통계적 공정관리(Statistical Process Control).. 이상 원인과 우연 원인

 

통계적 공정 관리는 주로 제조 및 서비스 공정에서 발생하는 문제를 관리하는 목적을 가지고 있다. 공정을 통계적 기법을 사용하여 제조 또는 비즈니스 공정을 감시하고 제어하며 일관된 품질 및 서비스를 생산할 수 있도록 하는 품질 관리의 방법론이라 정의할 수 있다.

통계적 공정관리의 핵심은 공정의 변동성을 줄여 예측 가능한 상태로 만들고 부적합을 사전에 예방하는 것이라 할 수 있다.

SPC를 활용하여 이상원인을 찾는 과정

 

통계적 공정관리(SPC)의 변동은 2가지로 구분할 수 있는데 우연 원인(Common Cause), 이상 원인(Special Cause)이 변동의 핵심이다. 이상 원인을 찾아내 제거하고 궁극적으로는 우연 원인에 의한 변동까지 줄이는 목표를 가지고 있다.

 

이상 원인은 우리가 쉽게 이해할 수 있지만 우연 원인은 우리에게 조금은 생소한 용어가 되겠다. 우연 원인(Common Cause) 대해 간략하게 살펴보도록 하겠다.

[우연 원인(Common Cause)]

주로 SPC에서 사용되는 용어로 공정이 안정적이고 예측 가능한 상태에 있을 때 나타나는 만성적이고 내재된 변동의 원인으로 정의할 수 있다.

내재적 원인으로 공정의 설계, 환경, 작업 방법 등 시스템 자체에서 항시 존재하는 많은 변동 요인들이 결합되어 발생한다. 이 변동은 예측 가능한 범위 내에서 무작위로 발생하며 관리도상에서는 관리 한계선 안에 포인트들이 분포하는 형태를 보인다. 즉 공정이 통계적으로 안정적인 상태에 있음을 나타낸다.

우연 원인에 의한 변동을 줄이기 위해서는 개별적인 작업자, 장비 조정 등을 통해서는 개선이 어렵고 경영자의 의사결정과 투자를 통해 공정 시스템 자체를 근본적으로 개선해야 한다.(서비스 교체, 공정 설계 변경, 새로운 교육과 훈련 등)

즉, 통계적 공정 관리 안에서 우연 원인은 예측 가능한 범위 내에 있는 안정적 변동인 셈이다.

 

하지만 우연 원인의 이해에 주의해야 하는 부분이 있다. 공정이 우연 원인만 있을 때 "안정적"이라고 표현하지만 이는 변동이 예측 가능하다는 뜻일 뿐 생산 품질의 수준이 좋다는 의미는 아님을 명확히 인식하여야 한다. 고객의 요구사항을 충족하는지는 공정 능력을 통해 별도로 판단해야 한다.

 

SPC의 주요 목적에 대해 살펴보겠다.

1. 관리 상태 점검의 도구

공정이 우연 원인만 존재하고 이상 원인이 없는 안정적이고 예측 가능한 상태인지 확인 점검하는 수단으로 사용한다. 공정이 안정적인 상태로 유지되고 있음을 확인한다.

 

2. 예방적 활동

제품 생산후 검사하여 불량을 찾아내는 것을 넘어 공정 자체를 실시간으로 모니터링하고 조정하여 불량이 발생하기 전에 문제를 해결하는 예방 중심의 접근법이라 할 수 있다.

 

[SPC의 핵심 도구 관리도(Control Chart) 시각화]

관리도는 SPC에서 가장 핵심적인 도구이다.

1. 원리

공정의 품질 특성(제품의 규격)을 주기적으로 측정하고 그 결과를 차트에 시계열로 기록하여 분포도를 시각화하여 관리한다.

 

2. 구성요소

• 중심선(CL, Center Line) - 공정 평균값 또는 목표 값으로 평균 목표에 대한 기준선이 되겠다.
• 관리 상한선(UCL, Upper Control Limit) - 공정이 안정적일 때 데이터가 넘어가지 않아야 하는 상한선
• 관리 하한선(LCL, Lower Control Limit) - 공정이 안정적일 때 내려가지 않아야 하는 하한선

*측정값이 관리 상한선이나 관리 하한선을 벗어나거나 특정 패턴을 보일 경우 이는 이상 원인으로 판단하여 원인을 조사하고 파악하여 시정 조치를 취한다.

 

[SPC 활용으로 기대할 수 있는 효과]

• 품질 향상 - 공정의 일관성을 높여 제품 및 서비스의 품질 표준을 유지 및 개선한다.
• 비용 절감 - 불량품 발생률 감소는 재작업, 폐기, 고객 불만 관련 비용을 절감할 수 있다.
• 생산성 증대 - 공정 중단이나 품질 문제 발생이 감소하여 효율적이고 지속적인 생산이 가능하다.
• 객관적 의사결정 - 통계적 데이터를 바탕으로 공정 개선의 우선순위를 결정하고 의사결정의 객관성을 높인다.

 

제조 공정의 효율성을 향상시키기 위한 전략적 도구들은 SPC뿐만 아니라 다양한 도구들이 사용된다. SPC도 공정의 효율을 위해 사용하는 유용한 도구가 되며 각 기업은 각자의 환경에 맞는 전략적 도구를 선택하여 활용함이 가장 좋은 방법이 될 것이다.