Transcript 계측신뢰성 확보를 통한 공정능력 향상

계측신뢰성 확보를 통한
공정능력 향상
삼성코닝㈜
소성신
측정시스템이란 어디까지 일까???
IMAS 지시유량 확인
정확도±정밀도 ㎥/hr
IMAS
Transmitter
4 ~20mA
입력부
지시부
출력부
A/D
Converter
Filter
Time
Dead
Band
Controller
4 ~20mA
S/W - DCS
Drive Motor
0 ~ 100%
Valve
Sensing Area
Control Area
1. 측정시스템 분석목적
• 실제 프로세스의 산포를 다루기 위해서
• 계측 시스템에 의한 산포를 먼저 파악하고
• 프로세스 산포와 분리한다.




현재 또는 새로운 측정 시스템의 평가
하나 또는 그 이상의 측정 시스템 능력의 비교
조정이나 수리 후의 측정 시스템의 비교
측정오차에 의해 발생하는 변동수준을 파악해서
실제 공정능력을 결정
YOU CAN’T MEASURE,
YOU CAN’T CONTROL !
2. 측정시스템분석의 Key !!
• 차별력 (Discrimination)
• 정확성 (Accuracy)
– 치우침 Bias
– 직선성 Linearity
– 안정성 Stability
• 정밀성 (Precision)
– 반복성 Repeatability
– 재현성 Reproducibility
2-1. 차별력 - Discrimination
•계측시스템이 측정할 수 있는 소수 자리수.
•측정 눈금은 제품 스펙이나 프로세스 산포의 10분의 1정도가
되어야 한다.
좋지 않은 차별력
1
2
3
4
5
4
5
우수한 차별력
1
2
3
2-2. 정확성 - Accuracy
• 치우침(Bias)
- 모든 계측치의 평균값과 참값과의 차이
- 양을 나타내는 도구는 일관되게 목표치를 이탈해 있다.
- 체계적인 오차나 조정 (offset)
• 안정성(Stability)
• 선형성(Linearity)
※ 참 값(Standard) - 이론적으로 올바른 값, 측정표준
- 국제표준 : NIST=KRISS=NPL=PTB=CSIRO=NRLM
- 국가표준 : 국가교정기관, 공인시험기관, 공인검사기관, 표준물질인증
기관
- 산업표준 : 업체별 교정담당부서
2-3. 정밀성 - Precision
• 계측시스템의 총 산포
- 반복해서 얻은 측정값의 자연적인 산포를 측정한 것
• 반복성 - 동일조건
• 재현성 - 변한조건
 2MS   2rpt   2rpd
MS= 계측시스템, rpt = 반복성, rpd = 재현성
• 판별지표 – Gage R&R
- %R&R : %Contribution
- P/T : %Tolerance
- No. of Distinct Category
3. 공정능력 구성 요건
Best Set-up 선정
Control Plan
설비 설계 산포
P&ID
Utility In-Put 산포
Check Sheet
공정산포
Multi_vari
계측기 산포
교정 불확도
S/W+H/W 산포
시스템 불확도
작업자 산포
MSA
계측방법 산포
작업지도서
공정산포
Set-up Sheet
운전 : Set-up 유지
원료 In-Put 산포
Cpk관리
측정산포
Set-up 결과분석
4. 계측신뢰성 분석 Procedure
②Mechanism 분석
Storage
온도
함.
2.측정 시 Data는 측정담당
자에 의해서 실시.(반복
성 확보)
3.측정 시간 준수.
4.예열온도 790 ℃ 확인 후
부:절연용 유리솜 중앙에 세라믹 보호관을 300 mm정도
끼우고 반대편은 연결호스와 연결한 후 연결호스는
온도
O
IL
T
1
B
C
O
T
L/N
Valve
Burner
Motor
작업.
Thermox 전면부 하단의 측정구에 연결한다.
5.Thermox를 동작온도인 790 ℃까지 예열한다
-.방
법:후면부에 있는 Power를 켠후 지시부에 온도확인.
-.확인사항:후면부에 파란색 Key인 Hoke가 FLUE GAS임을 확인.
1.측정 기준
-.Firing하는 쪽의 반대편 측정.
-.Reversing후 5분 경과 후 측정,15분 이내 측정 완료
(1 Reversing간 안정시간이 5분~15분임)
-.측정값은 지시값을 읽어야 함.임의 판단 불가.
2.측정담당자와 보조요원은 Reversing 5분 경과 후 1 Port부터 측정
하여 4 Port까지 순차적으로 측정(이동시 대차 활용 권고)
3.측정순서
1)보조요원은 측정구를 연다.
2)측정용 세라믹 보호관을 측정구 안으로 수평으로 유리솜 위치까
지 투입한후 안정되게 잡고 있는다.
