3시그마 한계
3์๊ทธ๋ง ํ๋๋ ๋ฌด์์ ๋๊น?
ํ๊ท ์์ 3๊ฐ์ ํ์ค ํธ์ฐจ ๋ด์ ์๋ ํต๊ณ์ ๊ณ์ฐ ์ ๋๋ค. ๋น์ฆ๋์ค ์์ฉ ํ๋ก๊ทธ๋จ์์ 3์๊ทธ๋ง๋ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์๋ํ๊ณ ์ต๊ณ ํ์ง์ ํญ๋ชฉ์ ์์ฐํ๋ ํ๋ก์ธ์ค๋ฅผ ๋ํ๋ ๋๋ค.
3์๊ทธ๋ง ํ๊ณ๋ ํต๊ณ์ ํ์ง ๊ด๋ฆฌ ์ฐจํธ ์์ ์ํ ๋ฐ ํํ ๊ด๋ฆฌ ํ๊ณ๋ฅผ ์ค์ ํ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉ๋ฉ๋๋ค. ๊ด๋ฆฌ๋๋ ํต๊ณ์ ๊ด๋ฆฌ ์ํ์ ์๋ ์ ์กฐ ๋๋ ๋น์ฆ๋์ค ํ๋ก์ธ์ค์ ๋ํ ํ๊ณ๋ฅผ ์ค์ ํ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
3์๊ทธ๋ง ํ๊ณ ์ดํดํ๊ธฐ
๊ด๋ฆฌ๋๋ ๋ฏธ๊ตญ์ ๋ฌผ๋ฆฌํ์, ์์ง๋์ด, ํต๊ณํ์์ธ Walter A. Shewhart(1891โ1967)์ ์ด๋ฆ์ ๋ฐ์ ๋ช ๋ช ๋ Shewhart ์ฐจํธ๋ผ๊ณ ๋ ํฉ๋๋ค. ์ ์ด ์ฐจํธ๋ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ค๊ณ๋ ํ๋ก์ธ์ค์์๋ ์ถ๋ ฅ ์ธก์ ์ ํน์ ์์ ๊ฐ๋ณ์ฑ์ด ๋ด์ฌ๋์ด ์๋ค๋ ์ด๋ก ์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํฉ๋๋ค.
๊ด๋ฆฌ๋๋ ๊ณต์ ์ ํต์ ๋๋ ํต์ ๋์ง ์์ ๋ณ๋์ด ์๋์ง ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํฉ๋๋ค. ๋ฌด์์ ์์ธ์ผ๋ก ์ธํ ๊ณต์ ํ์ง์ ๋ณํ๋ ๊ด๋ฆฌ ์ํ๋ผ๊ณ ํฉ๋๋ค. ํต์ ๋ถ๋ฅ ํ๋ก์ธ์ค์๋ ๋ณ๋์ ๋ฌด์์ ์์ธ๊ณผ ํน์ ์์ธ์ด ๋ชจ๋ ํฌํจ๋ฉ๋๋ค. ๊ด๋ฆฌ๋๋ ํน๋ณํ ์์ธ์ ์กด์ฌ๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๋ณ๋์ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํด ํต๊ณํ์์ ๋ถ์๊ฐ๋ ์๊ทธ๋ง๋ผ๊ณ ๋ ํ๋ ํ์ค ํธ์ฐจ๋ก ์๋ ค์ง ๋ฉํธ๋ฆญ์ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ์๊ทธ๋ง๋ ๋ณ๋์ฑ์ ํต๊ณ์ ์ธก์ ์ผ๋ก, ํต๊ณ์ ํ๊ท ์์ ์ผ๋ง๋ ๋ง์ ๋ณ๋์ด ์กด์ฌํ๋์ง ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
์๊ทธ๋ง๋ ๊ด์ฐฐ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ํ๊ท ๋๋ ํ๊ท ์์ ์ผ๋ง๋ ๋ฒ์ด๋ฌ๋์ง ์ธก์ ํฉ๋๋ค. ํฌ์์๋ ํ์ค ํธ์ฐจ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ญ์ฌ์ ๋ณ๋์ฑ์ผ๋ก ์๋ ค์ง ์์ ๋ณ๋์ฑ์ ์ธก์ ํฉ๋๋ค.
