관리도

[이수용 (품질,야간) 19913890]

품질의 산포

일반적으로 제조공정에서는 제조의 목표가 되는 설계품질에 합치되는 제품(반제품)을 만들어 내는 일이 주요 목표 중의 하나이다. 그런데 일정한 생산조건 하에서 작업을 실시한다 하더라도 제조된 제품의 품질에는 반드시 산포(변동)가 생기기 마련이다. 이러한 품질의 산포를 발생시키는 원인을 살펴보면 여러가지가 있으나 크게 다음 두 가지로 분류할 수 있다.

첫째, 공정에서 언제나 일어나고 있는 어쩔 수 없을 정도의 산포로서 생산조건이 엄격히 관리된 상태 하에서도 발생하는 불가피한 산포이다. 이러한 산포의 원인을 우연원인(偶然原因)이라고 하며, 식별하기 어려운 원료(원·부자재) 및 생산설비 등의 제반 특성의 차이, 작업자의 숙련도의 차이, 작업표준의 허용범위 내에서 작업조건 및 작업환경의 변화 등으로 말미암아 발생한다.

둘째, 보통 때와는 다른 특별한 의미가 있는 산포로서, 그냥 보아 넘기기에는 문제가 되는 산포이다. 이러한 산포의 원인을 이상원인(異常原因) 또는 가피원인(可避原因)이라고 한다. 이러한 원인은 불량 원·부자재의 사용, 생산설비상의 이상 또는 고장, 작업자의 부주의 및 측정, 시험 등의 오차 때문에 발생한다. 이상원인들은 공정에서 만성적으로 존재하는 것은 아니고 산발적으로 발생하며 품질의 변동에 크게 영향을 끼치는 요주의 원인으로서 우선적으로 제거 대상이 되는 것들이다.

제조공정이 우연원인에 의해서만 관리된다면 이러한 공정으로부터 제조된 제품의 품질은 균일하게 될 것이며, 동시에 앞으로 제조될 제품의 품질도 예측할 수가 있게 된다. 이렇게 우연원인으로만 이루어진 상태의 공정을 관리된 공정 또는 안정된 공정이라고 한다. 일반적으로 제조공정은 작업시간의 대부분이 관리된 상태로 가동되고 있다. 그렇지만 이상원인이 한 가지만 존재해도 공정은 관리되지 않은 상태로 변화하여, 불량품이 눈에 띌 정도로 가공 또는 조립되게 되어 앞으로 제조될 제품의 품질 또한 예측하기 어렵게 된다.

따라서, 품질변동의 원인을 조사하여 우연원인과 이상원인으로 구별하여 이상원인은 현장에서 즉시 조처를 취하여 더 이상 재발하지 않도록 하고, 우연원인에 대해서는 유지 내지는 더 줄일 수 있도록 생산설비의 개선, 작업방법의 개선, 작업자의 교육과 훈련 및 작업환경의 개선 등을 통하여 점차적으로 품질향상을 꾀하도록 하여야 할 것이다.


관리도의 원리

공정의 상태를 나타내는 품질특성치(데이터)를 이용하여 품질변동에 영향을 끼치는 원인을 신속히 판별하고, 발견된 이상원인에 대해서는 조처를 취함으로써 공정을 관리상태로 유지시킬 수 있는 통계적 수법이 있다면 매우 편리할 것이다. 이러한 필요성에 부합되는 수법이 바로 관리도이다. 관리도란 <그림 5.2>와 같이 우연원인으로 인한 산포와 이상원인으로 인한 산포를 구분할 수 있는 중심선 상·하에 관리한계선(관리상한선, 관리하한선)을 결정한 다음 공정의 상태를 나타내는 품질 특성치(측정치, 데이터)를 타점하여, 이 점이 관리한계선 밖으로 나가면 공정에 보아 넘기기 어려운 원인(이상원인)이 존재하고 그렇지 않으면 조사해 보아도 별로 뜻이 없는 우연원인에 의한 상태라는 사실을 시간의 경과에 따라 한 눈에 알아 볼 수 있도록 그린 일종의 꺾은선 그래프이다.

공정이 관리된 상태라면 거의 모든 점들이 관리한계선 안에 랜덤하게 타점이 된다. 이것은 공정의 상태가 우연원인에 의해서만 영향을 받기 때문에 품질의 변동도 예측이 가능함을 의미하며 이런 상태라면 공정에 대한 조처는 거의 필요가 없게 된다. 반면에 관리한계선 밖으로 점들이 자주 타점되면 공정의 상태가 안정되어 있지 않다는 증거로 해석된다. 즉, 공정이 이상원인에 의한 상태로 가동되고 있어서 계속적으로 품질상의 문제를 일으키고 있다고 보는 것이다. 이런 경우에는 이상원인을 규명하고 그에 알맞는 관리 및 기술적 조처를 취하여야 한다.

따라서 관리도를 이용하는 주된 목적은 공정상의 이상 유무를 신속히 찾아내어 이상원인으로 인한 불량품이 대량 생산되기 전에 필요한 조처를 미리 취하여 관리된 상태를 유지하도록 함으로써 최상의 제조품질(적합품질)을 달성하는데 있다.

관리한계선의 결정

공정이 관리상태인가 아닌가를 구분해 주는 관리한계선은 어떻게 결정하는 것이 합리적일까? 공정을 통계적으로 관리하기 위해서는 규격한계와는 별개의 조처한계 즉, 관리한계를 도입할 필요가 있으며. 이러한 관리한계는 품질특성치가 관리한계를 벗어나면 공정에 이상원인이 존재한다는 것을 의미해야 할 것이다.

다시 말하면 규격한계는 이미 만들어진 제품의 양·불량을 판정하는 기준인데 반하여, 관리한계는 공정상의 이상원인을 제거하기 위해 공정에 대한 개선조처를 지시하는 관리수단으로 사용되는 것이며, 따라서 규격한계와 관리한계는 별개의 개념인 것이다.

관리도는 공정에 대해 통계적 관리를 실행하는 기준으로 볼 수 있다. 따라서 그 기준은 공정상의 이상원인을 밝힐 수 있어야 하며, 동시에 이상원인을 발견하기 위한 손쉬운 기법을 제시하고, 간단하면서도 지속적인 개선활동에도 적용될 수 있어야 한다. 이상을 고려하여 관리한계선은 3σ법에 의해 정하면 큰 문제는 없을 것으로 본다. 물론 경제적인 측면도 반드시 고려되어져야 할 사항이다.
3σ법이란 통계량(품질특성치)의 기대치의 상·하에 그 통계량의 표준편차의 3배에 해당하는 폭을 잡아서 관리한계선으로 정하는 방법이다.