(주의:보호장갑으로 손부위 화상보호)
3)측정담당자는 보조요원에 의해 보호관이 안정적으로 고정되면
후단부에 있는 Pump를 ON에 놓아 Gas가 Suction되도록 한다.
4)측정담당자는 Pump 가동후 30초가 지나고 난 후 10초동안
지시되는 Gas값의 최대/최소값을 기록지에 기록한다.
5)기록후 측정담당자는 Pump를 OFF시키고 보조요원은 세라믹관을
-1port Right
Motor Positioner 교체
- Motor Positioner PID 현실화
-오일관리 표준 제정
수입검사, 저장Tank청소
측정구에서 빼고 측정구를 닫는다.
6)1 Port 측정이 끝나면 2 Port로 이동 1 Port와 동일한 방법으로
측정을 하고 이를 4 Port까지 순차적으로 측정한다.
7)4 Port 측정이 끝나면 다른 편으로 이동 Reversing 후 반복
측정 한다.
A-29-007-9703
PAGE :
2
/
Gage name:
Date of study:
Reported by:
Tolerance:
Misc:
Gage R&R (Nested) for BC1
Components of Variation
%Contribution
%Study Var
%Tolerance
50
0
Gage R&R
Repeat
Reprod
L
+/- 5liter/hr
498
497
496
495
494
493
492
491
490
part
fd
Part-to-Part
13579113
115
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
63
65
67
69
712468112
016
14
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
L
R
R Chart by fd
6
2002/04/28~04/29
By part (fd)
100
Percent
-.장
비:Thermox(Maker:AMETEC)
-.부수설비:전원공급기,110 V 변환기,연결호스(2 m이상),
세라믹 보호관(800 mm이상),절연용 유리솜,기록지
정
온도
L/N
Valve
Burner
Motor
X1- 가열 전/후 Oil 온도
X2 - Pumping 전/후 Oil압력
X3 - Oil Set-up vs. 실사용량
X4 - Port Oil 압력
이것만은 꼭 지킵시다.
1.교정 전 Thermox의 교정
일자를 확인한다.
-.교정일 초과 시 계측
신뢰성 P에 교정의뢰
4.측정 Loop를 형성한다.
-.전원공급부:전원공급기를 이용 220 V 전원으로 변환기 연결,
Thermox Power Code 변환기 연결
-.측
B
C
유량
T
L
Motor
Postioner
Motor
Psitioner
Sample Range
요 소 작 업 내 용
1.파트장이 임명한 측정담당자가 반드시 측정을 한다.
(정,부 담당자 운영 가능)
2.측정은 반드시 2인 1조로 실시한다.(보조 요원은 교체 가능)
3.작업전 장비를 준비한다.
Pumping
O
온도
IL
T
2
L
R
IMASDCS
e
O
f
U
t
T
R
Converteri
O
압력
Pg
h
유량 1
B
Lt
L
C
e
11
R
f
pP
it
압력
2
oT
g
p
r
h
3
O
o
t
p
Pt
r
4
o
1
t
p
r5
R
o
t
p
r
o
t
r
t
③핵심인자선정
By fd
R
5
4
3
UCL=3.700
2
1
R=1.75
0
LCL=0
498
497
496
495
494
493
492
491
490
fd
L
Xbar Chart by fd
497
Sample Mean
단 위 작 업
OP
OU
압력
T
Heating
O
PI
압력 압력
N
Heating
①설계도면 확인
L
R
496
495
UCL=495.1
494
Mean=494.1
493
LCL=493.1
492
2
⑥개선/표준화
⑤Bottle Neck 파악
④MSA실시
R
4-1. 계측 Mechanism 분석
■
■
■
■
■
첨가제
첨가제 혼합 비율은 ? 8000:1
어디에서 혼합하나? 유조차에서
첨가제가 오일과 반응하지 않을까? 첨가제Lot관리는?
왜 첨가제를 넣지? SOx와 Nox 저감? 넣기전/후 TMS Data 비교
첨가제가 Burner Tip 막힘 원인제공자?
Heating
(Steam)
■ Pumping 압력은?
Spec’ :8㎏/㎠, 실제 8㎏/㎠
유조차
■ Main Oil공급량은?
■ 각Port별 Oil사용량은?
■ Main Oil공급량 ＝ Σ(Port별 Oil사용량)
Converter
DVM
DCS
온도
저 장
#A Tank
■ Pumping 압력은?
Spec : 30±5㎏f/㎠, 실 제 : 36
■ 30㎏f/㎠까지 승압 이유? 완전 연소를 위해...
■ Port별 공급압력은?
