13. 샘플링검사(Sampling Inspection)의 기초
1. 검사 개요
. 검사란 다음 공정이나 고객에 대한 품질보증을 목적으로 검사표준을 정하고 물품(서비스)의 품질을 측정하여 그 결과를 표준과 비요하여 개개 물품의 양, 불량 또는 로트의 합격, 불합격의 판정을 내리는 활동
. 전수검사(Total Inspection) : 검사로트 전체에 대하여 행하는 검사. 검사의 대상이 되는 물품전체에 대해서 하나하나 검사함으로써 품질을 완전히 보증할 수 있다. (검사비용이 반영된 경제성을 고려하더라도) 불량품이 절대 있어서는 안되는 경우라든가, 검사항목수가 적고 로트의 크기가 작을 때 행해진다.
. 샘플링검사(Sampling Inspection) : 로트의 샘플을 추출하여 측정한 결과를 로트의 합격판정기준과 비교하여 그 로트의 합격/불합격을 판정하는 검사. 로트의 크기와 시료의 크기와의 관계, 시료의 샘플링 방법, 판정기준 등은 경제성을 고려하여 통계적 방법에 의하여 결정한다.
2. 샘플링검사의 이론
. 샘플링검사는 로트로부터 추출한 샘플을 검사하여 그 로트의 합격, 불합격을 판정하고 있기 때문에 합격된 로트 중에 다소의 불량품이 들어 있게 되지만, 샘플링검사에서는 검사된 로트 중에 불량품의 비율이 확률적으로 어떤 범위 내에 있다는 것을 보증할 수 있다. 그리고 이 불량품의 비율은 이항분포곡선을 그리게 된다. 이와 같이 샘플 속에 섞이는 불량품이 일정치 않은 것은, 로트 불량률은 일정하더라도 샘플 속에 포함되는 샘플의 불량률은 우연에 의해서 좌우되기 때문이다. 이것을 가리켜 샘플링 요동(Sampling fluctuation)이라 한다. (r = 불량품 수)
[샘플 중 r 개의 불량품이 나타나는 확률]
3. 샘플링검사의 분류
. 샘플링검사가 필요한 경우
- 전수검사가 불가능한 경우 (예: 파괴검사)
- 기술적으로 개별검사가 무의미한 경우 (예: 금형으로 가공된 물품)
- 전수검사에 비해 신뢰도가 높은 결과를 얻을 수 있는 경우 (예: 검사수량과 검사항목이 많은 경우)
- 경제적으로 유리한 경우 (전수검사비용 vs. 유출된 불량품으로 인한 기회비용)
4. 검사 실시방식에 의한 분류
1) 규준형 샘플링 검사 (Sampling inspection based on OC)
※ OC : Operating Characteristic Curve (검사특성곡선)
- 공급자에 대한 보호와 구매자에 대한 보증의 정도를 각각 규정하고 양자의 요구가 충족되도록 되어 있다. 즉 OC 곡선상의 불량률 P0 와 같은 좋은 품질의 로트가 불합격될 확률 α (생산자 위험)를 5 %로 정하여 공급자를 보호하고, 불량률 P1 과 같은 나쁜 품질의 로트가 합격될 확률 β (소비자 위험)를 10 %로 정하여 구매자를 보호한다.
- 계수규준형 1회 샘플링검사(KS A 3102)와 계량규준형 1회 샘플링검사(KS A 3103)
2) 조종형 샘플링검사(Sampling inspection with adjustment)
- 구매자가 샘플링검사를 엄격하게 하거나 수월하게 조정하는 것을 특징으로 한다. 구매자가 합격시키고 싶은 바람직한 로트의 품질(합격품질수준: AQL)을 정하고, 이 수준보다 좋은 품질의 로트를 제출하는 한 합격시킬 것을 공급자에게 보증한다.
- 품질이 좋은 공급자에 대해서는 엄격하지 않은 샘플링검사를 하여 공급자를 장려하고, 품질이 나쁜 경우에는 엄격한 샘플링검사를 적용하여 공급자의 품질향상을 촉구한다.
- 계수조정형 샘플링검사(구KS A 3109)
3) 선별형 샘플링검사(Sampling inspection with screening)
- 샘플 속의 불량품수가 합격판정개수를 넘는 경우, 로트 잔량에 대하여 전수 선별하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 전수 선별된 로트는 불량품이 제거되었으므로 전수선별을 거치지 않고 합격된 로트의 것이 포함되더라도 평균 불량률은 검사전 불량률에 비하여 낮아진다.
- 이 방식은 공급자를 선택하지 않는 구입검사와 공정검사 및 출하검사 등에 적용된다.
- 계수선별형 1회 샘플링검사(구KS A 3105)
4) 연속생산형 샘플링검사(Sampling inspection for continuous production)
- 제품이 연속적으로 생사되는 연속생산 상태에서 적용하는 것을 특징으로 한다. 가령 처음에는 한 개씩 검사하여 양품이 일정 개수 계속되면 일정 개수씩 묶어서 검사하고, 불량품이 나오면 다시 1개씩의 검사로 되돌아오는 방식이다.
