Process deviation, variance

프로세스라는 키워드를 들으셨을 때 어떠세요?

개인마다의 경험과 철학에 따라 다르게 첫 생각은 다르실 겁니다.  저의 경우 과거 R&D에서 프로세스를 구축 / 운영하는 일을 했지만, 그 전에는 공장에서의 프로세스, Process를 분석 및 관리 / 운영을 하였습니다.

 

오늘은 Process를 Production activities에 초점을 맞춰서 간단 요약하여 설명 드리고자 합니다.

헷갈리실 수 있으니 용어의 정의로 오늘은 Process를 공정이라고 칭하겠습니다.

 

공정 관리의 개념은 공정, Process에서 발생할 수 있는 변동을 최소화 하는 것입니다. (Process objective)

여기서 변동은 산포라고 하여 변동의 크기의 Measurement 로 불립니다. (산포: 변동의 크기)

즉 공정 관리는 이런 산포를 관리하는 것이 큰 목표입니다.

 

공정에서 가장 기본이 되는 것은 4M입니다.

- 제조방법 (Method)

- 사람 (Man)

- 설비 (Machine)

- 원재료 (Material)

 

제조 프로세스, 공정에서 품질에 영향을 주는 요인은 무엇일까요? 

많은 요소 들이 있지만 Shewart 슈와츠가 정의한 기준으로 아래 두 가지 원인을 살펴보겠습니다.

 

1. 우연원인 (chance cause):

- 원재료 설비 표준, 허용 범위 내에서의 변동

- 작업 표준, 허용 범위 내에서의 변동

- 측정기의 정밀도, 측정 오차

 

2. 이상원인 (assignable cause):

- 표준, 작업 내용

- 작업 절차

- 설비 불량, 고장

- 작업상 오류

 

참고로 Deming의 경우 공통원인 (common cause), 특별원인 (special cause)로 구분하였습니다.

 

이상원인에 대해서 좀 더 살펴보면,

① 체계적 이상원인(systematically abnormal cause)

- 어떤 규칙성, 주기성을 지니고 순간적으로 일어나는 원인 

- 일단 일어나면 계속적으로 이상을 나타내는 원인

- 기술담당 부문의 임무, 층별 / 상관분석이 유효

② 산발적 이상원인(sporadically abnormal cause) :  현장관리상의 문제, 관리도

③ 만성적 이상원인(chronically abnormal cause) : 작업자의 부주의나 불량 원료 같은 이상원인 ⇒ 철저한 공정관리

 

품질특성은 하나의 확률변수로 나타납니다.

공정 관리는 생산되는 제품의 품질특성이 소기의 목적을 달성하기 위하여 만족할만한 확률분포를 가질 수 있도록 품질특성의 분포를 조정하는 관리활동을 말합니다.

 

이러한 공정관리는 아래의 7단계 분석 순서로 살펴볼 수 있습니다. 크게 외우시거나 고민하실 필요는 없습니다. 흐름대로 생각해보시면 이해하실 수 있습니다. 우리의 대상 프로세스를 분석해야겠죠? 그리고 들어가는 자재라든지, 설비라든지 살펴봐야 할테고요. 그리고 검사 장비 및 시설/기구에 대해서 계측 관리를 하고 있는지 살펴봅니다.

그리고 목표와 전략에 따라서 공정 관리에서 검사 기준을 설정합니다. 새롭게 공정 관리를 구축하는 경우 (e.g., 새로운 공장 설립, 공장 이전, 신설 장비 도입)에는 이전에 참고한 검사 기준이 없습니다. 위와 같은 순서/흐름으로 진행하다보면 검사기준을 설정하실 수 있을 겁니다. 그리고 시범운영을 하면서 초기의 검사기준은 바뀌게 됩니다. (지속적 개선이 프로세스의 목적 중 중요 요소임을 기억하시기 바랍니다)

 

공정관리 절차

 ‣ 제조방법 및 기술수준 측면 : 프로세스절차 단순화, 프로세스기술 안정(표준화)

 ‣ 인적 측면 : 작업자나 종업원의 숙련도 제고

 ‣ 설비측면 : 설비의 정밀도 향상, 주기적 점검 및 조정 시행

 ‣ 재료 측면 : 원재료의 품질을 안정시킴

◈ 제조 프로세스에 대한 공정관리 분석 순서

 ① 프로세스 파악 : 프로세스 흐름도

 ② 프로세스 해석

 ③ 자재관리

 ④ 설비관리 

 ⑤ 계측기 관리 

 ⑥ 검사기준 설정

 ⑦ 공정관리 실시와 검토

 

데밍의 PDCA 사이클

① 실험 계획 (Plan the Experiment)

• 개선 기회를 인정, 정의. ([1] Identify the opportunity)

• 고객요구와 프로세스 성과간의 차이 분석. ([2] Analyze the process)

- 프로세스변수에 대한 자료 수집.

