Transcript 4. 랜덤 샘플링
품질검사 2015. 10. 01∼08 1. 품질검사와 데이터 분류 가. 데이터를 취하는 목적 3가지 분류 (1) 공정해석용은 예를 들면 어떤 불량에 관해 그 요인과 특성 간에 관계를 조사하기 위해 과거의 실적을 조사하거나, 새로운 실험을 하여 데이터를 취한 경우다. (2) 공정관리용은 어떤 공정에서 만들어지는 제품의 특성치를 조사하고, 그 공정이 정상인지, 이상인지를 판정하는 경우이다. (3) 검사용은 재료, 부품․제품을 검사하고 그것이 합격․불합격인지를 판정 하는 경우이다. 1. 품질검사와 데이터 분류 나. 데이터를 올바로 취하는 방법(5W1H) 구분 내용 누가(Who) 관리자인가, 작업자인가? 무엇을(What) 어떤 특성치 어디서(Where) 공정의 어느 위치에서 언제(When) 어느 시점에서 왜(Why) 무엇 때문에 그 데이터를 취하는가? 어떻게(How) 어떤 방법을 사용하여 측정하고, 취한 데이터는 어떻게 기록하며, 누구에게 보고하는가? 1. 품질검사와 데이터 분류 다. 특성취란? 품질이 좋고 나쁨을 표시하는 경우의 기준, 특색이 되는 것을 의미한다. 겉모양, 치수, 성능, 조작성, 수명, 신뢰성, 보전성, 맛, 냄새 등이다. 즉, 품질특성을 수치로 나타낸 것을 ‘품질 특성치’라 한다. 1. 품질검사와 데이터 분류 라. 계량치와 계수치 ■ 계량치 치수, 무게, 전압 등의 정량적인 값으로 품질특성이 파악될 수 있는 품질특성치 ■ 계수치 물품의 외관상의 오염, 흠, 불균형, 균열 등 마. 특성취를 선정할 때 주의할 점 (1) 그 특성치로 공정의 상황을 정확히 판단할 수 있는가? (2) 데이터를 취하는 목적(공정관리, 공정해석, 검사 등)에 부합한가? (3) 샘플링이나 측정이 용이한가? 2. 품질검사 가. 품질검사 정의 ■ 검사란, 계수조정형 샘플링검사에 의하면 측정, 시험 또는 게이지에 맞추어 보는 것 등과 같이 제품의 단위를 요구조건과 비교하는 것을 말한다. ■ Joseph Moses Juran에 의하면 검사란 ‘제품이 계속되는 다음의 공정에 적합한 것인가, 또 최종제품의 경우에는 구매자에 대해서 발송하여도 좋은가를 결정하는 활동을 말한다.’ ■ KS(한국산업규격)에 따르면 검사란 ‘물품을 어떤 방법으로 측정한 결과를, 판정 기준과 비교하여 개개의 물품의 물품에 양호, 불량 또는 로트의 합격, 불합격의 판정을 내리는 것’ 등의 정의로 되어 있다. 2. 품질검사 나. 품질검사의 목적 1) 좋은 로트와 나쁜 로트를 구별하기 위하여 3가지 검사를 실시한다. (1) 수입검사 (2) 공정검사 (3) 출하검사 2) 양호품과 불량품을 구별하기 위해서는 전수검사, 100%검사, 선별 등의 명칭이 붙여져 있는데, 주목적은 제품을 양호품과 불량품을 선별하는 것이다. 3) 공정이 변화했는지를 판단하기 위해서는 공정이 변화하였는가를 조사하는 것이다. 4) 공정이 규격한계에 가까워졌는지를 결정하기 위해서는 공정에 불량품을 만들 위험이 있는지를 조사하는 것이다. 5) 제품이 결점의 정도를 평가하는 것이다. 6) 검사원의 정확도를 평가하는 것이다. 7) 측정기기의 정밀도를 측정하는 것이다. 8) 제품설계에 필요한 정보를 얻기 위함이다. 9) 공정능력을 측정하기 위함이다. 2. 