Spec :20±3㎏/㎠,
실 제 : 1P-26, 2P-28, 3P-23, 4P-17
1차
Pumping
온도
2차
Heating
압력
유량
2차
Pumping
Valve
압력
L/N
Motor
1port
2port
저 장
#C Tank
온도
1차
Pumping
3port
압력
Drive
■ Tank내 Oil의 온도는? 85~90℃
Motor
■ Tank내 Oil의 성분은 검사하는가? ×
■ Tank내 Oil의 재고량은 일정한가? ×
수동
Set-up
유량
L/N
Motor
4port
Indicator
Converter
공정용
Steam
■ 유조차는 몇 ℃의 Oil을 저장Tank에 공급? 65~67℃
■ 어느 Tank에 보충하는가?
→ A,C중 재고가 부족한 Tank
■ 수입검사를 하는가?
→ Lot간 산포 확인을 위한 시험성적서
■ 가열된 Oil의 온도는 ? Spec’:100℃±5℃, 실제:103℃
■ 스팀 공급압력 4㎏/㎠(포화증가 온도 151 ℃)
→ 151℃정도여야 Oil 온도가 103 ℃인가?
■ 가열 이유? 적정 점도 → 연소 효율향상
■ 사용(85~95℃)도중 유조차(65~67℃)가 오일을 보충하는 경우,
1차 온도가 변하므로, 2차 가열온도의 변화를 막기위해 취하는 조치는?
Steam 압력 Control? Auto & Manual로 가능
Valve
Indicator
Left Motor
Positioner
DCS
Right Motor
Positioner
■ Tank에 저장된 Oil 성분＝ 최종 공급되는 Oil 성분?
→ 최종Oil의 공급량 산포? 제어정밀도 5ℓ,→ ±1ℓ
타공정도 L/N Drive Motor System제어
■ Tank에 저장된 Oil Particle＝ 최종 공급되는 Oil Particle ?
→ Burner Tip 막힘 원인제공 가능성은?
→ Burner Tip 교체/청소 주기? 교체:30일,청소:2회/조
4-2. 계측시스템 구성도 확인
DVM
KONICS
KN-2210
50512027
TIO-0019
#41 Rear Ave'
S-type T/C
3A
3B
3B
S
470
Ω
220
Ω
1~5vDC
0~30mvDC
330
Ω
AC110v On-off
Slide-wire/0~1kΩ
Converter
KONICS
KN-6100
50502506
TIO-0167
Motor
Positioner
SHIMADEN
EM1000
108910026
FIC
4~
20mADC
23CA50
1
FIC
4~
20mADC
23CA50
3
Control
Block
DCS
Moniter
지 시
Peer Way 통신
4-3. 관리대상 계측시스템 List_up
온도분야 계측시스템구성도 목록
No
단위
Range
A급
B급
Bank Temperature
℃
0 ~ 1700
30
0
0
30
Bank B.C Oil Temperature
℃
0 ~ 1700
2
1
0
1
32~35
#1 Refiner Temperature
℃
0 ~ 1700
8
4
0
12
36~39
#2 Refiner Temperature
℃
0 ~ 1700
8
4
0
12
40~43
#3 Refiner Temperature
℃
0 ~ 1700
8
4
0
12
44~47
#4 Refiner Temperature
℃
0 ~ 1700
8
4
0
12
48~67
#1 FHT Temperature
℃
0 ~ 1700
0
0
20
20
68~87
#2 FHT Temperature
℃
0 ~ 1700
0
0
20
20
88~107
#3 FHT Temperature
℃
0 ~ 1700
0
0
20
20
108~127 #4 FHT Temperature
℃
0 ~ 1700
0
0
20
20
128~136 기 타
℃
0 ~ 1700
0
0
0
9
총수량
64
17
80
168
1~30
31
사 용 공 정
*미등록 - A급관리대상이나, 현재 MMS에 등록되지 않은 계측기
미등록 센서
비 고
4-4. 단위 계측기 정기 교정검사
BANK CA TRANSMITTER 점검
400
유량
Tank CA Transmitter
교정의 필요성이 있음
300
200
#6 port + 169
100
월[사용기간]
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-100
CA Trans mitter 교정
'2001. 08. 14
-200
-300
-400
1 PORT
5 PORT
REAR
2 PORT
6 PORT
MIDDEL
CA Trans mitter 현상
'2002. 06. 27
3 PORT
7 PORT
4 PORT
FRONT
4-5. 계측시스템 정기 점검 실시
㎥/ h
CA 1port 유량이력
10000
설계유량
피토튜브
DCS
7500
9200
m/s
m/ s
5000
3457
CA 1port 유속분포
99-02-09
8
3410
99-08-10
22/11/25
21/12/19
21/11/09
21/07/09
21/05/30
21/03/19
20/11/24
20/04/24
20/01/12
99/10/14
99/08/06
99/02/09
2500
6
21-05-30
21-07-09
4
21-11-09
2
21-12-19
22-11-25
0
1
2
3
4
5
6
7
8
4-6. MSA – 중심치/산포 비교
I and MR Chart for GAS1PT by fd_8
gas1pt_R