- 시장조사, 소비자 연구 등을 통하여 고객의 요구 파악. (설계품질)

• 프로세스능력 자료를 분석하여 적합품질 연구. ([3] Develop opt. soln.)

② 실험 실시 (Perform the Experiment) ([4] Implement)

• 소규모의 시제품에 대한 실험 실시.

• 고객과 프로세스로부터의 피드백 정보 수집.

③ 실험 결과 조사 (Check the results) ([5] Study the result)

• 고객요구와 프로세스 성과의 차이가 감소되었는지 검토.

• 다른 주요 품질특성에서 결함이 발생하진 않았는지 검토.

• 통계적 방법을 통하여 새로운 계획의 전 후 결과 비교.

④ 실험결과에 따른 조치 (Act according to observation)

• 새로운 계획을 대규모로 실행할 것인가 여부 결정. ([6] Standardize the sol.)

• 새로운 계획 수립 여부를 결정. ([7] Plan for the future)

 

Deming PDCA Cycle in Process

지속적 개선

 ‣ 지속적 개선(continuous improvement)은 연속적이며 항구적인 개선을 의미,

프로세스결과와 고객의 기대수준 사이의 차이를 줄여나가는 체계적인 접근방법

① 결함의 예방 청소

② 문제점이 발생한 프로세스를 지속적으로 개선

③ 프로세스결과와 고객의 기대수준 사이의 차이를 줄여나감.

④ Kaizen(改善) 철학

•개선을 위한 끝없는 노력, 점진적 변화에 대한 절박함

•완제품보다 프로세스에 중점을 둠.

 

Kaizen께서는 5S라는 방법을 제안하셨기로도 유명한데, 한일 관계에서 민감한 시기이니 이 부분은 제외하도록 하겠습니다.

우리가 흔히 들어본 PDCA 사이클을 통한 개선활동을 살펴보겠습니다. 요 내용의 경우 공정관리에 한해서만 생각하시지 않으셔도 됩니다. 여러 분야, 환경에서 적용이 가능한 부분이니 참고하시기 바랍니다.

 

지속적 개선을 위한 7단계 절차

‣ 문제점 해결, 품질향상을 위한 효과적, 체계적 절차 [JUSE]

(1) Plan

1단계 : 문제의 선택과 명확한 기술 ([1] Identify the opportunity)

• 문제 : 이상과 실제 결과와의 차이 (파레토 그림)

• 개선의 측정방법 정의

• 목표 설정, 팀 구성, 리더 선정, 일정 계획

2단계 : 현 시스템의 연구 ([2] Analyze the process)

• 현 시스템의 흐름도

• 성과측정 자료, 현 시스템 관련 자료 수집

• 문제점 관련 변수 자료 수집 (런(run)차트, 관리도)

3단계 : 가능한 이유의 확인 ([3] Develop opt. soln.)

• 프로세스 숙련 직원들의 브레인스토밍 ⇒ 문제점 주요원인 파악 ⇒ 특성요인도

(2) Do

4단계 : 계획과 해결책의 수행 ([4] Implement)

• 가능한 해결책 나열 ⇒ 해결책 평가

(3) Check

5단계 : 결과 평가 ([5] Study the result)

• 자료 분석, 해결책의 유용성에 대한 결론

(4) Act

6단계 : 효과적인 해결책의 표준화 ([6] Standardize the sol.)

• 효과적 해결책 ⇒ 표준화된 운영절차에 포함

• 더 나은 방법의 연구 가능성 고려, 분석

7단계 : 프로세스에 대한 고려와 미래 계획 개발 ([7] Plan for the future)

• 문제 해결 노력 검토, 학습결과 요약

• 추가적 개선의 필요성 결정

• 해결책이 필요한 다른 문제점 인식

 

어쩌다 보니 과거 생각에 글을 쓰게 되었습니다. 여러분들은 어떠세요? 개인적인 얘기를 잠깐 해보면, 첫 품질 강의를 들을 때, 별로 그닥 굉장히 이론적으로만 생각했습니다. 오래된 학문이고 이미 현실은 많은 발전을 했으니, 해당 내용보다는 신 기술, 전문적인 Deep dive한 내용을 이해하고 싶었습니다.

 

그러나 현실은 그렇지 않았습니다. 위 간단하거나 당연한 품질 관리 방법이 아직도 많이 적용되지 못하거나, 인증을 유지하거나 고객 감사를 대응하기 위한 모습으로만 남아있는 경우가 있습니다. 그런 경우에는 매우 안타깝지만 지금이라도 바뀌어야 한다고 생각합니다. 과거의 모습을 바꾸기 위해서는 지금 노력하셔야 합니다. 엉뚱한 소리일 수도 있겠지만, 아무것도 안하면 내일에서 보는 오늘은 달라지지 않습니다.

 

깨어있는 살아있는 품질인으로서 자랑스러운 지금을 보내셨으면 하는 바람입니다. (헛소리를 많이 해서 실례 하였습니다.;;)

 

이상 읽어주셔서 감사합니다.