표준편차, 변동계수, 중앙값, 범위, 사분위 값 등의 기초통계량을 보여주며, Shapiro-Wilk 정규성 검정과 7가지 런검정 결과를 제공한다. 조회된 모든 화면은 보고서 형식으로 인쇄 가능하며, 자료는 Exc이 판;일 및 lext 파일 등으로 저장이 가능하다.
아울러 효율적인 품질 산포 관리를 위해 관리도(ControlChart)와 공정능력지수(Process Capability Index)등이 자동으로 제시되며, 통계 패키지의 Customizing을 통해 회귀분석, 분산분석 등의 다양한 통계분석이 가능토록 하였다. 분석결과는 정형화된 보고서로 자동 출력할 수 있는 기능을 제공하며 전체 시스템은 풀다운 메뉴방식으로 디자인되었고, 메뉴 바를 그림 아이콘으로 구성함으로 씨 작업자들이 편리하게 사용할 수 있도록 구성하였다. 또한 시스템 내에서 보여지는 모든 화면들은 일정한 보고서 형식으로 출력이 가능토록 하였다.
이에 공정 분석 모듈에서 통계분석은 '자동분석'과 '사용자분석'으로 구성하여, 자동분석 (그림 7)에서는 현장에 많이 사용되고 분석 단계상작업자의 특별한 조작을 필요로하지 않는 분석 기빕에 대해 통계 분석이 자동으로 수행되어 작업자가 통계패키지 사용법에 대한 지식없이도 쉽게 분석올 수행할 수 있도록 하여 그 결과만올 보여지도록 구현하였으며, 분석 과정에서 작업자의 조작이 푈요한 분석기법들은 '사용자분석'에서 분석 가능하도록 하였다. 사용자분석은 분석하고자 하는 자료를 선택한 후 선택한 자료를 통계패키지로 넘겨 사용자가 직접 분석을 실시하여 심도있는 분석도 가능하도록 하였다. 작업자들이 통계 분석을 수행하는데 있어서 또 하나의 어려움은 분석하고자 하는 자료의 수집 및 분석 자료 형태의 구성이다.
수집된 자료를 작업자가 시스템에 직접 입력을 하는 경우에는 입력 시 부주의로 인해 값이 잘못 입력될 가능성과 작업자의 업무량으로 인해 수집 시 바로 입력하지 않는다는 문제점이 있을 수 있는데 작업자가 수동으로 입벽 시 발생하는 오류를 최대한 방지하기 위하여 본 시스템에서는 작업자가 직접 입력하는 부분을 최대한 감소시켰다. 즉, 기계번호명, 공정명, 제품명, 기장명은 '기준정보관리' 모듈에서 등록되어 있는 항목 리스트를 통해 해당 항목을 선택하여 입력 시트에 자동 입력이 가능하도록 구현하였다.
또한 시스템 내에서 보여지는 모든 화면들은 일정한 보고서 형식으로 출력이 가능토록 하였다. 시스템 전체 구성도는 그림 1과 같이 구성되며, 시스템 기능은 크게 파일, 기준정보관리, 자료입력, 공정조회, 공정분석, 품질란리보고서, 다차원보고서, 도움말 등으로 나누었다.
통계 패키지는 ISPtlnfonnation Statistical Processor, S-Link사, 한국)와 STATISTICA(StatSoft4, 미국)를 활용하고, 0LAP(0n-I, ine Analytical Processing)툴로써 PowerPlay(렉스켄사)를 사용하였다. 시스템의 구현 설계 중 DB와 통계 패키지의 연결은 공정관리시스템 내의 데이터를 text file로 변환 후 black box로 처리하여 통계패키지파일(*.ISP) 로 변환하여 실행토록 설계하였다. 또한PowerPlay 연결은 이 프로21램 내부 기능 중 DB 를 연결토록하여 SW와 SW를 Bridging시키 놓았으며 Default화된 문서형식으로 불러오도록 프로그래밍하였다.
게다가 통계 패키지의 사용 방법까지 습득해야 한다는 것은 통계적 공정 관리 기법을 현장에 쉽게 적용하지 못하게 하는 이유 중의하나이다. 이에 공정 분석 모듈에서 통계분석은 '자동분석'과 '사용자분석'으로 구성하여, 자동분석 (그림 7)에서는 현장에 많이 사용되고 분석 단계상작업자의 특별한 조작을 필요로하지 않는 분석 기빕에 대해 통계 분석이 자동으로 수행되어 작업자가 통계패키지 사용법에 대한 지식없이도 쉽게 분석올 수행할 수 있도록 하여 그 결과만올 보여지도록 구현하였으며, 분석 과정에서 작업자의 조작이 푈요한 분석기법들은 '사용자분석'에서 분석 가능하도록 하였다. 사용자분석은 분석하고자 하는 자료를 선택한 후 선택한 자료를 통계패키지로 넘겨 사용자가 직접 분석을 실시하여 심도있는 분석도 가능하도록 하였다.
즉, 기계번호명, 공정명, 제품명, 기장명은 '기준정보관리' 모듈에서 등록되어 있는 항목 리스트를 통해 해당 항목을 선택하여 입력 시트에 자동 입력이 가능하도록 구현하였다. 또한 입력된 자료의 저장 시에도 사전에 등록되어진 기계번호명, 공정명, 제품명, 기장명 외의 잘못 입력된 항목에 대해서는오류메세지가 출력된다.
현 공정 수준을 쉽게 파악할 수 있는 정보로는공정능력지수와 더불어 PPM값 및 6 sigma 수준을 제시하였다. 또한, 상자그림과 히스토그램을 동해 데이터의 전체적인 분포 형태를 파악할 수 있으며, 정규확튤도를 이용해 데이터들이 정규분포를띠르는지 살펴볼 수 있다(박 등 1997).

이론/모형

다차원 분석이라고 불리는 OLAP(On-Line Analytical Processing) 툴을 이용하여 작업자가 원하는 차원으로 데이터를 분석할 수 있다. OLAP 이란 사용자들에게 데이터 구조의 흐름을 다차원적인 구조로 빠르게 보여주면서 몇몇 미리 계산된값들을 제공함으로써 데이터에 대한 정보를 쉽게제공해주는 새로운 스타일의 향상된 데이터 질의 (Query) 방법이다(렉스켄, 2000).
97 을 사용하여 설계 구축하였다. 통계 패키지는 ISPtlnfonnation Statistical Processor, S-Link사, 한국)와 STATISTICA(StatSoft4, 미국)를 활용하고, 0LAP(0n-I, ine Analytical Processing)툴로써 PowerPlay(렉스켄사)를 사용하였다. 시스템의 구현 설계 중 DB와 통계 패키지의 연결은 공정관리시스템 내의 데이터를 text file로 변환 후 black box로 처리하여 통계패키지파일(*.

후속연구

그러나 향후 현 시스템을 더 잘 활용하기 위해서는 제조 공정 중 실시간 자료 수집을 위한 기본인프라 구축콰 실시간 통계적 공정관리(Real Time Statistical Process Control)시스템으로의 확장이 필요하다고 하겠다.

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