- 계수연속생산형 샘플링검사(KS A 3106)
4. 합격품질수준(AQL)과 로드허용불량률(LTPD)
. 보증품질이란 구매자나 소비자의 입장에서 '보증받고 싶은 품질'이며 판매자나 생산자의 입장에서 '보증하고 싶은 품질'이다. 합격판정 샘플링검사에서 보증품질은 합격품질수준(AQL)이나 로트허용불량률(LTPD)과 같은 '로트품질지표'로 표시된다.
. 샘플링검사에서 나쁜 로트가 합격되고 좋은 로트가 불합격되는 수가 있다. 이는 '샘플링 요동' 때문으로, 검사특성곡선(OC Curve)은 '이상적인 OC 곡선'과 같이 직선이 아니고 곡선으로 나타나게 된다. 아래 그림에서 볼 때, 구매자에게 가장 바람직한 품질수준은 P0 (또는 AQL)이상 이지만, 그들이 허용할 수 있는 최저한의 품질수준은 P1 (또는 LTPD) 이다.
. 바람직한 품질수준 P0는 합격판정 샘플링검사에서 공정평균의 품질수준으로 구매자가 만족할 수 있는 최대한의 불량률로서, 합격품질수준(AQL : Acceptable Quality Level)이라 한다. 이 때 로트의 합격확률은 보통 95 % 정도가 된다.
. 한편 최저한의 품질수준 P1 은 구매자의 입장에서 불합격시키고 싶은 불합격품질수준(RQL : Rejection Quality Level)으로 흔히 로트허용불량률(LTPD : Lot Tolerance Percentage Defectives)이라 한다. 이 경우 로트의 합격확률은 10 % 정도이다.
. 샘플링검사에서는 로트불량률이 낮은 OC곡선상의 P0, 즉 AQL이상의 품질을 갖는 로트를 전부 합격시키고 싶어도 '샘플링 요동'으로 이들 가운데 일부가 잘못되어 불합격으로 판정(제1종 오류)되는 수가 있다. 이 경우 공급자 즉 생산자로서는 좋은 로트가 불합격이 되는 것이므로, 이 확률(α = 5%)을 『생산자위험』이라 한다. 반대로 로트불량률이 높은 P1, 즉 LTPD(RQL)이하의 품질을 갖는 로트를 불합격시키려 해도 합격판정(제2종 오류)되는 수가 있다. 이 경우 구입자 즉 소비자로서는 나쁜 로트가 합격되는 것으로서 이 확률(β = 10%)을 『소비자위험』이라 한다.
<관련링크>
00. 품질경영맵
- 이상 -
1. 검사의 정의
물품을 어떤 방법으로 측정한 결과를 판정 기준과 비교하여 각각의 물품에 합격 또는 불합격 판정을 내며, 제품이 이어지는 공정에 적당한가 여부, 또는 최종 제품을 구입자에게 인도해도 좋은가 여부를 결정하는 것을 말합니다.
2. 검사의 목적
① 좋은 LOT와 나쁜 LOT를 구별합니다.
② 양품과 불량품을 구별합니다.
③ 공정이 변화했는지 어떤지를 판단합니다.
④ 공정이 규격 한계에 가까워졌는지를 판단합니다.
⑤ 제품의 결점 정도를 평가합니다.
⑥ 측정 기기의 정밀도를 평가합니다.
⑦ 검사원의 정확도를 평가합니다.
⑧ 제품 설계에 필요한 정보를 확보합니다.
⑨ 공정 능력을 측정합니다.
⑩ 다음(후) 공정에 불량품 혼입을 방지합니다.
⑪ 품질 정보를 제공합니다.
⑫ 작업자의 품질 의욕을 자극합니다.
⑬ 고객에게 품질에 대한 안심감을 제공합니다.
3. 검사의 종류
1) 검사가 행해지는 공정에 의한 분류
① 수입 검사 : 재료, 반제품 또는 제품을 받아들이는 경우에 제출된 LOT를 받아 행하는 검사를 말합니다.
② 구입 검사 : 외부에서 구입하는 경우의 검사(상점, 일반 대형 소지자)를 말합니다.
③ 공저 검사와 중간검사 : 제조 공정이 끝나고 다음 제조 공정으로 이동하는 사이에 행해지는 검사를 말하며 일반적으로 초품, 중품, 종품의 샘플링 검사의 자주검사를 말합니다.
④ 최종 검사 : 제조 공정의 최종 단계에서 행해지는 검사로 완성품에 대해서 행하는 검사를 말합니다.
⑤ 출하 검사 : 제품을 출하 할 때 행하는 검사를 말하며 고객사와의 검사 협정서에 준하여 행하는 검사를 말합니다.
⑥ 기타 검사 : 입고 검사, 출고 검사, 인수 인계 검사 등
2) 검사가 행해지는 장소에 의한 분류
① 정위치 검사 : 검사에 특수한 장치가 필요하거나 특별한 장소에 물품을 운반하여 행하는 검사를 말합니다.
② 순회 검사 : 검사원이 정해진 시간에 현장을 순회하며 행하는 검사를 말합니다.
