[논문]시스템 공정능력지수의 특성분석

이도경

doi:10.11627/jkise.2014.38.1.182

시스템 공정능력지수의 특성분석
Characteristic Analysis of the System Process Capability Indices 원문보기

Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering = 한국산업경영시스템학회지, v.38 no.1, 2015년, pp.182 - 187

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Process capability indices (PCIs) have been widely used in manufacturing industries to provide a quantitative measure of process potential and performance to meet the specification limits on quality characteristics. The most of existing PCIs are concerned with a single variable. But, in many cases, people want to express a integrated PCI which includes a couple of sequential processes. In this paper, we analyzed the characteristics of system PCIs such as ${\bar{Cp}}(f)$, $SC_{pk}$, $SC_{psk}$, $C^T_{psk}(m)$ and $SC_{pm}(m)$.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

공정능력지수는 대상 모듈을 구성하는 여러 단일 항목에 대해 우선 공정능력지수로 나타내야 하며, 다음으로 이들 여러 개별 항목의 공정능력지수들을 사용 하여 모듈 전체의 공정능력으로 나타내야 한다. 그러므로 우선 단일 항목에 대한 개별 공정능력지수들을 살펴보도록 한다.
본 연구는 앞서 언급한 네 가지 분야 중에서 마지막의 시스템 공정능력지수에 대한 것이다. 시스템 공정능력지 수들의 특성 비교를 위해 먼저 여러 개별 공정능력지수들에 대해 살펴본다.
본 연구는 앞서 언급한 네 가지 분야 중에서 마지막의 시스템 공정능력지수에 대한 것이다. 시스템 공정능력지 수들의 특성 비교를 위해 먼저 여러 개별 공정능력지수들에 대해 살펴본다. 다음으로 이들 개별 공정들의 집합인 모듈에 대해 이를 대표할 수 있는 시스템 공정능력지수를 위한 기준과 방법론에 대해 언급하며, 마지막으로 이들 시스템 공정능력지수들 특성을 비교하도록 한다.
우리는 제품의 가치를 결정하는 품질특성치들을 측정하여 그 값의 높고 낮음을 통해 해당 제품이 사용 목적에 어느 정도 적합한가를 판정한다. 제품이나 반제품은 물론 이들보다 작은 단위의 모듈이라 하더라도 이들 모듈은 다수의 품질특성치를 갖는다.

제안 방법

SC_pk : Robert[19]가 다단계 공정의 시스템 공정능력을 평가하기 위해 제안한 지수로서, 각각의 개별 공정능력을 지수 C_pk를 사용하여 계산하고, m개의 하위 공정으로 구성되는 최종 시스템 공정능력을 이들 하위 공정능력들의 기하평균으로 표현 하였다.
시스템 공정능력지 수들의 특성 비교를 위해 먼저 여러 개별 공정능력지수들에 대해 살펴본다. 다음으로 이들 개별 공정들의 집합인 모듈에 대해 이를 대표할 수 있는 시스템 공정능력지수를 위한 기준과 방법론에 대해 언급하며, 마지막으로 이들 시스템 공정능력지수들 특성을 비교하도록 한다.
본 장에서는 제 3장에서 소개한 다섯 개의 시스템 공정능력지수 #, SCpk , SCpsk, # 그리고 SCpm 에 대해서 그 특성을 비교하고자 한다.
해당 연구에서는 #값을 0.5에서 1.0 값 구간에서 0.1 간격으로 설정하고, 하부 항목 수 f를 1개에서 7개까지 증가시키면서 부적합률의 변화를 모의실험 결과로 제시하였다.

대상 데이터

본 연구의 대상인 시스템 공정능력지수는 우선 개별 항목에 대한 공정능력지수의 선정과 다음으로 이들 여러 개별 공정능력지수들로 시스템을 대표할 수 있는 산정방법 및 시스템을 구성하는 하부 공정 수에 따라 그 특성이 결정된다.