품질검사 다. 품질검사의 종류 검사가 행해지는 공정, 장소, 성질, 판정, 전수 검사와 무검사의 판단 등에 의하여 검사가 분류된다. 1. 검사가 행해지는 공정에 의한 분류 (1) 수입검사 또는 구입검사 (2) 공정검사 또는 중간검사 (3) 최종검사 또는 제품검사 (4) 출하검사 2. 검사가 행해지는 장소에 의한 분류 (1) 정위치 검사 (2) 순회검사 (3) 출장검사 2. 품질검사 다. 품질검사의 종류 3. 검사의 성질에 따른 (1) 파괴검사(물품을 물리․화학적으로 파괴하거나 검사 후 상품 가치가 없어지는 검사) (2) 비파괴 검사(검사 후에도 상품가치가 유지되는 검사) (3) 관능검사 4. 판정 대상에 따른 분류 (1) 전수검사 (2) 샘플링 검사 (3) 관리 샘플링 검사(체크검사) 3. 품질의 표시방법 1) 검사 단위의 품질 표시 (1) 양호, 불량 (2) 결점수(치명, 중결함, 경결함, 미결함) (3) 특성 값 2) 로트의 품질 표시 (1) 평균값 (2) 검사 단위당 평균 결점 수 (3) 로트의 표준 편차 (4) 불량률 3) 시료의 품질 표시 (1) 시료 내의 불량 개수 (2) 시료 내의 검사 단위당 평균 결점 수 (3) 시료의 평균값 (4) 시료의 표준 편차 (5) 시료의 범위 등 4. 랜덤 샘플링 1) 단순 랜덤 샘플링 크기 N의 로트로부터 크기n의 시료를 무작위로 뽑는 방법으로 난수표, 난수 주사위, 칩(chip) 등을 사용하여 KS A에 정의되어 있는 바와 같이 시료를 추출하는 것이다. 2) 계통샘플링 크기 N의 물품이 일렬로 배열되었을 때 일정한 간격으로 n개의 시료를 추출 하는 법(○표가 시료로 뽑히는 경우임). 1 ② 3 4 5 ⑥ 7 8 9 ⑩ ……같다. 3) 지그재 샘플링 계통샘플링의 간격을 복수로 하여 치우침을 방지하고자 하는 법이다 4. 랜덤 샘플링 4) 2단계 샘플링 모집단을 몇 개의 부분(1차 단위)으로 나누어 먼저 1단계로 그 중의 몇 개를 샘플로 추출하여 1차 시료로 하고, 다음에 1차 시료 중에서 몇 개의 단위체 (또는 인크리먼트)를 추출하는 샘플링 방법이다. 5) 층별 샘플링 모집단 몇 개의 군으로 나누어 각 층마다 랜덤하게 시료를 추출하는 방법으로 층간의 차는 될 수 있는 한 크게 하고 층 내는 균일하게 층별 하는 것을 원칙으로 한다. 4. 랜덤 샘플링 6) 층별 샘플링 모집단을 몇 개의 층으로 나누어 각 층으로부터 각각 랜덤하게 시료를 샘플링 하는 방법으로 다음 3종류가 있다. ■ 층별 샘플링(크기에 비례) ■ 네이먼 샘플링(크기의 표준 편차에 비례) ■ 데밍 샘플링(비용까지 고려) 4. 랜덤 샘플링 7) 취락 샘플링 모집단을 여러 개의 취락으로 나누어서(취락 간의 차는 작게, 취락 내의 차는 크게) 몇 개의 서브 로트를 취한 후 모두 조사하는 방법 등이 있다. 