③ 출장 검사 : 외주 업체에 출장하여 행하는 검사를 말합니다.
3) 검사의 성질에 의한 분류
① 파괴 검사 : 물품을 파괴하거나, 상품 가치가 떨어지게 되는 시험을 하지 않으면 검사의 목적을 달성할 수 없는 검사를 말합니다. (예 : 인장시험, 수압 시험 등)
② 비파괴 검사 : 물품을 시험하여도 상품 가치가 떨어지지 않고 검사의 목적을 달성할 수 있는 검사를 말합니다. (예 : 점등 시험, 도금 시험 등)
③ 관능 검사 : 인간의 오감에 의한 검사를 말합니다. (예 : 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각)
4) 판정의 대상에 의한 분류
① 전수 검사 : 검사할 물품을 전부 한 개씩 조사하여 양품과 불량품으로 구분하고 양품만을 합격시키는 검사를 말합니다.
ⓐ 고가의 물품인 경우 : 엔진, 모터, 시계, TV 등은 고가이며, 불량품이 한 개라도 섞여서는 안 될 경우 시행합니다.
ⓑ 인명에 영향이 있는 경우 : 고압 GAS 용기, 앰플 주사약 등 불량품이 섞이면 인명에 영향을 미치는 경우 시행합니다.
ⓒ 전수 검사를 해야만 불량품을 제거할 수 있는 경우 : 제조 공정이 불안정할 경우 시행합니다.
ⓓ 전수 검사를 간단히 값싸게 할 수 있는 경우 : 외관 검사나 전구의 점등 시험 등과 같이 가볍게 확실하게 할 수 있을 경우 시행합니다.
② 샘플링 검사 : LOT별로 시료를 샘플링하고, 샘플링 한 물품을 판정기준과 비교하여 합격, 불합격을 판단하는 검사를 말합니다.
ⓐ 제품이 LOT로써 처리될 수 있어야 합니다.
ⓑ 합격 LOT에서 어느 정도의 불량품의 섞임을 허용할 수 있을 때 시행합니다.
ⓒ 시료의 샘플링이 랜덤하게 되어야 합니다.
ⓓ 품질 기준이 명확해야 합니다.
ⓔ 계량 샘플링 검사의 경우 LOT의 검사 단위의 특성치 분포를 대략 알고 있어야 합니다. (산포 예상)
③ 무 검사 : 제품의 품질을 검사하지 않아도 될 정도의 높은 공정능력을 보유하는 경우 검사를 생략하는 것을 말합니다.
④ 자주 검사 : 공정의 작업자 자신이 스스로 하는 검사를 말합니다.
5) 검사 항목에 의한 분류
① 수량 검사
② 외관 검사
③ 치수 검사
④ 중량 검사
⑤ 성능 검사
⑥ 화학적 특성 검사
⑦ 기계적 검사
4. 검사의 기능
① 검사 표준 설정 : 하나하나의 제품의 양품, 불량과 LOT의 합, 불 판단을 하기 위한 표준을 설정합니다.
② 제품의 측정 : 각각의 물품을 샘플을 측정하거나 시험 장비를 통하여 데이터 분석을 합니다.
③ 판정 : 판정 기준에 따라 합격과 불합격을 판정합니다.
④ 처치 : 양품과 불량품을 부적합품 처리절차에 의거하여 처리합니다.
⑤ 품질 정보의 제공 : 데이터에 의한 품질 정보를 관계 부서에 피드백합니다.
5. 검사 계획
검사 시 검토 및 결정에 대한 사전 검토 계획을 말합니다.
① 검사 대상 (제품의 종류)
② 검사 항목 (겉모양, 치수)
③ 검사 방법 (전수 검사, 샘플링 검사)
④ 검사 형식 (규준형, 조정형, 선별형, 연속 생산형)
⑤ 검사 시기 (생산 중, 생산후)
⑥ 검사 장소 (정위치, 순회)
※ 검사 형식에 대한 용어 설명
① 규준형
원칙적으로 목전의 LOT 그 자체의 합격 및 불합격을 판정하는 것으로 구입자에 대한 보호와 판매자에 대한 보호의 2개를 규정하여 구입자의 요구와 판매자의 요구의 양쪽을 만족시키도록 설정되어있는 것을 말합니다.
② 조정형
물품의 구입이 연속적으로 행해지고 그 LOT의 품질에 의하여 구입자 쪽에서 샘플링 검사를 수월하게 하거나 까다롭게 하여 조정하는 기준이 정해져 있는 샘플링 검사 방식을 말합니다.
③ 선별형
시료를 조사한 결과 그대로 수입할 것인가 아니면 선별한 다음에 수입할 것인가를 결정하는 샘플링 검사를 말합니다. 시료 중의 불량수가 합격수 보다 많으면 그 LOT는 전수 선별합니다.
④ 연속 생산형
연속으로 제품이 계속해서 흘러나오는 상태 그대로 적용하는 것으로 계속해서 양품이 생산되는 경우 일정 개수마다 검사하나, 불량품이 나오면 1개씩 검사하는 방식을 말합니다.