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비정규 공정에서 관리도의 경제적 설계에 대한 연구동향 분석
Research Results and Trends Analysis on Economic Design of Control Charts for Non-normal Process 원문보기

대한안전경영과학회 2013년 추계학술대회, 2013 Nov. 16, 2013년, pp.161 - 168  

김종걸 (성균관대학교 시스템경영공학과) ,  김창수 (성균관대학교 기술경영학과) ,  엄상준 (성균관대학교) ,  김형만 (성균관대학교 산업공학과) ,  최성원 (성균관대학교 산업공학과)

초록
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지난 몇 십년동안 전 세계적으로 제조기술 분야의 급속한 성장으로 대부분의 제조업에서 눈부실만한 품질향상과 생산성 극대화를 이루어 왔다. 하지만 현재 제조기술 분야는 새로운 문제에 직면하고 있다. 실제 현장에서 관리하고자하는 품질특성은 정규분포를 따르지 않는 경우가 많은데, 대부분의 통계적 공정관리기술체계가 정규분포를 기반으로 하고 있다는 것이다. 이러한 이유로 비정규 공정에서 극소불량관리, 미세변동관리에 대한 연구가 시급한 실정이다. 하지만 비정규 분포를 통계적으로만 해석하고 설계하기 위해서는 현실적으로 한계가 있으며, 경제적 설계의 접근방법이 또 하나의 좋은 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 비정규 공정에서 관리도의 경제적 설계를 위한 연구동향을 살펴보고 추후 연구방향에 대해 제시하고자 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 관리도 설계 변수(부분군의 크기, 샘플링 간격, 관리선의 폭)의 값은 초기 값의 함수로 가정하였다. 따라서 목표는 단위 시간당 예상 손실을 최소화하기 위한 설계 변수의 최적 초기 값을 찾는 것이다. 다양한 상황에서 전통적인 X 관리도와 동적 X 관리도를 비교하였다.
  • 이러한 비정규 공정을 관리하기 위해서는 통계적인 관리기술체계를 확보할 뿐만 아니라 경제적인 관점의 공정 관리기술체계를 확보하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 추후연구방안으로 비정규 분포의 통계적 이론을 공정관리기술로 활용하는 방안과 관리하고자 하는 품질특성과 관리도설계를 위한 설계모수들에 대한 경제적 측면의 해석을 통합하여 공정을 관리할 수 있는 관리체계를 제안하는 바이다.
  • 본 논문에서는 관리하고자 하는 공정특성의 분포가 기본적으로 가정하고 있는 정규분포나 지수분포가 아닐 때, 관리도의 경제적 설계의 측면에서 어떤 영향이 있는지 조사해보았다. 또한 같은 상황일 때, 경제적 설계의 측면에서 관리도의 설계모수를 최적 설계할 수 있는 방안에 대한 연구도 같이 조사하였다. 연구 동향을 정리해보면 비정규분포의 왜도와 첨도에 대한 연구를 통해 비정규 분포에 대한 강건성을 높이는 연구, 경고한계선과 실행선의 조절을 통한 관리도의 검출력 향상에 대한 연구, 가변 샘플링 절차를 활용한 관리도 기법의 연구가 있다.
  • 지난 수십 년간 관련분야의 수많은 연구자들이 다양한 연구 성과를 이루어 냈음에도 불구하고, 현재 비정규 공정관리기술 분야의 연구 활동은 다소 저조한 편이다. 본 논문에서는 관련 분야의 연구 동향을 살펴보고 내용을 분석하여 앞으로의 연구방향에 대한 틀을 잡아보고자 한다.
  • 본 논문에서는 관리하고자 하는 공정특성의 분포가 기본적으로 가정하고 있는 정규분포나 지수분포가 아닐 때, 관리도의 경제적 설계의 측면에서 어떤 영향이 있는지 조사해보았다. 또한 같은 상황일 때, 경제적 설계의 측면에서 관리도의 설계모수를 최적 설계할 수 있는 방안에 대한 연구도 같이 조사하였다.
  • 관리도의 설계모수인 부분군 크기, 샘플링 간격, 관리선의 폭은 생산하는 동안에 일정하게 유지하였다. 연구의 목적은 예상되는 손실을 최소함에 따른 설계모수를 최적화하는 것이다. 이 연구는 Duncan’s(1956)의 모델이 공정의 고장비율에 대한 불규칙성에 대해서 민감도가 떨어진다는 결과를 발표했다.

가설 설정

  • (1) 가장 경제적인 임계 런길이 값은 2 이다. 즉, 그것은 경고한계선과 실행한계선사이에 두 개의 연속 포인트가 타점되면, 그것은 공정이 하나의 이상요인에 의해 영향을 받는 것으로 판단한다.
  • 비교를 위해 Duncan(1956)이 제시한 X 관리도의 경제적 설계가 사용되었다. 관리도 설계 변수(부분군의 크기, 샘플링 간격, 관리선의 폭)의 값은 초기 값의 함수로 가정하였다. 따라서 목표는 단위 시간당 예상 손실을 최소화하기 위한 설계 변수의 최적 초기 값을 찾는 것이다.
  • Rahim(1985)은 관리도의 설계에서 비정규성과 측정오차의 영향에 대한 연구를 했다. 그는 측정품질특성의 기본적인 분포는 그 분포의 왜도와 첨도가 명쾌하게 고려된 비정규라고 가정했다. 그리고 측정오차는 정규분포라고 가정했다.
  • 그는 측정품질특성의 기본적인 분포는 그 분포의 왜도와 첨도가 명쾌하게 고려된 비정규라고 가정했다. 그리고 측정오차는 정규분포라고 가정했다. 그의 경제적 모델은 예상된 손실의 최적화를 기반으로 한 부분군의 크기, 샘플링간격, 관리한계선의 결정에 의해 개발되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
제조기술 분야의 급속한 성장으로 제조업에서 무엇의 극대화를 이루어 왔는가? 지난 몇 십년동안 전 세계적으로 제조기술 분야의 급속한 성장으로 대부분의 제조업에서 눈부실만한 품질향상과 생산성 극대화를 이루어 왔다. 하지만 현재 제조기술 분야는 새로운 문제에 직면하고 있다.
SPC는 어떤 기법인가? 전통적으로 관리도는 통계적 기준으로만 설계되었다. SPC(Stasistical Process Control)는 제조공정단계에서 제품의 주요한 품질특성을 통계적으로 해석하여 공정의상태를 관리하는 기법이다. SPC의 중요한 목적 중 하나는 제조공정에서 이상요인(assignable causes)에 의한 불량이 발생하였을 때 이를 빨리 감지하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 것이다.
현재 제조기술 분야는 새로운 문제에 직면하고 있는데 이 문제는 무엇인가? 하지만 현재 제조기술 분야는 새로운 문제에 직면하고 있다. 실제 현장에서 관리하고자하는 품질특성은 정규분포를 따르지 않는 경우가 많은데, 대부분의 통계적 공정관리기술체계가 정규분포를 기반으로 하고 있다는 것이다. 이러한 이유로 비정규 공정에서 극소불량관리, 미세변동관리에 대한 연구가 시급한 실정이다.
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