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다구치 Methods와 품질의 정의

 모든 품질도구가 그렇듯이 Taguchi Method 또한 Point만 잘 파악한다면 이미 개발된 Software와 더불어 실무 적용은 생각보다 어렵지 않다. 최근  미국과 유럽 그리고 일본과 같은 품질 선진 기업을 중심으로 품질개선 도구로서 널리 적용되고 있고 Taguchi Methods를 특별 게재하였다.

한편 Six Sigma 활동에 있어서도  Taguchi Methods는 Six Sigma 기법의 기본 Step이라고 할 수 있는 D-M-A-I-C의 5 Step 중 I(Improvement)단계에서 최적화를 위한 개선 Tool로 널리 활용되고 있는 실정이다.

본 내용은 Taguchi 기법을 전문적으로 연구, 확산시키고 있는 미국과 일본의 전문 기관(ASI, NASA, Taguchi Method Forum, 일본의 품질공학회 등)으로부터 수집된 자료를 기초로 재편집한 것이다.


T
aguchi Method는 타구치겐이치(田口玄一) 박사에 의해 개발이 추진되어져 온 것으로서 기술을 최적화하기 위한 방법이다. 1980년 타구치박사가 미국 Bell연구소에서 반도체에 관한 생산기술 개발을 지도하여 대성공을 거둔 것이 미국에서 Tguchi Method가 폭발적으로 보급되는 계기가 되었고 현재는 세계적으로 확산되어 Taguchi Method, Robust Design 등으로 표현하며, 일본에서는 품질공학(Quality engineering)이라고 칭한다.

Taguchi Method는 자연의 유일한 해를 찾으려는 과학이라기 보다는 품질과 COST의 최적해를 구하려는 의도에서 출발된 것이며, 본 기법은 학자들에 의해 연구되기 보다는 기업의 설계를 중심으로 한 관리자들에 의해 연구되고 활용되어야 할 부분이라고 할 수 있다.

Taguchi Method를 한 마디로 정의하면 고품질의 제품을 낮은 COST와 빠른 납기를 이루기 위한 R&D단계에서의 생산성 향상을 위한 Engineering Method라고 할 수 있다. 이와 같은 기대 효과 때문에 국내에서도 인천에 소재한 어느 자동차 메이커에서는 부품업체 품질혁신 도구의 하나로 이와 같은 타구치기법을 채택하고 지도 활동을 전개하고 있는데 그 배경에는 이와 같은 고품질, 고효율, 저COST를 달성하기 위함이다.

처럼 Taguchi Method는 과거의 Statistical Experimental Design의 개념을 근간으로 다음과 같은 두 가지 새로운 개념을 접목시킨 가운데 출발한다고 볼 수 있다.

  • How to reduce economically the variation of a product's function in the customer's environment.
  • How to ensure that decisions found optimum during laboratory experiments will prove to be so in manufacturing and in customer environments.
     

 1. 품질이란?

  • 국가규격에는 품질을 「물품 또는 서비스가 사용 목적을 충족시키고 있는지를 결정하기 위한 평가 대상이 되는 고유의 성질 · 성능의 전체」라고 표현되어 있는데 간단히 표현하자면 상품의 성능일 것이다.

여기에 대하여 Taguchi method에서는 연구

"품질이란 물품이 출하후 사회에 미치는 손실이다. 단 기능 그 자체에 의한 손실은 제외한다"라고 정의하고 있다. 즉 품질=손실인 것이다.

  • 이해를 돕기 위해 이런 것을 생각해 보자! 우리가 상품을 구매했을 때 그것은 광고대로 기능을 발해해 주었는지? 수명이 짧은 상품은 없었는지? "함께 산 저 사람 것은 괜찮은데 내 것은..." 이와 같은 일은 없었는지? 말하자면 「품질이 나쁜 상품」이다. 그리고 이것이 「기능의 산포에 의한 손실」인 것이다.
  • 이어서 또 한가지 예를 들면 휘발유 차량보다 연비가 좋다고 생각하여 디젤 차량을 구입하였는데 자기 차량의 주행 모습을 보니 시커먼 연기를 내뿜고 있었다. 또 한편 파워가 약해서 생각했던 것 만큼 연비도 좋지 않다고 하는 사실에는 실망을 금치 못할 것이다. 이처럼 시커먼 연기, 그리고 좋지 않은 연비가 「기능 이외의 폐해 항목에 의한 손실」이다.
  • Taguchi method에서는 이 두 가지를 합쳐서 품질이란「물품이 출하된 후 사회에 미치는 손실」이라고 생각한다.  

