6시그마와 교육 현장 적용

[蒙泉이동원]

6시그마와 교육 현장 적용

Ⅰ. 시작하며

   기업을 비롯한 모든 조직은 조직 존립 목적을 달성하기 위해 사력을 다한다. 여기에 학교도 예외는 아닐 것이다. 학교의 존립 목적을 한 마디로 말한다면 학습자의 학습이다. 이를 위해 학교는 인력, 시설, 예산, 제도 등 다양한 노력들을 기울이고 있다. 그런데 과연 학습자를 성공적으로 변화(학습)시키고, 고객이 만족하고 있으며, 이러한 과정이 효율적으로 이루어지고 있는가? 이러한 질문은 끊임없이 제기되고 있지만 오히려 교육 붕괴, 공교육의 불신 등과 같은 우려의 소리는 줄어들지 않고 있어 보인다.

   제조업과 같은 기업뿐만 아니라 서비스 산업까지도 이윤의 극대화와 고객의 만족을 위해 다양한 관리 기법들을 개발하여 실행하고 있는 것처럼 학교에서도 교육 목적을 최대한 달성하면서도 고객의 만족을 극대화할 수 있는 프로그램들을 개발, 관리하는 일은 학교의 책무성을 위해서도 당연한 노력이 아닐 수 없다. 이에 최근 기업 분야에서 도입하여 크게 관심을 받고 있는 6시그마 관리 기법을 알아보고 교육 현장 적용 가능성을 탐색해보고자 한다.

Ⅱ. 6시그마 개념과 특성

  1. 6시그마 발생과 도입

   6시그마는 고객의 소리에 귀를 기울이면서 제품의 품질을 획기적으로 개선하고, 제품의 불량률을 최소화하여 기업 이윤의 극대화를 꾀하고, 고객에게는 최대한의 만족을 주는 경영 기법의 한 형태이다.

   통계학 용어인 6시그마를 경영 기법에 처음 도입한 것은 1987년 미국의 모토로라 회사에 근무하던 Mikel J. Harry이었다. 그는 제품의 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로 통계 지식을 활용해보자는 아이디어로 6시그마 기법을 창안하여 새로운 경영 기법으로 확립하였고 제품의 품질 또한 획기적으로 좋아졌다. 이후 이 기법은 미국의 GE, IBM, 소니 등으로 확산되었고, 제조업을 비롯하여 금융업, 의료서비스, 유통 등 서비스 산업과 심지어 행정기관에서도 6시그마를 도입하여 프로세스 효율성 향상, 고객 만족, 경쟁력 강화, 비용 절감 등의 실질적인 성과를 거두고 있다(노재범외, 2005, 32). 우리나라에서도 1997년부터 약 35곳의 유수한 기업체에서 도입하고 있는가 하면, 인천,, 충남, 전북교육청 등에서 도입하여 적용하고 있다(대구광역시교육청, 2007. 52).

교육이란 학교에 들어오는 학습자(재료)들을, 원하는 방향으로 변화시켜(생산공정), 수요자인 학부모와 사회에 배출(제품 생산)시키는 서비스산업이라고 볼 수 있다면(이동원, 2005), 비록 기업의 효율성을 높이기 위한 경영 기법이라고 하더라도 학교의 목적을 달성하기 위해 현장의 문제를 개선하거나 대안을 찾아 기획, 관리, 실행하는데 유용하게 적용할 수 있는 기법이 아닐까 생각할 수 있다.

  2. 6시그마 개념

   6시그마란 통계학 용어이다. 시그마(σ)는 모집단의 사례수가 평균치로부터 흩어진 분산 정도를 나타내는 기호로서 표본집단의 표준편차(SD)와 같은 개념이다.

