공장관리기술사 기출 서브노트 -"23. SQC"

강건설계

 

 

Rank : 4  , 점수: 320 , 출제수: 17문제  , 논술 : 10문제   , 약술: 7문제

 

19-118-1-4

강건설계(Robust Design)의 정의

문)			강건설계(Robust Design)의 정의
	1.		개요
		1)	잡음에 강하거나 둔감한 설계, 즉 잡음 인자에 영향을 별로 받지 않는 최적의
			설계 변수를 찾기 위해 실험을 계획하고, 실험 결과를 분석하기 위한 수단과
			방법을 제공한다.
		2)	변동의 원인을 제거하지 않고, 원인의 영향을 최소화하여 제품의 품질을 향상
			시키며, 특히 파라미터 설계(Parameter Design)는 변동요인의 영향을 적게
			받는 성능을 얻도록 제품과 공정설계를 최적화하는 것을 의미한다.
	2.		시스템 설계(System Design)
			① 제품의 원형 개발 / 기능 시스템 연구
			② 전문 지식, 기술, 경험이 바탕
			③ 주로 제품 기획 단계에서 적용
	3.		파라미터 설계(Parameter Design)
			① 적은 비용으로 가능한 손실함수 값을 작게 하는 제품 또는 공정의 설계
			변수 발견
			② 분산을 작게, 동시에 평균을 목표치에 근접하도록 설계
			③ 잡음에 둔감한 설계변수들의 최적 조합
2쪽
번호
			④ 품질 특성치에 영향을 미치지 않는 인자는 경제적인 수준으로 결정
			(저렴한 부품 이용)
			⑤ 직교배열표 이용
			⑥ 주로 제품 설계, 공정 설계 단계에서 적용

 

 

19-118-2-3	공정능력지수 Cp와  최소공정능력지수 Cpk 의 의미를 설명하고, 그 차이점을 정밀성과
	정확성의 관점으로 설명하시오.

문)			공정능력지수 Cp와  최소공정능력지수 Cpk 의 의미를 설명하고, 그 차이점을
			정밀성과 정확성의 관점으로 설명하시오.

 

 

19-118-2-5	공정관리를 위한 관리한계(Control Limit)와 규격한계(Specification Limit)의 차이점을
	설명하고, 관리도에서 비관리상태로 판정하는 8가지 중에서 5가지를 설명하시오.

문)			공정관리를 위한 관리한계(Control Limit)와 규격한계(Specification Limit)의
			차이점을 설명하고, 관리도에서 비관리상태로 판정하는 8가지 중에서 5가지를
			설명하시오.
	1.		규격한계(Specification Limit)
			품질에 관하여 합격시킬 범위를 가리켜 주는 것으로서, 품질이 그 범위를 벗어
			나면 그 물품은 불합격으로 한다. 규격상한, 규격하한으로 나타낸다.
	2.		관리한계(Control Limit)
			공정이 안정된 상태에서 가동되고 있는가를 판정하기 위한 범위를 보여주는
			것으로서, 관리도에 찍힌 점이 이 범위를 벗어나면 그 원인을 찾아 공정에
			대한 조치를 강구한다. 관리상한, 관리하한으로 나타낸다.
	3.		관리도의 비관리상태 8원칙
		1)	1점이 관리한계선 밖으로 벗어난다.
		2)	9점이 중심선에 대하여 같은 쪽에 있다.
		3)	6점이 증가 또는 감소하고 있다.
		4)	14점이 교대로 증감하고 있다.
		5)	연속하는 3점 중 2점이 3σ영역 또는 그것을 벗어나는 영역에 있다.(중심선
			한쪽 기준)
2쪽
번호
		6)	연속하는 5점 중 4점이 2σ영역 또는 그것을 넘는 영역에 있다.(중심선
			한쪽 기준)
			⑦ 연속하는 15점이 ±1σ영역에 존재한다.
			⑧ 연속하는 8점이 ±2σ영역 이상에 존재한다.

 

 

18-115-2-1	강건설계 시 품질 특성에 영향을 주는 다음 인자에 대한 개념과 적용 예를 설명하시오.
	(1) 신호인자(Signal Factor, M)
	(2) 잡음인자(Noise Factor, X)
	(3) 제어인자(Control Factor, Z)

문)			강건설계 시 품질 특성에 영향을 주는 다음 인자에 대한 개념과 적용 예를
			설명하시오.
			(1) 신호인자(Signal Factor, M)
			(2) 잡음인자(Noise Factor, X)
			(3) 제어인자(Control Factor, Z)

 

 

 

18-115-4-6	다음 그림과 같이 결합된 시스템을 100시간 사용하였다. 다음 물음에 답하시오.(단, 각
	(1) 고장욕조곡선에서 우발고장기에 대해 답하시오.
	(2) 위 시스템의 100시간에서의 불신뢰도를 구하시오.
	(3) 위 시스템의 평균수명을 구하시오.
	(4) 위 시스템에 대하여 FT도를 작성하시오.

