공정능력 분석에 대하여

통계적 품질관리의 주요 기능 중의 하나는 공정을 관리상태로 유지하는 것이다. 그에 못지않게 그 공정으로 부터 생산된 제품들이 규격을 만족하도록 공정을 유도, 조정하는 일도 중요하다. 그래서 제품의 개발 및 제조단계에서 생산공정의 품질 변동 정도를 측정하고 규격과 비교 분석하여 변동의 폭을 감소시키기 위해 제반 통계적 방법들을 이용하여 공정능력 분석을 행한다. ■ 공정능력지수의 개념 공정능력(Process capability)의 정의 가) 공정능력이란 공정에 있어서의 달성능력이다. - 어휘상의 정의 나) 공정능력이란 공정이 최상을 이룰 때(관리상태에 있을 때) 제품 각각의 변동이 어느 정도인가를 표시하는 양이다. 이 때에는 보통 공정능력 대신 자연공차(natural tolerance)라는 용어를 사용하고, 대개 6σ를 사용한다.-J.M. Juran 다) 공정능력이란 통계적 관리상태 하에서의 공정의 정상적인 움직임, 즉 외부적인 요인에 방해됨이 없이 작업을 행한 공정에 의해서 만들어진 일련의 예측할 수 없는 결과를 말한다. - Western Electric Co. 이상의 내용을 요약해 보면 - 어떤 공정이 - 어떤 특정 조건하에서의 - 공정이 관리(안정)상태에 있을 때 - 공정이 만들어 낼 수 있는 품질에 대한 달성능력 이라고 말할 수 있다. 공정능력을 정보로서 활용하기 위해서는 양적 표현 방법. (1) 품질특성 분포의 6σ를 추정하여 공정능력으로 정하는 6σ에 의한 방법 (2) 공정능력지수에 의한 방법 (3) 공정능력비에 의한 방법 공정능력지수(Process Capability Index) 공정 능력(6σ)과 규격의 폭과 의 비율로서 공정이 규격에 맞는 제품을 생산할 수 있는 능력이 충분한지를 나타내는 지수이다. 이에는 규격, 치우침, 목표치 등과의 관계에 따라 Cp, Cpk, Cpm등이 있다. ■ 공정능력지수의 이용 공정이 공차를 어느 정도 잘 유지할 수 있는지 예측할 때 제품개발 및 설계단계에서 공정을 선택하거나 변경할 때 관리도 운영에 있어서 부분군 채취간격을 설정할 때 새로운 장비들이 갖추어야 할 기능상 필요조건을 규정할 때 제조공정의 품질변동의 감소를 원할 때 거래처를 선정할 때 ■ 공정의 산포만을 반영하는 Cp 단지 공정변동(actual process spread, natural tolerance)에 대한 규격변동(allowable process spread, part tolerance)의 양적인 표현을 나타내는 것. 단, USL = upper specification limit LSL = lower specification limit NT = natural tolerance Cp 모수들과의 관계 Cp는 허용규격이 양측으로 주어졌을 때 사용되며 규격범위와 관련한 공정의 범위에 따라서 Cp값은 여러가지로 나타난다. Cp = 1.0은 한 공정에서의 실제공정의 범위와 규격허용의 범위가 일치됨을 나타내며 안정된 정규분포 상태에서는 이론상 규격한계를 벗어나는 부분이 0.23%이다. 그러나 기계나 공구의 마모, 노후화 등에 의해 안정적으로 공정품질을 확보하기 어려우므로 Cp = 1.33이상이 바람직하다고 하며 이 때의 고정불량부분은 0.007%이다. ■ 공정평균의 위치를 반영하는 Cpk 공정능력이 산포의 중심에서 벗어난 정도를 공정능력지수에 반영하기 위해 주어진 양측규격한계의 중심을 m이라 놓으면 m은 다음과 같다. m = (USL+LSL) / 2 치우침도(k) :공정평균이 규격중심에서 벗어나는 정도 Cpk = (1-k)Cp 규격상한만 있는 경우 Cpk = (USL-μ)/3σ 규격하한만 있는 경우 Cpk = (μ - LSL)/3σ