   품질수준을 몇 시그마 수준이라고 하는 것은 품질분포의 평균(μ)이 목표치에 일치하고 있을 때 주어진 규격의 상한(USL : Upper Specification Limit)이나 규격의 하한(LSL: Lower Specification Limit)까지의 거리를 표준편차(σ)로 나누었을 때 나타나는 값을 기준으로 설명한다(이순산, 2003, 20). 즉 (USL-μ)/σ가 시그마 수준이 된다. 만약 어느 백화점에 냉장고를 구입하였는데 고객이 원하는 배달 날짜는 3-5일 이내(규격하한 3일, 규격상한 5일)이고, 백화점에서는 이 고객의 요구를 만족시켰다고 할 때 규격 한계값은 ±1이 된다. 그리고 이 때 표준편차가 0.166이라고 한다면 냉장고 배달 프로세스의 시그마 수준은 1/0.166=6시그마가 된다. 그러나 분산이 커서 표준편차가 0.33일 경우 시그마 수준은 1/0.33=3시그마가 된다. 따라서 시그마 값이 작을수록, 분산은 클수록 결함률은 높아지게 된다.

   가. 정규분포곡선과 6시그마

   정규분포곡선에서 1시그마(1표준편차)는 전체 사례수의 약 34.13%를 차지한다. 그러므로 중앙(평균치 혹은 표준값)에서 좌우로 1시그마(±1시그마)는 전체의 약 68.26%를 차지하며, 좌우로 2시그마는 95.45%, 그리고 좌우 3시그마는 99.73%를  <그림1> 정규분포곡선과 6시그마 나나타낸다. 이 정규분포곡선은 좌우 어느 쪽으로도 닫힘이 없이 무한대로 나가기 때문에 4, 5, 6, 7시그마의 수준으로 계속 이어지는 특성이 있다. 이것을 그림으로 나타내면 위 <그림1>과 같다.

   정규분포곡선에서의 시그마 수준이 1(1시그마)이면, 특정 행위를 했을 경우 그 결과가 목표한 범위 내에 들어올 확률이 68.26%임을 의미한다. 2시그마는 95.45%, 3시그마는 99.73% ---가 된다. 즉, 1시그마일 경우 100회의 행위 중 표준값(기대값)의 범위 내에 분포하는 행위가 68.26회가 되고 밖으로 벗어나는 행위(불량품 수)는 31.74회가 된다. 2시그마 이하는 같은 식으로 해석할 수 있다. 이를 다시 확대하여 1백만 번의 같은 활동을 했을 경우(ppm: parts per million)로 바꾸었을 때 애러(불량) 발생은 1시그마는 317,400ppm, 2시그마는 45,500ppm, 3시그마는 2,700ppm, 4시그마는 63ppm, 5시그마는 0.57ppm, 그리고 6시그마는 0.002ppm실수를 한다는 의미가 된다.

   나. 목표값을 +1.5시그마 이동한 경우 6시그마

   어느 학급에서 지난 달 수학 평균이 60점이었고, 최하점(규격하한점)은 40, 최고점은 80(규격상한점)이고 표준편차는 20이었다면 이 학급의 수학 시그마 수준은 60-40/20=1이 된다. 담임선생님이 한 달간 학생들과 열심히 노력하여 다음 달 평균은 75점, 최하점 60, 최고점 90, 표준편차는 5라면 이 달의 시그마 수준은 75-60/5=3이 된다. 시그마 수준으로 보면 학생들이 수학 성적 불량률은 엄청나게 출어든 것이다. 또한 이 학급의 평균과 표준편차가 지난달에 비해 오른쪽으로 이동한 것을 알 수 있다. 이와 같이 제품이나 서비스의 품질을 장기적으로 관리하게 되면 프로세스의 평균은 여러 가지 원인에 의해 중심에서 이동하는 현상이 발생한다. 따라서 6시그마에서는 일반적인 상황에서 1.5 정도의 평균이동이 항상 존재한다고 간주하고 이 때 발생할 수 있는 불량률을 산출하여 품질수준의 관리지표로 활용하는 방법을 취한다(이순산, 상게서, 24). 평균을 +1.5 이동하였을 때 1시그마 수준에서는 백만개당 697,672개의 불량품이 발생하며 6시그마 수준에서는 3.4개가 발생한다. 이를 표로 나타내면 아래와 같다.