예를 들면 100개의 단위체가 한 상자에 들어 있고 10상자를 1로트로 하여 검사하는 경우 (1) 다 쏟아 놓고 그 중에서 n=20개를 택하면 랜덤 샘플링(단순 또는 계통) (2) 10상자 중에서 2상자를 택하고 그 안에서 n=20개를 택하면 2단계 샘플링 (3) 만일 10상자 중에서 A사의 것이 5, B사의 것이 5개인 경우, A․B사의 제품은 우선 구분하고 그 중에서 1상자씩 골라서 각 상자에서 n=10개씩 취하면 층별 비례 샘플링 (4) 10개의 상자 중에서 한 상자를 택하여 그 중에서 모든 검사 단위체를 뽑으면 취락 샘플링 4. 랜덤 샘플링 ■ 어느 대중 소비재(예를 들면 비누)의 메이커별 시장 점유율을 조사하는 경우 (1) 전국적으로 대표적인 도시(다양한 생활수준, 생활양식의 사람이 한국의 축소판이라고 가정하여)를 하나 고르고 그 도시의 전 세대에 대해서 어느 메이커의 비누를 쓰는가를 조사하는 것은 취락 샘플링 (2) 전국에서 몇 개의 시․구․동을 선정하고 각 시․구․동에서 랜덤하게 몇 세대를 선정하여 조사하면 2단 샘플링 (3) 각 시․구․동의 세대 수에 비례하여 샘플링을 하면 층별 비례 샘플링 (4) 전국을 다니며 닥치는 대로 불특정한 세대가 사용하는 비누 메이커를 조사 하면 랜덤 샘플링 4. 랜덤 샘플링 8) 샘플링 검사 (1) 정의 검사 로트로부터 시료를 뽑아서 시험․측정한 결과를 로트의 판정기준과 비교하여 합격․불합격을 판정하는 검사로서, 이 경우 로트와 시료의 크기와의 관계, 로트로부터 시료의 샘플링 방법, 판정 기준 등은 경제적인 요구를 기초로 하고 통계적 방법에 의하여 정해진다. (2) 전수 검사가 필요한 경우 ①전수 검사를 쉽게 행할 수 있을 때(간단한 시험, 자동화 등) ②불량품이 1개라도 혼입되는 것이 허용되지 않을 때(안전 사항 등) ③불량품이 섞인 경우 경제적으로 큰 영향을 미칠 때(보석류) ④후공정에 불량품이 넘어가면 커다란 손실을 줄 때 ⑤로트의 크기가 작고 파괴 검사가 아닌 때 4. 랜덤 샘플링 (3) 샘플링 검사가 필요한 경우 ①다수․다량의 것으로 어느 정도의 불량품 혼입이 허용될 때 ②검사 항목이 많은 경우 ③검사 비용을 적게 하는 것이 이익이 될 때 ④생산자에게 품질향상의 자극을 주고 싶을 때 ⑤불완전한 전수 검사에 비해서 신뢰성 높은 결과가 얻어지는 경우 (4) 샘플링 검사가 유리한 경우 ①다수․다량의 것으로 어느 정도의 불량품 혼입이 허용될 때 ②검사 항목이 많은 경우 ③검사 비용을 적게 하는 것이 이익이 될 때 ④생산자에게 품질향상의 자극을 주고 싶을 때 ⑤불완전한 전수 검사에 비해서 신뢰성 높은 결과가 얻어지는 경우 4. 랜덤 샘플링 (5) 샘플링 검사를 하는 경우의 조건 ① 제품이 로트로서 처리될 수 있을 것 ② 합격 로트의 속에서 어느 정도까지는 불량품이 섞이는 것을 허용할 수 있을 것 ③ 시료의 샘플링이 랜덤하게 될 것 ④ 품질 기준이 명확할 것 ⑤ 계량 샘플링 검사의 경우 로트를 구성하고 있는 단위의 특성값이 이루는 분포를 파악할 것 4. 랜덤 샘플링 9) 검사 로트의 구성 검사를 하는 경우 그 대상으로 하는 로트를 명확히 정해 두지 않으면 안 된다. 