통합공정관리에서 출력변수와 입력변수를 탐지하는 절차의 비교

이재헌 한국데이터정보과학회 2011 한국데이터정보과학회지 Vol.22 No.4

Two widely used approaches for improving the quality of the output of a process are statistical process control (SPC) and automatic process control (APC). In recent hybrid processes that combine aspects of the process and parts industries, process variations due to both the inherent wandering and special causes occur commonly, and thus simultaneous application of APC and SPC schemes is needed to effectively keep such processes close to target. The simultaneous implementation of APC and SPC schemes is called integrated process control (IPC). In the IPC procedure, the output variables are monitored during the process where adjustments are repeatedly done by its controller. For monitoring the APC-controlled process, control charts can be generally applied to the output variable. However, as an alternative, some authors suggested that monitoring the input variable may improve the chance of detection. In this paper, we evaluate the performance of several monitoring statistics, such as the output variable, the input variable, and the difference variable, for efficiently monitoring the APC-controlled process when we assume IMA(1,1) noise model with a minimum mean squared error adjustment policy. 통계적 공정관리 (statistical process control; SPC)와 자동공정관리 (automatic process control; APC)는 공정의 품질을 향상시키기 위하여 가장 널리 사용하는 방법이다. 이 두 종류의 관리절차는 서로 독립적으로 적용되고 연구되어져 왔지만, 현대의 생산 공정은 공정 자체가 복잡하고 혼합된 양상을 나타내기 때문에 두 관리절차를 병행하여 사용함으로써 관리효과를 증대시킬 수 있게 된다. 이와 같이 수정과 탐지를 동시에 사용하여 공정을 좀 더 효율적으로 관리하고자 하는 절차를 통합공정관리 (integrated process control; IPC)라고 한다. IPC의 기본절차는 잡음이 내재하는 공정에 대하여 수정조치를 취하고, 이러한 수정활동 중 공정에 이상원인이 발생했는지 관리도를 통하여 이를 탐지하는 것이다. APC로 조정된 공정을 관리할 경우 일반적으로 출력변수를 관리통계량으로 사용하고 있으나, 입력변수를 관리통계량으로 사용하는 연구 결과들도 있다. 이 논문에서는 누적이동평균(integrated moving average; IMA) (1,1) 잡음모형과 최소평균제곱오차 (minimum mean square error; MMSE) 수정을 가정할 경우, 출력변수, 입력변수, 그리고 출력변수와 입력변수의 정보를 모두 이용하는, 즉 출력과 입력변수의 차이변수를 사용하는 절차의 효율을 비교하고 있다.

통계적 공정관리 성능지표를 통한 구름 베어링의 결함 검출에 관한 연구

김가은(Ga Eun Kim),황해성(Hae Seong Hwang),이광기(Kwang Ki Lee),한승호(Seung Ho Han) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集A Vol.45 No.1

구름 베어링은 회전 기계에서 회전축을 지탱하는 주요 구성요소 중 하나로 열악한 사용 환경에서 잦은 고장과 파손이 발생한다. 구름 베어링의 파손은 회전 기계 전체의 가동 중단으로 이어져 막대한 금전적 손실을 초래하기 때문에 이의 상태를 진단하는 모니터링 시스템은 필수적인 부분이 되었다. 그러나 다양한 기능을 담당하는 복잡한 기계요소들의 상호 간섭으로 상태 모니터링 프로세스가 복잡해지고, 상태 모니터링에 요구되는 시간이 오래 걸려 결과적으로 높은 비용이 초래되고 있는 실정이다. 따라서 구름 베어링의 상태 모니터링 연구를 위해 고장 패턴 학습이 아닌 통계적 공정관리(SPC: statistical process control)를 활용한 성능지표화를 통해 다양한 결함 패턴을 감지하는 것이 요구된다. 본 연구에서는 구름 베어링을 대상으로 가속도 데이터를 통계적 공정관리 성능지수로 변환하였으며, 이를 결함 감지 기준으로 선정하였다. 통계적 공정관리 성능지수는 상용 통계해석 프로그램인 JMP를 통해 분산분석을 수행하여 통계적 유의차를 도출하였으며, 상자그림으로 각 변수들의 결함을 분류하는 기준인 0.8과 1.5를 선정하였다. 아울러 다항 로지스틱 회귀분석을 수행해본 결과, SPC 성능지수를 적용한 다항 로지스틱 회귀 분석은 결함 발생확률 추정에 대해 높은 정확도를 보였음을 확인하였다. Rolling bearings are among the main components that support the shaft in rotating machines. Rolling bearings are typically subjected to harsh operating environments, and hence, experience wear and tear significantly. Because the failure of rolling bearings can result in the downtime of rotating machines and lead to significant monetary losses, the health monitoring of such machine components is an ongoing issue in industries. However, the mutual interference of complex mechanical elements with various functions complicates the health monitoring process, increases time consumption, and consequently, increases costs. In this study, the acceleration data of rolling bearings obtained in the time domain was analyzed using the statistical process control (SPC) performance index. Through the analysis of variance via SAS JMP, the analyzed data was found to have statistical significance, and the box plot classified the failure of each parameter based on 0.8 and 1.5 of the SPC performance index. Consequently, when the SPC performance index was considered, the multinominal logistic regression analysis provided a satisfactory evaluation of the probability of failure occurrence.