문)			다음 그림과 같이 결합된 시스템을 100시간 사용하였다. 다음 물음에 답하시오
			각 부품의 고장은 지수분포에 따른다.)
			(1) 고장욕조곡선에서 우발고장기에 대해 답하시오.
			(2) 위 시스템의 100시간에서의 불신뢰도를 구하시오.
			(3) 위 시스템의 평균수명을 구하시오.
			(4) 위 시스템에 대하여 FT도를 작성하시오.
	(1)		① 와이블분포가 지수분포를 따르게 되는 경우의 조건
			형상모수＝1, 위치모수＝0
			② 우발고장기의 고장밀도함수
			  
			③ 우발고장기의 고장률함수의 특징
			고장률함수()가 일정한 지수분포를 따른다.
	(2)		① 개별 신뢰도의 계산
			② 전체 신뢰도의 계산
2쪽
번호
			③ 전체 불신뢰도
	(3)
	(4)

 

 

17-112-1-7

공정능력지수

문)			공정능력지수
	1.		개념
		1)	공정능력(Process Capacity)이란 공정이 관리상태에 있을 때, 그 공정에서 생산
			되는 제품의 품질변동이 어느 정도인가를 나타내는 양이라고 말할 수 있다.
			즉, 생산공정이 얼마나 균일한 품질의 제품을 생산할 수있는지를 반영하는
			공정고유의 능력을 의미하며그 척도로서 일반적으로품질특성치 분포의 6σ를
			사용한다.
		2)	공정능력분석은 품질특성치의 규격과 관계없이 수행되기도 하며, 경우에 따라
			서는 규격을 벗어나는 제품의 비율로 공정능력을 나타내기도 한다. 공정능력
			분석은 품질개선을 위한 중요한 활동 중의 하나이다.
	2.		공정능력분석 자료의 유용 예
		1)	공정이 공차(Tolerance)를 어느 정도 잘 유지할 수 있는지 예측할 때
		2)	제품개발 및 설계단계에서 공정을 선택하거나 변경할 때
		3)	관리도 운영에 있어서 부분군 채취간격을 설정할 때
		4)	새로운 장비들이 갖추어야 할 기능상 필요조건을 규정할 때
		5)	제조공정의 품질변동의 감소를 원할 때
		6)	U - L
			Cp =   6σ

 

 

17-112-3-2	다구찌(Taguchi) 품질공학에서의 품질정의, 품질손실함수, 품질설계 단계에 대하여 각 각
	설명하시오.