이것이 불명확하면 검사 종류 후 로트를 처리할 때에 곤란하게 되기 때문이다. (1) 합리적인 검사 로트의 내용 ① 거의 같은 생산 조건(4M)에서 제조된 제품으로 로트를 구성한다. ② 로트내 변동이 거의 없는 제품에 대해서는 로트의 구성을 크게 할 수가 있으나 로트내 변동이 큰 제품은 로트의 구성을 작게 한다. ③ 로트의 크기를 결정할 경우, 관리도를 보거나 공정의 정보를 근거로 하여 정한다. 4. 랜덤 샘플링 (2) 정지 로트와 이동 로트 장점 ① 정지 로트의 장점 ■ 검사 로트의 관리가 용이하다. ■ 로트 간의 구별이 용이하다. ■ 어떤 샘플링 방식이라도 적용할 수 있다. ②이동 로트의 장점 ■ 컨베이어 시스템 제조 공정에 적용. ■ 정지 로트를 만들 만한 장소가 없을 때. ■ 이동 중이 아니면 시료를 채취할 수 없을 때. 4. 랜덤 샘플링 10) 품질 특성에 따른 분류 (1) 불량 개수에 의한 샘플링 검사(계수 샘플링 검사) (2) 결점 수에 의한 샘플링 검사(계수 샘플링 검사) (3) 특성값에 의한 샘플링 검사(계량 샘플링 검사) 4. 랜덤 샘플링 11) 계수 샘플링 검사와 계량 샘플링 검사의 비교 내용 구분 계수 샘플링 검사 계량 샘플링 검사 검사에 숙련을 요하지 않는다. 검사에 요하는 시간이 짧다. 검사 설비가 간단하다. 검사 기록이 간단하다. 일반적으로 검사에 숙련을 요한다. 검사에 요하는 시간이 길다. 검사 설비가 복잡하다. 검사 기록이 복잡하다. 적용시 이론 상의 제약 시료를 채취할 때 랜덤성을 보지하면 좋다. 샘플링 검사를 적용하는 이론적 조건이 일반적으로 쉽게 만족된다. 시료의 채취에 랜덤성이 요구되며 그 적용 범위가 정규 분포하는 경우 또는 그 밖의 특 수한 경우로 제한된다. 판별 능력과 검사 개수 동등의 판별 능력을 얻기 위해서는 시 료의 크기가 커진다. 검사 개수가 같 을 때에는 판별 능력이 낮아진다. 동등의 판결 능력을 얻기 위해서는 시료의 크기가 작아도 된다. 검사 개수가 같을 경우 에는 판단 능력이 높아진다. 검사 기록의 이용 검사 기록이 다른 목적에 이용되는 정 도가 낮다. 검사 기록이 다른 목적에 이용되는 정도가 높다. 적용해서 유리한 경우 검사의 비용이 적은 것, 즉 시간, 설비 , 원이 그리 필요하지 않는 것에 유리 하다. 검사 비용이 드는 것, 즉 시간․설비․인원을 요하는 것, 특히 값비싼 물품의 파괴 검사에 유리하다. 검사 방법 4. 랜덤 샘플링 12) 각 샘플링 검사의 형태별 분류 형태 내용 적용 시기 규준형 새로운 구입처로부터 물품을 구입하 거나, 이따금 거래하는 경우와 같이 품질의 예비지식이 없을 경우. *생산자 소비자 만족 *새로운 구입시 *공정 평균 품질 추정이 안 될 때 *품질에 대한 예비지식이 없을 때 조정형 같은 종류의 제품을 계속적으로 구입 하는 겨우나 마음대로 공급자를 선택 할 수 있을 때. *자유로이 공급자 선택시 *같은 종류 제품 선별형 판매하는 쪽을 마음대로 선정할 수 없고 동일한 납품자로부터 구입할 수 밖에 없는 경우, 불합격된 로트는 검 사원 또는 작업원이 선별하도록 요구 . *납품자가 한정 *AOQL, LTPD 보증시 연속 생산형 컨베이어를 타고 계속 물품이 흘러나 오는 경우에 검사가 필요. *연속 제품 생산시(AOQL) *물품 적재 장소 부족시 4. 파레토도 4. 파레토도 4. 파레토도 4. 파레토도