중소기업 스마트공장의 통계적 관리 도입과정과 제품수율 개선 효과

강희석,최환영 사단법인 한국융합기술연구학회 2023 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.9 No.8

Recently, it draws attention that building smart factories for productivity and digitization of manufacturing for quality improvement in manufacturing industry-based small and medium-sized enterprises are a global trend. Many companies are preparing for smart factory projects in stages, but there is a lot of variation between companies, and small and medium-sized enterprises that go beyond the second stage are extremely rare. This study is about data extraction and construction using existing facilities and general-purpose programs to minimize new investment costs. By introducing statistical management based on the data of the main production process at the stage prior to smart factory advancement, data generated from facilities deployed in existing factories is collected and processed without introducing expensive package solutions to monitor real-time production and quality status. It was proved that the poor quality and the defect of the main production process was reduced and the yield was ultimately improved by deriving the effect according to the variable through the introduction of statistical techniques. It is expected that this research case will be of practical help in the collection and use of big data and the establishment of management plans in the manufacturing reality of small and medium-sized enterprises, which are the basic stage of smart factory. 제조 산업기반의 중소, 중견기업에서 생산성 향상을 위한 스마트한 공장 구축과 품질의 향상을 위한 제조 디지털화는 세계적인 추세이다. 많은 기업들이 스마트공장 사업을 단계별로 준비하고 있지만 기업간의 편차가 많이 심한 편이고 스마트공장 수준단계중 기초수준을 넘어서는 중소기업은 극히 드믄 실정이다. 본 연구에서는 신규투자 비용을 최소화 하도록 기존 설비와 범용 프로그램을 사용하여 데이터 추출과 구축에 관한 내용이다. 스마트팩토리 고도화 이전 단계에서 주요 생산 공정의 데이터를 바탕으로 통계적 관리를 도입함으로써 고가의 패키지 솔루션을 도입하지 않고도 기존 공장에 배치되어 있는 설비에서 발생되는 데이터를 수집하고 가공하여 실시간 생산현황과 품질현황을 알 수 있도록 하고 통계적인 기법 도입으로 변수에 따른 효과를 도출하여 주요 생산 공정의 불량을 줄이고 궁극적으로 생산수율(yield)이 개선됨을 입증하였다. 본 연구 사례는 스마트 공장 기초 단계인 중소, 중견기업의 제조 현실에서 데이터의 수집과 활용, 그리고 관리 방안 구축에 실질적인 도움이 될 것으로 기대한다.

가변추출간격을 갖는 다변량 슈하르트 관리도

조교영 한국데이터정보과학회 2010 한국데이터정보과학회지 Vol.21 No.6

The objective of this paper is to develop variable sampling interval multivariate control charts that can offer significant performance improvements compared to standard fixed sampling rate multivariate control charts. Most research on multivariate control charts has concentrated on the problem of monitoring the process mean, but here we consider the problem of simultaneously monitoring both the mean and variability of the process. 공정을 모니터링 하기 위한 전통적인 관리도는 표본들 사이의 일정한 추출간격에서 일정한 수의 표본을 취하여 만들어 지는 고정추출율 관리도이다. 본 연구의 목표는 표준적인 고정추출율을 갖는 다변량 관리도에 비하여 성능이 우수한 가변추출간격을 갖는 다변량 관리도를 개발하는데 있다. 대부분의 다변량 관리도에 대한 연구는 공정의 평균벡터를 모니터링 하는데 초점이 맞추어져 있다. 그러나 본 논문에서는 공정의 평균벡터와 분산-공분산을 동시에 모니터링 하기 위한 다변량 관리도를 연구한다. 가변추출간격을 갖는 다변량 슈하르트 관리도에 대하여 연구 하고자 한다.