문)			다구찌(Taguchi) 품질공학에서의 품질정의, 품질손실함수, 품질설계 단계에
			대하여 각 각 설명하시오.
	1.		품질정의
		1)	다구찌의 품질철학 내지 손실철학은 그의 품질정의에서 엿볼 수 있는데, 그는
			품질을 ‘제품이 출하된 뒤에 사회에 끼친 손실’이라 정의하였다.
			다구찌의 견해인즉 목표치로부터 벗어난 모든 품질변동은 손실을 야기
			시키는데, 편차가 크면 클수록 손실은 커진다는 것이다.
		2)	다구찌에 의하면, 손실을 적게 하면서 좋은 품질을 확보하는 방법은 이상치나
			목표치대로 만드는 것이다. 즉 생산자는 품질변동이 안정되면서 손실이 작도록
			제품을 설계하여 이를 목표치로 하여 생산하는 것이, 규격한계를 정하여 이에
			따라 검사하여 양품만을 골라 쓰는 전통적인 방식에 비해 훨씬 경제적으로
			생산할 수 있다는 것이다.
	2.		품질 손실함수
		1)	다구찌방법을 이해하는 데 있어 품질손실함수는 매우 중요한 개념이다.
			즉 다구찌는 손실함수를 이용하여 기술개발·공정설계 외에 제조공정의 관리에
			관한 매우 우수한 관리방법을 제시하고 있다.
			다구찌방법의 기본개념을 다음 몇 가지로 요약할 수 있다.
			(1) 품질개선은 제품설계 내지 공정설계 단계에서 이루어지는 것이 바람직하다.
			(2) 제품의 성능특성(품질특성)은 잡음의 영향으로 말미암아 목표치를 일관성
2쪽
번호
			있게 유지하지 못하고 변동하기 마련이다.
			(3) 좋은 품질의 제품이란 소비자에게 끼치는 손실이 적은 제품을 의미한다.
			(4) 손실은 성능변동으로 인하여 야기되므로 제품이나 공정은 잡음에 둔감
			하도록 설계되어야 한다.
		2)	품질손실함수(QLF)는 품질가치를 증대시킨다. 이는 품질이 목표치를 벗어나는
			손실뿐만 아니라 개선으로 얻어지는 이들을 금액으로 나타낼 수 있기 때문
			이다. 따라서 제품개발이나 공정에서의 품질손실을 경영자나 기술자들이
			용이하게 평가할 수 있게 된다.
		3)	손실함수는 제품의 성능변동에 따른 소비자의 손실은 성능특성치와 목푯값과
			차이의 제곱에 근사해서 비례한다고 본다.
			다구찌는 설계단계에서 손실함수에 근거하여 SN비를 정의하고, 이들 특성치로
			하여 실험을 수행하고, 기존의 통계적 분석을 통해 인자들의 최적조건을 찾는
			일반적인 방법을 제시하였다.
			<다구찌의 손실함수>
	3.		품질 설계단계
		1)	다구찌는 설계단계에서 손실함수에 근거하여 SN비를 정의하고, 이들 특성치로고,
			하여 실험을 수행하 기존의 통계적 분석을 통해 인자들의 최적조건을 찾는
			일반적인 방법을 제시하였다.
		2)	다구찌기법을 오프라인 품질관리라고도 하는데, 오프라인 품질관리의 목적은
			제품을 보다 신뢰성있게 제조하고, 제품개발비용과 수명비용을 감소하고자
			하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위해서는 제품설계와 공정설계의 특성에
			대한 목푯값과 허용차를 설정하여야 한다. 제품설계와 공정설계의 특성에 대한
			목푯값과 허용차를 결정하기 위해 다구찌는 시스템 설계와 파라미터 설계,
			그리고 허용차 설계의 3단계  방법을 제시하였다
			(1) 시스템 설계는,
			기본적인 기능을 갖춘원형을 설계하기 위해 과학적인 지식과 엔지니어링
			지식을 응용하는 과정이다.
			즉 시스템 설계에서는 제품에 들어가는 부품에 대한 특성이나 조립과정, 또는
			생산하는 공정기술을 설계한다.
			(2) 파라미터 설계는,
			시스템 설계가 이루어진 다음에 결정하는 설계이다. 파라미터 설계는
			시스템 설계에서 파악한 설계변수 중에서 최상의 목푯값을 결정하고자 하는
			설계이다. 즉 파라미터 설계는 성능변동을 감소하거나 극소화시키는 세팅을
			파악하는 것을 말한다. 일반적으로 변동이 심하면 비용이 증가한다. 따라서
			파라미터 설계는 변동을 줄이는 변수를 찾기 위한 일련의 과정을 말한다.
			(3) 허용차 설계는,
			변수의 허용차를 결정하는 것이다. 즉 허용차 설계는 제조비용과 수명비용의
			합을 극소화시키는 허용차를 결정하는 방법이다.

 

 

17-112-4-4

넓은 의미의 신뢰성(RAM)에서 Reliability, Availability, Maintainability에 대하여 설명하시오.

문)			넓은 의미의 신뢰성(RAM)에서 Reliability, Availability, Maintainability에 대하여
			설명하시오.
	1.		신뢰성(Reliability)
		1)	정의
			신뢰성이란 어떤 시스템, 하부시스템 또는 부품이 특정한 조건하에서 일정
			기간 동안 명시된 기능을 성공적으로 수행할 확률이다. 그래서 신뢰성을 측정
			하는 것은 정상적인 여건하에서 시스템이 명시된 기능을 수행하는 능력을
			측정하는 것이다. 여기에서 시스템이란 인간, 제품, 부품, 기계 등을 전부
			포함한다.
		2)	신뢰성의 특성
			(1) 신뢰성은 시간과 관련된 품질개념이다.
			품질은 제조 중 혹은 그 직후의 제품의 상태인 반면, 신뢰성은 어떤 기간
			동안 의도하는 기능이 고장 나지 않고 만족스럽게 수행할 수 있는 능력을
			말한다.
			(2) 신뢰성은 확률로 표시된다.
			미리 정한 조건하에서 일정기간 동안 제 기능을 성공적으로 수행할 확률을
			의미한다.
			(3) 신뢰성은 미리 규정된 조건, 즉 이 제품이 제 기능을 제대로 잘 수행하기
			위한 특정한 조건을 명시하고 있다.
2쪽
번호
			(4) 신뢰성은 고장에 대한 개념이다.
			신뢰성은 어떤 조건하에서 제품이 고장날 것을 말한다.
	2.		가용성(Availability)
			시스템이 가동되고 있을 정도를 의미하는 것으로, 이를 일정시점에서 시스템이
			가동될 확률로 나타낸다면 이를 가용도라 정의한다.
			만일, 수리 가능한 기기인 경우에는 신뢰도＋보전도, 수리 불가능한 기기인
			경우에는 신뢰도가 가용도의 의미가 되며 유용도, 이용도로 표현되기도 한다.
	3.		보전성(Maintainability)
		1)	마모나 열화현상에 대하여 수리 가능한 시스템에서는 사용 가능한 상태로
			유지시키고, 고장이나 결함을 회복시키기 위한 제반조치 및 활동을 보전이라
			하며, 주어진 조건에서 규정된 기간에 보전을 완료할 수 있는 성질을 보전성
			이라 한다.
		2)	보전성은 보전의 용이성 정도를 나타내는 척도이며, 보전도는 고장이 발생한
			후 수리가 어떤 시간 내에 완료될 확률을 의미한다.