440
Mean=439
LCL=436.0
435
432
430
Subgroup
0
10
Moving Range
gas1pt_L
20
30
40
50
60
70
80
90
1
0
10
k70_gp1lr_L
UCL=3.634
2
1
R=1.112
0
LCL=0
11
UCL=8.373
Mean=5.605
0
5
GAS 1port 유량
■ 중심 비교(Set-up 439㎥/hr)
Left/Right 7㎥/hr 상향조정 필요
■ 분산 비교
Right Firing시 산포가 큼
1
LCL=2.837
Subgroup
3
k70_gp1rr_R
5
gas1pt_R
4
k70_gp1lr_L
10
Individual Value
UCL=442.0
Moving Range
Individual Value
gas1pt_L
I and MR Chart for GP1PT by fd_9
20
30
1
40
50
60
70
80
90
k70_gp1rr_R
4
3
11
UCL=3.401
2
1
R=1.041
0
LCL=0
GAS 1port 압력
■ 중심 비교
Left를 3㎏f 상향조정 필요
■ 분산 비교
Right산포 ＝ Left산포
■ Right측 유량 계측시스템 점검/교정
- 유량 T/R, Converter, Motor Positioner, L/N Drive Motor, Valve
- Motor Positioner Out-put 안정도, PID제어변수
■ Left측 압력 T/R 점검/교정
4-7. 개선효과 파악 – 일간 평균 Glass Loss
C/R후(개선 전)
분
류
기
간
평균 G/L
St_Dev
02/8/11~02/11/30
2차 개선
02/12/1~03/1/31
개선 후
2/1~3/8
3/9~4/18
1.5%
1.1%
I and MR
AVG Glass
18.0%Chart for KO8
17.4%
16.6% Loss
14.3%
1.7%
1
Individual Value
1차 개선
1.6%
2
1
1
25
1
3
1
1
1
1
1
4
11 1
20
1
15
1
1
UCL=16.97
Mean=14.35
1
LCL=11.73
10
Subgroup
0
Moving Range
1
5
4
3
50
100
11
150
2
200
3
250
4
1
1
1
1
UCL=3.217
2
1
R=0.9846
0
LCL=0
5. 계측시스템의 감사조건
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
문서화된 검사 / 계측 방법인가 ?
세부적인 프로세스 맵이 마련되어 있는가?
구체적인 계측시스템과 계측셋팅이 설정되어 있는가?
훈련 및 인증을 받은 작업자가 있는가 ?
계측 보정은 적당한 때에 스케줄에 따라 실시되는가 ?
정확성을 추적하는가?
R&R을 추적하는가?
치우침을 추적하는가?
직선성을 추적하는가?
차별력을 추적하는가?
납품업자나 고객과 적합한 상관관계가 있는가 ?
6.반드시 관리되어야 할 항목
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
계측기의 종류, 제작회사정보, 구입일, 구입가격
측정범위, 측정단위, 정확도
사용위치, 보관위치
교정절차서 문서번호
현상태 : 이용가능, 불출, 파손, 수리중, 교정중, 폐기
계측기 이력, 교정주기, R&R 평가주기
R&R 평가절차서 문서번호
과거 R&R 평가를 위한 측정데이터 및 평가결과
Model Number, Serial Number
소유자 : 회사, 개인, 임차
7. 향후 측정산포 개선을 위한 방향
설비표준
설계표준
Equipment
작업표준
Work Methods
Ease of Data Entry
Mechanical instability
Wear
Electrical instability
Algorithm instability
Operator Training
Calibration Frequency
Maintenance Standard
Sufficient Work Time
Standard Procedures
Operator Technique
Calibration Uncertainty
Humidity
Degradation of Chemicals
Cleanliness
In-homogeneities
Vibration
Sample Integrity
Line Voltage Variation
Diluent Variation
Temperature Fluctuation
Materials
Measurement
Variation
Environment
계측표준
설비관리표준
REGULATORY MRAS
Product
Certification
Product
Certification
Accreditation
System
Accreditation
System
Quality System
Certification
VOLUNTARY
MRAS
Inspection,
Testing,
Calibration
National
Measurement
System
Country A
Quality System
Certification
Inspection,
Testing,
Calibration
International
Equivalence
(Comparability)
National
Measurement
System
Country B
The Building Blocks of Mutual Recognition Agreement