์ด ์ธก์ ๊ฐ์ ์ดํดํ๋ ค๋ฉด ์ ๊ท ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ ์ ๊ท ์ข ํ ๊ณก์ ์ ๊ณ ๋ คํ์ญ์์ค. ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ๋ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋๋ ์ผ์ชฝ์ผ๋ก ๋ ๋ฉ๋ฆฌ ๋ฒจ ๊ณก์ ์ ๊ธฐ๋ก๋๋ฉฐ, ๊ฐ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ํ๊ท ๋ณด๋ค ๋๊ฑฐ๋ ๋ฎ์ต๋๋ค. ๋ค๋ฅธ ๊ด์ ์์, ๋ฎ์ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ๊ฐ ํ๊ท ์ ๊ฐ๊น๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ํ๋ ๋๋ค. ๋์ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๊ด๋ฒ์ํ๊ณ ํ๊ท ์ ๊ฐ๊น์ง ์์์ ๋ํ๋ ๋๋ค.
3์๊ทธ๋ง ํ๊ณ ๊ณ์ฐ์ ์
์ ํ ํ์ง์ ๋ณ๋์ด ์๋์ง ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด ์ผ๋ จ์ 10๊ฐ์ง ํ ์คํธ๋ฅผ ์คํํ๋ ์ ์กฐ ํ์ฌ๋ฅผ ๊ฐ์ ํด ๋ณด๊ฒ ์ต๋๋ค. 10๊ฐ์ ํ ์คํธ์ ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ๋ 8.4, 8.5, 9.1, 9.3, 9.4, 9.5, 9.7, 9.7, 9.9 ๋ฐ 9.9์ ๋๋ค.
๋จผ์ ๊ด์ธก ๋ฐ์ดํฐ์ ํ๊ท ์ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. (8.4 + 8.5 + 9.1 + 9.3 + 9.4 + 9.5 + 9.7 + 9.7 + 9.9 + 9.9) / 10, ์ฆ 93.4 / 10 = 9.34์ ๋๋ค.
๋์งธ, ์งํฉ์ ๋ถ์ฐ์ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ๋ถ์ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ ์ฌ์ด์ ์ฐํฌ์ด๋ฉฐ ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ์ ํ๊ท ๊ฐ์ ์ฐจ์ด ์ ์ ๊ณฑ ์ ํฉ์ ๊ด์ธก ์๋ก ๋๋ ๊ฐ์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋ฉ๋๋ค. ์ฒซ ๋ฒ์งธ ์ ๊ณฑ ์ฐจ์ด๋ (8.4 - 9.34)2 = 0.8836, ๋ ๋ฒ์งธ ์ฐจ์ด ์ ๊ณฑ์ (8.5 - 9.34)2 = 0.7056, ์ธ ๋ฒ์งธ ์ ๊ณฑ์ (9.1 - 9.34)๋ก ๊ณ์ฐํ ์ ์์ต๋๋ค. 2 = 0.0576 ๋ฑ์ ๋๋ค. 10๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ ๋ชจ๋์ ๋ค๋ฅธ ์ ๊ณฑ์ ํฉ์ 2.564์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ถ์ฐ์ 2.564 / 10 = 0.2564์ ๋๋ค.
์ ์งธ, ๋จ์ํ ๋ถ์ฐ์ ์ ๊ณฑ๊ทผ์ธ ํ์คํธ์ฐจ๋ฅผ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ์ค ํธ์ฐจ = โ0.2564 = 0.5064์ ๋๋ค.