 

 

 

16-109-1-10

AQL과 AOQL에 대하여 각각 설명하시오.

 

문)			AQL과 AOQL에 대하여 각각 설명하시오.
	1.		AQL(합격품질수준)
		1)	샘플링검사에는 ‘샘플링 변동’으로 어느 정도의 나쁜 로트가 합격되고 좋은
			로트가 불합격되는 것이 불가피하다. QC곡선에서 볼 때, 구매자에게 가장
			바람직한 품질수준은 (또는 AQL) 이상이지만, 그들이 허용할 수 있는
			최저한의 품질수준은 (또는 LTPD)이다.
		2)	합격판정 샘플링검사에서 AQL(Acceptable Quality Level)은 공정평균의 품질
			수준으로 구매자가 만족할 수 있는 최대한의 불량률로서 흔히 합격 품질수준
			이라 부른다.(이때 로트의 합격확률은 보통 95% 정도된다.)
		3)	한편, RQL(Rejection Quality Level)은 구매자의 입장에서 불합격시키고 싶은
			품질수준으로 흔히 로트허용불량률(LTPD：Lot Tolerance Percentage
			Defective)이라 부른다.(이 경우 로트의 합격률은 10% 정도이다.)
	2.		AOQL(평균출검품질한계)
		1)	계수선별형 샘플링방식에 따르면 일정한 품질수준을 유지할 수 있다.
			이는 샘플링 중의 불량품수가 합격판정개수를 넘을 경우 로트 잔량에 대하여
			전수선별을 하기 때문이다.
		2)	이 경우 전수 선별된 로트는 불량품이 제거되므로 전수선별을 거치지 않고
			합격된 로트의 것이 포함된다 하더라도 이들의 평균불량률은 검사전의 불량률
2쪽
번호
			에 비하여 낮아진다. 즉, 검사후의 평균불량률을 가리켜 평균출검품질
			(AOQ：Average Outgoing Quality)이라 한다.
			AOQ는 샘플링 검사방식의 성과를 사전 점검하는 데 이용할 수 있다.
		3)	평균출검품질(AOQ)은 검사 전의 로트불량률(Incoming Quality Percent
			Defectives)인 p값에 관계없이 AOQ의 최댓값을 넘지 않는데, 이 값을 평균
			출검품질한계(AOQL：Averege Outgoing Quality Limit)라 한다.

 

 

16-109-4-4	신뢰성 개선은 설계 시 행하는 것이 가장 효과적이라고 할 수 있다. 설계단계에서 적용할
	수 있는 신뢰성 설계방법 6가지만 제시하고 각각 설명하시오.