                                 <표2> 시그마 수준이 변하는 경우의 불량률 변화

시그마 수준	평균이 목표치에 일치하는 경우		평균이 +1.5 이동한 경우
	양품률(%)	불량률(ppm)	양품률(%)	불량률(ppm)
1	68.27	317,311	30.2328	697,672
2	95.45	45,500	69.1230	308,770
3	99.73	2,700	93.3189	66,811
4	99.9936	63	99.3790	6,210
5	99.999943	0,57	99.97674	233
6	99.9999998	0,002	99.99966	3.4

                                           (표 인용 : 이순산, 2003, 24)

  3. 특성과 기본 용어

   6시그마를 최초로 창안한 Harry박사에 의하면, 6시그마는 통계적 측정치이며, 경쟁우위를 갖게 해주는 기업전략이고, 그리고 기업 내의 사고방식을 바꾸는 철학이라는 특성이 있다. 노재범(2005, 36)은 6시그마의 특징을 프로세스 중심, 고객중심, 데이터를 바탕으로 한 과학적인 문제해결, 경영진과 전문인력이 주도, 재무성과 창출 등 여섯 가지로 제시하고 있다.

6시그마에 사용되는 기본 용어에는 아래와 같다.

   - VOC(Voice of Customer) : 고객의 요구, 고객의 소리

   - VOB(Voice of Business) : 경영자, 주주, 정부, 국가기관의 소리나 요구

   - CTQ(Critical To Quality) : 품질특성, 즉 VOC 중에서 반드시 관리되어야 할 특성치

   - Champion : 단위사업부의 책임자(사장, 본부장, 이사)로서 6시그마 추진 방향 제시 및 목표

     달성 책임

   - MBB(Master Black Belt) : 6시그마 이론과 실무에 능한 전문가로 6시그마를 수행할 인원을

     조직하고, 그 기법을 교육하며 각 팀의 코치 및 감독의 역할을 수행함

   - BB(Black Belt) : 6시그마 과제 수행의 실질적 책임자로서 가장 핵심적인 직원에게 부여하는 자

     격. 프로젝트 선정, 팀원의 구성, 관련예산의 집행 등의 권한을 지닌 프로젝트 리더. 주로 부장,

     차장, 과장 등 중간 관리자로 4개월간의 집중 교육 이수

   - GB(Green Belt) : 형상시 본연의 임무를 수행하다가 BB의 요청이 들어오면 프로젯트에 참가하게

     되는 핵심적인 수행요원

III. 6시그마 방법과 절차

   6시그마 프로젝트를 수행하는 방법론에는 DMAIC와 DMADOV 의 두 가지 유형이 있다(노재범외, 52). 전자는 현재 존재하고 있는 프로세스나 제품의 결함을 개선하기 위한 방법이며, 후자는 신제품을 설계하거나 현재 존재하지 않는 새로운 프로세스를 처음부터 6시그마 수준으로 설계하기 위한 방법론이다. 그리고, 이 두 방법이 복잡한 통계와 장기간의 시간이 소요되는 문제가 있어 빠른 개선이 가능한 과제 수행을 위한 Quick-Win 방법이 있다. 그러나 가장 일반적으로 사용하는 방법은 전자이다. 특히 교육 분야에서 적용할 수 있는 전략이기도 하다. 따라서 여기서는 전자의 방법에 대해서만 기술하기로 한다.

  1. DMAIC 절차

   가. 정의(Define)

   프로젝트 선정 배경(문제점)을 기술하고 추진 목표 및 프로젝트 범위를 결정하는 단계이다. 중요한 것은 개선 대상을 선정하고 과제의 범위를 결정하는 일이다. 따라서 여기서는 고객의 요구 사항(VOC)을 파악하고 가장 핵심 되는 품질특성(CTQ)을 선정하며, 프로젝트의 목표를 설정한다.

   나. 측정(Measure)

   프로젝트의 성과를 측정할 수 있는 지표(Y)를 정의하고, 그 지표의 현 수준을 측정하며, 성과 지표에 영향을 줄 수 있는 잠재적인 원인 변수(X)들을 도출하여 우선 순위를 결정하는 과정이다. 여기서는 수집해야할 data를 확인하고, 수집 방법을 설계하며, 측정을 하여 측정치로 대체한다.

   다. 분석(Analyze)

   측정 단계에서 발굴한 원인 변수(X)들을 대상으로 통계적인 방법이나 과학적인 분석 과정을 통해 성과 지표(Y)에 가장 확실한 영향을 미치는 핵심 인자(Vital Few)들을 선별한다. 즉 데이터를 수집하고, 분석하며, 핵심인자를 선정한다.