반도체 수율 향상을 위한 통계적 공정 제어에 전문가 시스템의 적용에 관한 연구

윤건상(Gunsang Yun),최문규(Munkyu Choi),김훈모(Hunmo Kim),조대호(Taeho Cho),이칠기(Chilgee Lee) Korean Society for Precision Engineering 1998 한국정밀공학회지 Vol.15 No.10

통신장비 분야 통계적 품질관리 기반 예방 품질보증체계 구축 사례

김종신 ( Jong Shin Kim ),양윤석 ( Yun Suk Yang ),김동진 ( Dong Jin Kim ) 한국품질경영학회 2016 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2016 No.2

정밀부품의 생산공정관리를 위한 측정시스템의 개발과 제품의 신뢰성 평가

조경철(Kyung-Chul Cho),정평석(Pyung-Suk Jung),신기열(Ki-Yeol Shin),오상균(Sang-Kyun Oh) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.5

In this study, we developed a new measurement system which can be used for PCB manufacturing process. A thickness measurement data of module PCB is one of important specification from buyer. Because it could be made a big problem in a appliances such as Pc. So PCB maker need to check on all contact surface thickness and monitor their manufacturing process can be trusted. We had calibrated all sensors and measured reference two specimens. Measurement system can be provided high accuracy value, 4㎛ of repeatability, and we verified Guage R&R value as 3.97% which is shown a value of good enough to measure.

대수형 학습효과에 근거한 소프트웨어 신뢰모형에 관한 통계적 공정관리 비교 연구

김경수,김희철 한국디지털정책학회 2013 디지털융복합연구 Vol.11 No.12

공정능력분석을 이용한 군 통신용 쉘터의 EMI 차폐성능이 안정된 측정 포인트 탐색 연구

구기범,권재욱,진홍식 한국품질경영학회 2018 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2018 No.-

군 통신 쉘터는 네트워크 중심 전에서 다양한 무기체계들의 통합적인 전투력 발휘를 위해 요구되는 정보의 송/수신 기능을 실시간 보장하고 전술환경의 생존성을 극대화 시킨 정보통신 기반체계이다. 쉘터 내부에 다양한 통신용 장비가 탑재되기 때문에 외부로부터의 전자기 공격에 대한 높은 차페성능을 보장해야한다. 본 연구에서는 통계적 품질관리 기법인 공정능력분석을 이용하여 군 통신용 쉘터에서 차폐성능이 안정된 측정 포인트을 탐색하는 연구를 진행하였다. 45대의 통신용 쉘터로부터 수집된 차폐성능 데이터를 분석하였으며, 각 측정 포인트들의 차폐성능에 대한 공정능력지수를 분석하고 이에 따른 차폐성능이 안정된 측정 포인트를 탐색하였다.

초대형 취사트레일러의 운용성 향상을 위한 품질개선 연구

정규황,김성수,김대정 한국품질경영학회 2018 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2018 No.-

군의 전력지원장비 중 취사트레일러는 야전 훈련 및 전시의 장병의 식사를 제공하기 위한 장비이다. 현재 우리 군에서 사용하는 취사트레일러는 400명분과 800명분 취사트레일러 두가지로 전력화되어 있으며, 본 연구에서는 800명분 취사트레일러의 운용성을 향상하기 위해 취사 시 장비 전개방법의 간소화 방안에 대한 연구를 진행하였다. 군에서 사용되는 장비의 특성상 장비 설치방법의 간소화를 통해 제한된 시간 내에 신속한 장비 전개가 필요하다. 이를 위한 방안을 모색하기 위해 본 연구에서는 구조적 응력계산을 바탕으로 피스톤형 리프트를 이용한 취사트레일러의 지붕조립체의 설계 개선 안을 제시하는 연구를 진행하였다.