문)			신뢰성 개선은 설계 시 행하는 것이 가장 효과적이라고 할 수 있다.
			설계단계에서 적용할수 있는 신뢰성 설계방법 6가지만 제시하고 각각
			설명하시오.
	1.		신뢰성의 정의
			부분품, 장치, 기기 또는 시스템이 주어진 사용조건에서 일정시간 동안 의도
			했던 기능을 수행하는 확률이다. 신뢰성에는 확률, 시간, 기능, 운영조건의
			4가지 요소가 내포되어 있다.
	2.		신뢰성 설계방법
		1)	Fool Proof
			사용자가 그릇된 조작을 하더라도 고장이나 사고가 없도록 설계되어 있는
			것을 말한다.
			ex) 가령 컴퓨터 프로그램에 오류가 있을 때는 에러메시지가 표시되면서 정지
			되는 것이다.
		2)	Fall Safe
			기기가 고장 났을 때 이로 인한 사고를 막을 수 있도록 안전하게 설계된 것을
			말한다.
			ex) 가령 모니터나 TV와 같은 전기제품에 붙어 있는 퓨즈는 고압의 전류나
			배선이 합선되었을 때 과대 전류가 흐르지 않도록 끊어진다.
2쪽
번호
		3)	안전 Interlock
			기기가 안전하게 작동되도록 운전하기 위하여 다수의 기기중 관련이 있는
			기기의 작동을 제어하고 일정 조건이 만족될 때 작동되도록 구성된다.
			ex)  압축기의 윤활유 압력이 낮아지는 경우에는 구동용 모터 전원이 자동적
			으로 차단되어 윤활유 부족으로 인한 베어링 손상을방치할 수 있도록
			하는 장치가 있다.
		4)	신뢰도의 배분
			제품의 신뢰도 목표치를 제품을 구성하는 부품, 유니트별로 배분하는 것으로
			일반적으로 중요한 부분이나 높은 신뢰도를 요하는 부품에 높은 값을 배분한다.
			ex)  자동차 휠에는 고신뢰도 볼트를 다른 곳에는 보통 볼트를 배분하는
			설계이다.
		5)	용장성 설계
			많은 부품으로 구성되어 있는 기기나 장치는 부품하나가 고장을 일으켜도
			전체의 기능이 정지될 수 있다. 이때 기기와 장치에 여분의 회로라든가 구성
			품을 갖추어 전체 기능의 정지를 막을수 있는데, 이와 같은 성질을
			용장성이라 한다.
			ex) 장성에는 동종의 기기를 복수 설치하여 작동중 1대가 고장이 나면 곧
			예비의 것으로 바꾸는 대기용장방식과 여러 대를 가동시켜서 그중 1대가
			고장 나더라도 전체에 지장이 없도록 하는 병렬용장방식 등이 있다.
		6)	Safe Life 설계방식
			절대로 고장을 일으켜서는 안 되는 완벽한 안전구조 설계방식이다.
			ex) 보전이 어렵고 높은 신뢰도로 유지되지 않으면 안 되는 시스템,
			예컨대 원자로나 항공기의 엔진 등에 적용하여 고도의 안전을 도모한다.
			※ 설계단계에서의 신뢰성 향상
		1	기능적 성능을 높힌다：일부 기능적 성능을 희생해서라도 신뢰성을 높인다.
		2	용장성을 이용한다：승용차의 페달브레이크 외에 사이드 브레이크를 설치한다.
		3	신제품의 신뢰성을 높인다：새로운 부품은 신뢰성을 확인하고, 기존 부품은 입증된
			표준품을 사용한다.
		4	성능보다 낮은 응력을 적용한다：부품의 허용응력보다 낮은 응력을 받도록 Derating
			개념을 적용한다.
		5	조작이 편리하게 한다：조작환경을 관리해서 고장률이 낮은 조건에서 작동하도록 한다.
			가령 승용차에 초크를 부착시켜 겨울철에 엔진시동을 용이하게 한다.
		6	부품의 교체 시기를 정한다：신뢰성이 떨어지는 부품은 안전한 교환시기를 지정하여
			고장을 일으키기 전에 교체하도록 한다.
		7	스크린 테스트를 실시한다：초기고장을 찾아내어 규격을 벗어나는 구성부분품을 제거
			하기 위해서 스크린 테스트를 실시한다. 작업대 시험이나 가속수명 시험들이 이에 해당
		8	신뢰성 향상 방안을 개발한다：시스템 신뢰성에 영향을 주는 주요 구성품의 신뢰성 향상
			을 위하여 꾸준한 연구 개발을 한다.

 

 

15-106-1-2

Fool Proof, Fail Safe 및 안전 Interlock

문)			Fool Proof, Fail Safe 및 안전 Interlock
	1.		Fool Proof
			Fool Proof란 사용자가 그릇된 조작을 하더라도 고장이나 사고가 없도록 설계
			되어 있는 것을 말한다.
			가령 컴퓨터 프로그램에 오류가 있을 때는 에러메시지가 표시되면서 정지되는
			것이다.
	2.		Fail Safe
			Fail Safe란 기기가 고장 났을 때 이로 인한 사고를 막을 수 있도록 안전하게
			설계된 것을 말한다.
			가령 모니터나 TV와 같은 전기제품에 붙어 있는 퓨즈는 고압의 전류나 배선이
			합선되었을 때 과대 전류가 흐르지 않도록 끊어진다.
	3.		안전 Interlock
			기기가 안전하게 작동되도록 운전하기 위하여 다수의 기기 중 관련이 있는
			기기의 작동을 제어하고 일정조건이만족될때작동되도록구성된다.
			ex) 예를들면, 압축기의윤활유압력이낮아지는경우에는 구동용 모터 전원이
			자동적으로 차단되어 윤활유 부족으로 인한 베어링 손상을 방지할 수 있도록
			하는 장치가 있다.