๋ท์งธ, ํ๊ท ๋ณด๋ค 3 ํ์คํธ์ฐจ์ธ 3์๊ทธ๋ง๋ฅผ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ์ซ์ ํ์์์ ์ด๊ฒ์ (3 x 0.5064) + 9.34 = 10.9์ ๋๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ์ค ์ด๋ ๊ฒ๋ ๊ทธ๋ ๊ฒ ๋์ ์ง์ ์ ์์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ์กฐ ํ ์คํธ ํ๋ก์ธ์ค๋ ์์ง 3์๊ทธ๋ง ํ์ง ์์ค์ ๋๋ฌํ์ง ์์์ต๋๋ค.
ํน๋ณ ๊ณ ๋ ค ์ฌํญ
"3-์๊ทธ๋ง"๋ผ๋ ์ฉ์ด๋ 3๊ฐ์ ํ์ค ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ํ๋ ๋๋ค. Shewhart๋ ์ต์์ ๊ฒฝ์ ์ ์์ค์ ๋ํ ํฉ๋ฆฌ์ ์ด๊ณ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ์ง์นจ์ผ๋ก ์ธ ๊ฐ์ง ํ์ค ํธ์ฐจ(3-์๊ทธ๋ง) ํ๊ณ๋ฅผ ์ค์ ํ์ต๋๋ค. 3์๊ทธ๋ง ํ๊ณ๋ 0.27% ์ ์ด ํ๊ณ์์ ๊ณต์ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ๋ฒ์๋ฅผ ์ค์ ํฉ๋๋ค. 3์๊ทธ๋ง ์ ์ด ํ๊ณ๋ ํ๋ก์ธ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํ์ธํ๊ณ ํต๊ณ์ ์ ์ด ๋ฒ์ ๋ด์ ์๋์ง ํ์ธํ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉ๋ฉ๋๋ค. ์ด๋ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ๊ฐ ํ๊ท ์์ 3 ํ์ค ํธ์ฐจ ๋ด์ ์๋์ง ํ์ธํ์ฌ ์ํ๋ฉ๋๋ค. ๊ด๋ฆฌ ์ํ(UCL)์ ํ๊ท ๋ณด๋ค 3์๊ทธ๋ง ์์ค์ผ๋ก ์ค์ ๋๊ณ ๊ด๋ฆฌ ํํ(LCL)์ ํ๊ท ๋ณด๋ค 3์๊ทธ๋ง ์์ค์ผ๋ก ์ค์ ๋ฉ๋๋ค.
์ ์ด๋ ํ๋ก์ธ์ค์ ์ฝ 99.73%๊ฐ ํ๋ฌ์ค ๋๋ ๋ง์ด๋์ค 3์๊ทธ๋ง ๋ด์์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ๋ก์ธ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ๋ ํ๊ท ์ฃผ๋ณ๊ณผ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ์๋ ํ๊ณ ๋ด์์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ทผ์ฌํด์ผ ํฉ๋๋ค. ์ข ํ ๊ณก์ ์์ ํ๊ท ์ด์์ด๊ณ 3์๊ทธ๋ง ์ ์ ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ชจ๋ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ์ 1% ๋ฏธ๋ง์ ๋ํ๋ ๋๋ค.
##ํ์ด๋ผ์ดํธ
์ข ํ ๊ณก์ ์์ ํ๊ท ์ด์์ด๊ณ 3์๊ทธ๋ง ์ ์ ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ชจ๋ ๋ฐ์ดํฐ ํฌ์ธํธ์ 1% ๋ฏธ๋ง์ ๋ํ๋ ๋๋ค.
3์๊ทธ๋ง ํ๊ณ๋ ํต๊ณ์ ํ์ง ๊ด๋ฆฌ ์ฐจํธ์์ ์ํ ๋ฐ ํํ ์ ์ด ํ๊ณ๋ฅผ ์ค์ ํ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
3์๊ทธ๋ง ํ๊ณ(3-sigma limits)๋ ํ๊ท ์์ 3 ํ์คํธ์ฐจ ์ด๋ด์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฐธ์กฐํ๋ ํต๊ณ์ ๊ณ์ฐ์ ๋๋ค.