2. System이란?

  • Taguchi 기법에서는 상품이나 기술, 제조공정을 System으로 다룬다. 그림을 보자  
   

노이즈 z1.z2 ..., z k

   
         
입력신호 M  

SYSTEM

(X 1, X 2, ..., Xn)

  출력특성 y
         
(지시값, 전력, 재료)   (사용하는 공구나 가공속도,
여러 가공조건 등)
  (품질의 치수, 제거된 재료,
완성된 물품의 형태)

시스템에 신호 M을 주면 시스템이 갖는 내부 Parameter에 따라서 변환을 하여 y라는 출력을 한다. 내부 파라미터라는 것은 간단히 말하면 우리가 설계할 때에 결정하는 치수나 가공조건, 저항치 등이다.

이것을 우리가 관여하고 있는 기술이나 공정으로 바꾸어서 생각해 보면 여러가지를 떠올릴 수 있을 것이다.

  • 예를 들어 공작기계라고 한다면 입력은 기계에 부여하는 지시값, 전력, 재료. 출력은 품질의 치수, 제거된 재료, 완성된 물건의 형태. 내부 파라미터로서는 사용하는 공구나 가공속도, 여러가지 가공 조건 등일 것이다.

이 내부 파라미터의 설계가 잘되지 않으면 목적으로 하는 「좋은 제품」을 얻을 수 없다. 단지 시스템에는 동시에 외부환경 변화나 내부 파라미터의 이탈 등의 Noise가 작용한다.

우리들이 해야 할 일은 이와 같은 Noise가 가해져도 더욱 안정되게 작동해 줄 시스템을 만들어 내는 일이다.

그런 입에 맞는 물건이 있다면 보고 싶어질 것이다. 그러나 세상에는 이미 많이 존재하고 있으며, 다만 공표되어 있지 않을 뿐이다. 바로 기업비밀이란 것이다. 모든 기업이 똑 같이 돈을 벌 수 없는 이유가 바로 여기에 있다!

  • 그리고 이와 같은 시스템 내부 파라미터를 효율적으로 결정하는 수법이 파라미터 설계(parameter design)이다.  

3. 어디에 이용할 수 있는가?

  • 그럼 어떤 곳에 Taguchi 기법을 이용할 수 있는가? 그것은 「모든 제품을 생산하는 현장」인 것이다.
  • 다음 그림은 기초연구에서 시작되어 판매되기까지 상품의 흐름을 나타낸 것인데 모든 단계에서 Taguchi 기법이 제공되고 있음을 이해할 수 있을 것이다.  
상품의 판매까지의 흐름  

Taguchi method의 수법

하류에서부터 거슬러 올라가면 이해하기 쉽다.

       

기초연구

    기능성을 사용한 Parameter 설계

 

기술개발

 

     

상품기획

    SN비를 이용한 시스템의 우열 비교

품질특성을 사용한 Parameter 설계

허용차 설계

On-line 품질공학

 

상품개발

 

 

제조

 

 

검사

 

 

판매

 

 

4. 품질관리 활동의 변천 과정은?

검사 (INSPECTION)

SCREENING
ACCEPTANCE SAMPLING




공정관리 (PROCESS CONTROL)

관측(MONITORING)
진단(DIAGNOSIS)
조정(ADJUSTMENT)





제품 / 공정설계


TAGUCHI   METHOD

 

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KTI 연구소장/운영자 : 공학박사(산업공학)/기술사(품질)/기술지도사  권오운
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