 

 

15-106-1-13

공학적 설계에서의 개념설계, 인자설계, 허용차설계

문)			공학적 설계에서의 개념설계, 인자설계, 허용차설계
			로버스트 설계의 근본적인 원리는 변동을 발생시키는 원인 자체를 직접 제거
			하지 않고, 단지 변동의 원인이 끼치는 영향을 극소화시킴으로써 제품의 품질
			을 향상시키는 것이다. 이것은 변동을 야기하는 여러 가지 원인들에 의해 제품
			의 성능이 변동하지 않도록 제품과 공정에 대한 설계를 최적화함으로써
			달성된다.
	1.		시스템설계
		1)	기본적인 기능을 갖춘 원형을 설계하기 위해 과학적인 지식과 엔지니어링
			지식을 응용하는 과정이다.
		2)	즉, 시스템설계에서는 제품에 들어가는 부품에 대한 특성이나 조립과정 또는
			생산하는 공정기술을 설계한다.
	2.		파라미터설계
		1)	시스템설계가 이루어진 다음에 결정하는 설계이다. 파라미터설계는 시스템설
			계에서 파악한 설계변수 중에서 최상의 목푯값을 결정하고자 하는 설계이다.
		2)	즉, 파라미터설계는 성능변동을  감소하거나 또는 극소화시키는 세팅을
			파악하는 것을 말한다.
		3)	일반적으로 변동이 심하면 비용이 증가한다. 따라서 파라미터설계는 변동을
2쪽
번호
			줄이는 변수를 찾기 위한 일련의 과정을 말한다.
	3.		허용차설계
			변수의 허용오차를 결정하는 것이다.
			즉, 허용오차설계는 제조비용과 수명비용의 합을 극소화시키는 허용오차를
			결정하는 방법이다.

 

 

 

 

14-103-3-3	신뢰성관리에 대한 다음 각 물음에 답하시오.
	(1) 신뢰성관리의 정의를 설명하시오.
	(2) 고유신뢰성의 개념과 증대방안을 설명하시오.
	(3) 사용신뢰성의 개념과 증대방안을 설명하시오.

 

문)			신뢰성관리에 대한 다음 각 물음에 답하시오.
			(1) 신뢰성관리의 정의를 설명하시오.
			(2) 고유신뢰성의 개념과 증대방안을 설명하시오.
			(3) 사용신뢰성의 개념과 증대방안을 설명하시오.
	(1) 신뢰성관리의 정의
		1.	품질보증적 동기에서 신뢰성을 정량적으로 측정할 수 있는 척도를 설정해서
			이들 수치들을 토대로 신뢰성을 향상시키려고 체계화한 것이 이른바 신뢰성
			관리이다.
		2.	신뢰성 관리는 품질보증이나 품질 개선에 매우 중요한 도구이다. 신뢰성
			관리의 목적은 불량원인을 발견해서 이들을 제거하는 것, 즉 고장의 원인을
			찾아내서 가능한 한 그의 영향을 줄이거나 제거시키는 것이다.
	(2) 고유신뢰성의 개념과 증대방안
		1. 고유신뢰성
			제품 자체가 가지고 있는 고유신뢰성으로, 제품의 수명을 연장하고 고장을
			적게 하는 신뢰성 설계나 공정관리나 공정해석에 의하여 기술적 요인을 찾아
			내고 이를 시정하는 품질관리활동으로 달성된다.
		2. 증대방안
			1) 설계부문
번호
			용장성 설계, 부하의 경감, 안전계수, 환경조건의 추정, 안전장치, 인간공학적
			적합성.
			2) 제조부문
			자재, 기계, 제조방법, 작업관리, 품질관리
	(3) 사용신뢰성의 개념과 증대방안
		1. 사용신뢰성
			제품이 만들어진 후 설계나 제조과정에서 형성된 제품의 고유신뢰성이 유지
			관리되도록 하는 신뢰성을 말한다.
		2. 증대방안
			1) 사용부문
			사용방법, 교육훈련, 취급설명
			2) 보전부문
			보전방법, 예비품관리, 사용법, 안전요원훈련
			3) 환경부문
			저장, 운반, 포장, 사용 환경

 

 

 

14-103-3-5
	다음은 어느 공정의 부적합수 데이터를 나타낸 것이다. 물음에 답하시오.
	(1) 위와 같은 데이터는 통계적으로 어떠한 분포를 따르는지 설명하시오.
	(2) 위 데이터를 활용하여 관리한계선을 산출하시오.
	(3) 위 데이터를 활용하여 관리도를 그리고, 해석하시오.