성능/효과

이 표에서 확인할 수 있듯이 SC_psk는 SC_pk에 비해 91.7%수준에 해당한다(단, 예제에서 SC_psk = 0.805, SC_pk = 0.978로 비해 비정상적으로 크게 나온 예가 있었으나, 이는 이론적으로 불가능한 경우이므로 분석에서 제외했다).
Cho와 Lee[6]는 모의실험을 통해 하부 개별공정을 3개로 설정하고 공정 목표값 T 를 공정 중심에서 8단계로 증가시키면서 SC_psk의 변화를 제시하였다. 해당 연구에서 제시한 자료를 기준으로 분석 결과 SC_psk는 Cp(f)에 비해 보다 더 보수적으로 산정됨을 보였다. 그러나 해당 연구에서 예시한 예제에서는 목표값 T 에 대한 치우침을 설정하지 않았으므로, 실제로는 개별 공정능력지수로 C_pmk를 적용한 결과로 해석해야 한다.

후속연구

앞으로 이들 시스템 공정능력지수들에 대해 보다 다양한 비교분석이 이어져야 할 것으로 생각하며, 이를 위해서는 단기와 장기기간에 대한 기준을 포함하여 Pyzedek[18]이 제시한 통일된 표준편차의 세부 추정량의 선정이 선행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	공정능력이란?	공정능력이란 공정이 관리 상태에 있을 때, 그 공정에서 생산되는 제품의 품질변동이 주어진 규격에 대해 어느 수준인지 표현하는 개념이며, Feigenbaum을 비롯한 품질 분야의 여러 대가들이 정의해 왔다. 이러한 공정능력은 이를 수치로 표현한 공정능력지수를 통해 해당 공정의 수준으로 표현된다.
	공정능력은 무엇을 통해 공정 수준으로 표현되는가?	공정능력이란 공정이 관리 상태에 있을 때, 그 공정에서 생산되는 제품의 품질변동이 주어진 규격에 대해 어느 수준인지 표현하는 개념이며, Feigenbaum을 비롯한 품질 분야의 여러 대가들이 정의해 왔다. 이러한 공정능력은 이를 수치로 표현한 공정능력지수를 통해 해당 공정의 수준으로 표현된다.
	공정능력지수에 관한 연구방향에는 어떤 분야들이 있는가?	기존의 연구에서 공정능력지수에 관한 연구방향은 크게 네 가지 분야로 진행되어 왔다. 첫째는 개별 항목에 있어 공정능력지수가 부적합률에 가능한 부합하도록 개발하는 분야로서, 이 분야는 공정능력지수에 있어 가장 주된 분야이다. Juran[8]이 공정능력을 언급한 이래 지금까지 공정능력지수는 Cp, Cpk, Cpm, Cpmk, Cpsk 등으로 전개되어 왔다. 두 번째는 측정 자료들이 정규성 결여나 자료들 간에 상관성이 있는 경우와 같이 대상 공정이 안정화 조건을 위배할 때, 이를 반영할 수 있는 지수를 개발하는 분야이다. 세 번째는 다변량 공정능력지수 분야로서, 이 분야에서는 일반적으로 두 가지 이상의 동일한 물리적 단위를 갖는 특성자료들에 대해 이를 통합한 하나의 지수를 개발하는 분야이다. 네 번째 분야는 순차적 공정에서 관심 대상 일부 공정 구간에 대해 지수화한 시스템 공정능력지수 분야로서, 여러 공정들을 통합하여 하나의 지수로 표현함에 있어서는 다변량 공정능력지수와 유사한 개념이다. 그러나 시스템 공정능력지수는 여러 단계의 개별 공정의 품질특성에 대해 각기 개별 공정능력지수로 표현 후, 이들로써 전체 공정능력으로 나타내는 개념이 다변량 공정능력지수와 구분된다[7]. 그리고 순차적인 개별 공정들이 서로 독립이라고 전제함이 다변량 공정능력지수와의 또 다른 차이점이라 할 수 있다.

참고문헌 (19)

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