   라. 개선(Improve)

   성과 지표(Y)가 원하는 목표를 달성할 수 있도록 핵심 인자의 최적 개선안을 도출한다. 즉 개선안을 수립하고, 핵심인자를 최적화하며, 개선 결과를 검증한다.

   마. 관리(Control)

   개선 결과를 지속적으로 유지하기 위한 관리 계획을 수립하고 실행한다. 즉 관리 계획을 수립하고, 관리 계획을 실행하며, 문서화하고 이관한다. 가장 중요한 일은 개선안이 현장에서 올바로 정착되고 있는지를 확인하고, 개선 효과의 지속성을 확보하는 일이다.

  2. DMAIC 사례

   다음은 DMAIC 방법을 교육 현장에 적용한 예이다.

                                          < 주제 : 학생안전사고 감축 >

D(정의)	M(측정)	A(분석)	I(개선)	C(관리)
∙VOC ∙안전사고예방요구 (학생, 학부모) ∙안전사고예방 철저 (정부, 상급기관 공문, 교육과정) ∙CTQ -수업 중 안전사고 -시설 이용에 의한 안전사고 -놀이,휴식중 안전사고 -학생 사회적 안전사고 -체험학습 안전사고 <정의> ∙안전사고 감축	∙측정할 내용 가. 안전사고 발생 빈도 -년도별, 학년별, 남여별, 시간대별, 공간대별 나. 사고원인별 발 생빈도 -수업 중 -놀이 -시설 이용 중 ∙자료수집방법 -관찰 -통계연감 -안정고제신청 연수 -설문지 -건강검진자료 등	∙수업 중 -실험.실습 기구 조작 미숙 -수업중태만, 주의 미숙 -체육시간 사전 준비 부족 -학생 의식 부족 ∙시설 이용 중 -계단난간에서 -청소시부주의 -전기코드 사용부 주의 ∙놀이 중 -심하고 과격한 장난 -기구이용 실수 -싸움 ∙학부모 비협조	∙학생인식.의식전환 -사고후유증으로 불행한 사람 사례 제시(영화,연극 등) -학교장,담임 훈화 -안전사고사례집 발간 배부 -안전수칙 부착 -글짓기,그리기 대회 ∙수업 중 -실험기구 조작 사 전지도 -주의집중 유지 -체육 사전 운동 지도 ∙시설기구 보수 -난간 미끄럼 방지 턱 -체육기구 1일 점검 체제	∙안전지표 -안전사고율 0 ∙관리 기준표 작성 -점검대책반운영 -점검표 작성활용

Ⅳ. 마치며

   21c 선진 기업에서 중시하고 있는 경영혁신 기업인 6시그마에 대해서 개념, 특성을 살펴보았다. 그리고 6시그마의 필요성을 교육 분야에 연결시켜 그 적용 가능성을 탐색하여 보았다.

고객을 우선하고, 만족시키며, 그를 통한 이익의 증대로 이어지는 품질 개선을 목적으로 하는 경영기법으로서의 6시그마기법은 교육운동으로서도 적용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있다. 다만, 아직까지는 학교 교육 활동 전 분야에서보다는 업무 개선이나 비용 절감, 효율성 증대 등의 분야에 적용할 수 있다. 앞으로 이 기법이 더 발전한다면 수업, 생활지도, 장학 등 전 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

   (토론) 학교 현장에서 6시그마 기법을 적용할 수 있는 과제에는 어떤 것들이 있는가?

참 고 문 헌

   노재범외(2005). 서비스 이노베이션 엔진, 6시그마. 삼성경제연구소

   대구광역시교육청(2007). 대구교육혁신 정착을 위한 혁신지도자 연수 과정 연수 자료. 대구광

         역시교육청

   매일신문. 2005. 3. 11.자. 6시그마 운동으로 검찰 업무 획기적 개선(14면)

   이동원(2005). 6시그마의 교육 적용 가능성 탐색. 교육인적자원부, 교육마당21, 2005, 12월호,

          l24-126

   이순산(2003). 6시그마 가이드 북. 비아씨코리아