 

문)			다음은 어느 공정의 부적합수 데이터를 나타낸 것이다. 물음에 답하시오.
			(1) 위와 같은 데이터는 통계적으로 어떠한 분포를 따르는지 설명하시오.
			(2) 위 데이터를 활용하여 관리한계선을 산출하시오.
			(3) 위 데이터를 활용하여 관리도를 그리고, 해석하시오.
	(1)		이항분포에서np=m이 일정한 값으로 유지되면서 n→∞, p→0의 극한분포를
			가정하게 되면 푸아송분포가 된다. 이 분포는 이항분포보다는 정밀도는 떨어
			지지만, 사용의 편리성 등이 고려되어 상당히 많이 사용된다. 또한 시료의
			크기인 n이 불완전한 경우, 예를 들어 철판의 흠의 수, 공장의 사고건수와
			같은 확률값을 구하려고 할 때에는 푸아송분포 외에는 대안이 없다.
			푸아송분포를 근거로하여, 공정에서 n이 일정하지 않은경우 부적합수를 관리
			하는데사용하므로, 관리한계선이 계단식으로 나타난다.

 

 

 

13-100-1-9

신뢰도 설계기법(Reliability)

 

문)			신뢰도 설계기법(Reliability)
	1.		신뢰도 정의
			부품, 장치, 기기 및 시스템이 주어진 사용조건에서 주어진 일정시간 동안
			의도한 기능을 수행하는 확률
	2.		신뢰도 구성요소
		1)	시스템이 운영되는 조건과 관련
		2)	수명과 관련
		3)	수치로 나타낸 확률값
		4)	시스템이 의도했던 성능과 조건
	3.		설계기법
		1)	신뢰도의 배분
			제품의 신뢰도 목표치를 제품을 구성하는 부품,   ex) 유니트별로 배분하는 것
		2)	Fool Proof 설계방식(실수방지)
			사용자가 그릇된 조작을 하더라도 고장인 사고가 없도록 설계되어 있는 것.
			ex) 컴퓨터 오류 시 화면에 에러 메시지 띄움
		3)	Fail Safe 설계방식(고장 안전)
			기기가 고장났을 때 이로 인한 사고를 막을 수 있도록 안전하게 설계된 것
2쪽
번호
			ex) 전기제품에 붙어 있는 퓨즈로 과전류에 의한 고장 및 화재 발생
		4)	Safe Life 설계방식(안전 수명)
			절대로 고장을 일으켜서는 안 되는 완벽한 안전구조 설계방식. 특히 보전이
			어렵고 높은 신뢰도를 유지하지 않으면 안 되는 시스템
			ex) 원자로, 항공기 엔진 등 고도 안전을 도모
		5)	용장성(Redundancy) 설계방식
			많은 부품으로 구성되어 있는 기기의 장치는 부품 하나가 고장나더라도 전체
			기능이 정지될 수 있음.
			ex) 이때여분의회로나구성품으로전체기능정지를방지할수있는데,
			이를용장성이라고함
			① 대기용장방식
			동종의 기기를 복수로 설치하여 작동 중 1대가 고장 나면 곧 예비 기기가 작동
			② 병렬용장방식
			여러 대를 동시에 가동시켜서 그중 1대가 고장 나더라도 전체에 지장이
			없도록 하는 것

 

 

 

