실험계획법 기업의 실제적용사례-2편

소개

이 자료는 회귀분석(Stepwise Regression 등) 및 실험계획법(DOE)을 이용하여 어느 화학제조기업에 실제 적용한 사례를 정리한 자료 입니다.
이 사례의 특이한 것은 일반사례와 달리 단순히 회귀분석과 실험계획법만 적용한 것이 아니라 추진배경과 문제를 명확히하고 그 문제의 잠재원인을 모두 검토한 후 근본원인을 통계적으로 파악하고 회귀분석,실험계획법을 통한 최적화 및 성과검증까지 정리한 자료로 거의 6시그마의 DMAIC Process에 준하는 종합적인 사례라는 점이다.
또한 기업에서 통계기법을 실제 적용시 많은 제약으로 적용이 어려운 경우가 많이 발생합니다.
이 사례도 장치산업으로 정해진 수준별Data수집이 곤란한 경우가 발생되어 기존의 Historical Data를 이용하여
회귀분석 및 실험계획법을 적용하였다는 점이 차별화된다고 할 수 있습니다.
그리고 미니탭 사용법을 잘 몰라도 본 자료에 적용된 통계기법에 대한 단계별 사용법, 해석관련 이론 등을 미니탭 화면의 그림으로 상세하게 설명되어 있어 사용법을 익히는데에도 편리합니다.
따라서 이 사례는 회귀분석 및 실험계획법을 적용하여 최적화하고자 하는 기업이나 관련 전공학생에게 도움이 될 것으로 판단되며, 기업적용사례를 통해 통계기법의 올바른 적용에 도움이 되기를 바랍니다.

목차

1. 기업의 제품생산 현상 및 문제점 확인
2. CTQ(비표면적)에 대한 공정능력분석
3. 비표면적 불량의 근본원인 파악
4. 다중회귀분석을 통한 1차 최적화
5. 실험계획법(DOE)을 통한 최적화
6. 최적화 결과 검증
7. 회귀분석 및 실험계획법 최적화 결과 정리

본문내용

(1) 기업의 제품생산 현상 및 문제점 확인
최근 신상품을 개발하여 초도품을 정상적으로 생산하여 공급이 원활하게 이루어지고 있었다. 하지만 초도품 생산 후 3개월 지난 시점부터 BBB신제품의 비표면적 불량이 다량으로 발생되어 고객사에 정상적으로 공급이 어려운 상태가 발생되었다.

(2) CTQ(비표면적) 공정능력 분석 결과
비표면적 현재 시그마수준=0.54σ(294219.02ppm)이고,불량율도 25%로 품질수준이 매우 낮은 수준임을
알 수 있다.

(3) 비표면적 불량의 근본원인 파악
비표면적 불량(품질수준이 낮은)의 원인이 될만한 잠재인자(물 투입량, 중탄산, 산의 농도, 산투입량, 알칼리 반응제, 반응시간, 반응온도, 비중)를 모두 도출하였고 Multi-voting을 통해 물투입량 등 5개 인자를 주요인자로 선정하였음
비표면적과 대응되는 5개인자 Data를 수집하고 단계적회귀분석(Stepwise Regression)을 실시한 결과 비표면적의 근본원인은 반응시간과와 산의 농도인 것으로 파악됨.

(4) 다중회귀분석을 통한 1차 최적화
따라서 다중회귀분석결과 인자의 최적조건은 산의 농도 71 이고, 반응시간은 90.5임을
알 수 있다. 그러나, 상기 최적조건 이외에도 산의 농도와 반응시간의 최적조건은 더
많이 있을 수 있으며,
다중회귀분석의 단점은 최적화시 교호작용이 반영되지 않으므로 최적화 신뢰성 확보를
위해서는 실험계획법을 적용하여 최적화 하여야 함.

(5) 실험계획법(DOE)을 통한 최적화
Historical DOE(반응표면설계)를 이용하여 분석한 결과 목표인 비표면적 450을 달성였으므로 최적조건은 “산의 농도 60, 반응시간 76.6”으로 선정함.

(6) 최적화 결과 검증
1-표본 t 검정결과 P값이 0.05이하 이므로 95% 신뢰구간에서 유의한 것으로 확인됨. 즉, 개선후-비표면적의 값이 규격상한 550 보다 적다고 할 수 있다. (개선이 완료된 것을 통계적으로 확인함)

참고자료

· 없음