13-100-1-10

강건설계(Robust Design) 방법 중 공차설계

문)			강건설계(Robust Design) 방법 중 공차설계
			다구찌 실험계획(강건설계)에서 다구찌기법은 일본의 다구찌박사가 구현한
			제품의 품질개선기법으로 제어 가능한 인자로 제어할 수 없는 노이즈(Noise：
			환경 잡음인자)에 강건설계(Robust Design)를 하는 것이다.
	1. 로버스트설계(Robust Design)
		1)	연구 및 개발단계에서 생산성을 향상시켜 고품질 제품을 신속하고 저렴하게
			생산할 수 있도록 하는 일종의 공학적 방법론이다.
		2)	즉, 불합리한 작업조건과 환경조건하에서도 지속적으로 성능특성이 균일한
			제품이 생산되도록 공정을 설계하는 것이다.
		3)	잡음에 대한영향을 적게받도록 하는제품설계, 즉 Robust Design을 위해서는
			라인 외 품질관리가 절대적으로 필요하다.
		4)	제품설계(로버스트설계＝강건설계)는 시스템설계 → 파라미터설계 → 허용차
			설계(＝공차설계) 의 순으로 이루어진다.
			(1) 시스템설계
			기능설계로서 관련 기술이 중심이 되며, 시스템은 어떤 방식으로 할 것인가
			를 연구하는 단계로 1차 설계라고도 한다.
			(2) 파라미터설계
			제품설계에 채택되는 파라미터의 최적수준을 결정하는 방법으로, 품질을
2쪽
번호
			좋게 하고 Cost는 낮게 하는 방법으로서 2차 설계라고도 한다.
			파라미터란 제품의 기능 특성치에 영향을 주는 제어 가능한 인자를 말한다.
			(3) 허용차설계(＝공차설계)
			설계변수의 변동의 범위에 대하여 허용범위를 정하는 것이다.
	2. 다구찌 실험계획(＝다구찌 품질)
		1)	라인 내(On－line) QC
			제조단계에서 생산부서가 추진하는 QC활동
		2)	라인 외(Off－line) QC
			라인 외(Off－line) QC
	3. 로버스트에 의한 기술개발
		1)	선행성(Technology Readiness)
			(1) 상품기획 이전에 기술개발
			(2) 경쟁자보다 먼저 기술개발
			(3) 동시공학 또는 시뮬레이션공학을 가능하게 함
		2)	범용성(Technology Applicability)
			(1) 다양한 신호를 제어하고 고객의 요구사항을 수용할 수 있는 능력
			(2) 여러 종류의 제품 및 차세대 제품에 적용
		3)	재현성(Technology Reproducibility, Robustness)
			(1) 모든 산포 요인에 둔감한 기술 구현
			(2) 실험실의 결과를 생산 현장에 적용
			(3) 제2단계 최적화
	4. 허용차 설계
		1)	산포를 한층 더 감소시키기 위하여 파라미터 설계에서 결정된 제어인자의
			값을 중심으로, 이의 허용차를 더욱 세밀하게 조정.
		2)	즉, 품질과 비용의 적당한 타협을 하거나 Noise에 대한 보상을 함.
			어느 제어인자의 허용차가 어느 정도 감소되어야 하며, 어느 원자재 및 부품이
			어느 정도 품질 향상되어야 하는가를 결정

 

 

12-97-4-5	어떤 제품을 생산하는 공정이 있다. 이 제품에 대한 치수의 규격은 750±40mm라고 한다.
	이 공정은 많은 부적합품이 발생되고 있어 관리도를 통해 공정을 해석하고, 안정된
	상태로 관리하고자 다음과 같이 측정결과를 얻었다. 각 물음에 답하시오.
	측정결과  k=16, n=5,  ∑ -X=12.137.8,  ∑R = 628  
	n=5일때 A=1.342, A2=0.577, D2=4.918, D4=2.114, d2=2.326
	(1) 표준값이 주어져 있는 관리도와 표준값이 주어져 있지 않는 관리도와의 차이를 설명하고,
	이 경우는 현재 어느 관리도에 해당되는지 제시하시오.
	(2) -X - R관리의 관리상한선, 중심선, 관리하한선을 구하시오.
	(3) 공정능력지수(Cp(PCI)를 구하여 판정하고, 개선방안을 제시하시오.

 

문)			어떤 제품을 생산하는 공정이 있다. 이 제품에 대한 치수의 규격은 750±40mm
			라고 한다. 이 공정은 많은 부적합품이 발생되고 있어 관리도를 통해 공정을
			해석하고, 안정된 상태로 관리하고자 다음과 같이 측정결과를 얻었다.
			각 물음에 답하시오.
			측정결과  k=16, n=5,  ∑ -X=12.137.8,  ∑R = 628  
			n=5일때 A=1.342, A2=0.577, D2=4.918, D4=2.114, d2=2.326
			(1) 표준값이 주어져 있는 관리도와 표준값이 주어져 있지 않는 관리도와의
			차이를 설명하고,  이 경우는 현재 어느 관리도에 해당되는지 제시하시오.
			(2) -X - R관리의 관리상한선, 중심선, 관리하한선을 구하시오.
			(3) 공정능력지수(Cp(PCI)를 구하여 판정하고, 개선방안을 제시하시오.
			③ 상태파악을 위하여 전수검사를 실시한다.
			④ 제조를 중지하고, 문제점을 파악한다.