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3시그마 한계

3시그마 한계

3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๋„๋ž€ ๋ฌด์—‡์ž…๋‹ˆ๊นŒ?

ํ‰๊ท  ์—์„œ 3๊ฐœ์˜ ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ ๋‚ด์— ์žˆ๋Š” ํ†ต๊ณ„์  ๊ณ„์‚ฐ ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋น„์ฆˆ๋‹ˆ์Šค ์‘์šฉ ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ์—์„œ 3์‹œ๊ทธ๋งˆ๋Š” ํšจ์œจ์ ์œผ๋กœ ์ž‘๋™ํ•˜๊ณ  ์ตœ๊ณ  ํ’ˆ์งˆ์˜ ํ•ญ๋ชฉ์„ ์ƒ์‚ฐํ•˜๋Š” ํ”„๋กœ์„ธ์Šค๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค.

3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๊ณ„๋Š” ํ†ต๊ณ„์  ํ’ˆ์งˆ ๊ด€๋ฆฌ ์ฐจํŠธ ์—์„œ ์ƒํ•œ ๋ฐ ํ•˜ํ•œ ๊ด€๋ฆฌ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ์„ค์ •ํ•˜๋Š” ๋ฐ ์‚ฌ์šฉ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ด€๋ฆฌ๋„๋Š” ํ†ต๊ณ„์  ๊ด€๋ฆฌ ์ƒํƒœ์— ์žˆ๋Š” ์ œ์กฐ ๋˜๋Š” ๋น„์ฆˆ๋‹ˆ์Šค ํ”„๋กœ์„ธ์Šค์— ๋Œ€ํ•œ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ์„ค์ •ํ•˜๋Š” ๋ฐ ์‚ฌ์šฉ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๊ณ„ ์ดํ•ดํ•˜๊ธฐ

๊ด€๋ฆฌ๋„๋Š” ๋ฏธ๊ตญ์˜ ๋ฌผ๋ฆฌํ•™์ž, ์—”์ง€๋‹ˆ์–ด, ํ†ต๊ณ„ํ•™์ž์ธ Walter A. Shewhart(1891โ€“1967)์˜ ์ด๋ฆ„์„ ๋”ฐ์„œ ๋ช…๋ช…๋œ Shewhart ์ฐจํŠธ๋ผ๊ณ ๋„ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ œ์–ด ์ฐจํŠธ๋Š” ์™„๋ฒฝํ•˜๊ฒŒ ์„ค๊ณ„๋œ ํ”„๋กœ์„ธ์Šค์—์„œ๋„ ์ถœ๋ ฅ ์ธก์ •์˜ ํŠน์ • ์–‘์˜ ๊ฐ€๋ณ€์„ฑ์ด ๋‚ด์žฌ๋˜์–ด ์žˆ๋‹ค๋Š” ์ด๋ก ์„ ๊ธฐ๋ฐ˜์œผ๋กœ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๊ด€๋ฆฌ๋„๋Š” ๊ณต์ •์— ํ†ต์ œ ๋˜๋Š” ํ†ต์ œ๋˜์ง€ ์•Š์€ ๋ณ€๋™์ด ์žˆ๋Š”์ง€ ์—ฌ๋ถ€๋ฅผ ๊ฒฐ์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ฌด์ž‘์œ„ ์›์ธ์œผ๋กœ ์ธํ•œ ๊ณต์ • ํ’ˆ์งˆ์˜ ๋ณ€ํ™”๋Š” ๊ด€๋ฆฌ ์ƒํƒœ๋ผ๊ณ  ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ํ†ต์ œ ๋ถˆ๋Šฅ ํ”„๋กœ์„ธ์Šค์—๋Š” ๋ณ€๋™์˜ ๋ฌด์ž‘์œ„ ์›์ธ๊ณผ ํŠน์ˆ˜ ์›์ธ์ด ๋ชจ๋‘ ํฌํ•จ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ด€๋ฆฌ๋„๋Š” ํŠน๋ณ„ํ•œ ์›์ธ์˜ ์กด์žฌ๋ฅผ ํ™•์ธํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•œ ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

๋ณ€๋™์„ ์ธก์ •ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ํ†ต๊ณ„ํ•™์ž์™€ ๋ถ„์„๊ฐ€๋Š” ์‹œ๊ทธ๋งˆ๋ผ๊ณ ๋„ ํ•˜๋Š” ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง„ ๋ฉ”ํŠธ๋ฆญ์„ ์‚ฌ์šฉํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์‹œ๊ทธ๋งˆ๋Š” ๋ณ€๋™์„ฑ์˜ ํ†ต๊ณ„์  ์ธก์ •์œผ๋กœ, ํ†ต๊ณ„์  ํ‰๊ท ์—์„œ ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ๋งŽ์€ ๋ณ€๋™์ด ์กด์žฌํ•˜๋Š”์ง€ ๋ณด์—ฌ์ค๋‹ˆ๋‹ค.

์‹œ๊ทธ๋งˆ๋Š” ๊ด€์ฐฐ๋œ ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ํ‰๊ท  ๋˜๋Š” ํ‰๊ท ์—์„œ ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ๋ฒ—์–ด๋‚ฌ๋Š”์ง€ ์ธก์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ํˆฌ์ž์ž๋Š” ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜์—ฌ ์—ญ์‚ฌ์  ๋ณ€๋™์„ฑ์œผ๋กœ ์•Œ๋ ค์ง„ ์˜ˆ์ƒ ๋ณ€๋™์„ฑ์„ ์ธก์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ด ์ธก์ •๊ฐ’์„ ์ดํ•ดํ•˜๋ ค๋ฉด ์ •๊ทœ ๋ถ„ํฌ๋ฅผ ๊ฐ–๋Š” ์ •๊ทœ ์ข…ํ˜• ๊ณก์„  ์„ ๊ณ ๋ คํ•˜์‹ญ์‹œ์˜ค. ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ๋Š” ์˜ค๋ฅธ์ชฝ ๋˜๋Š” ์™ผ์ชฝ์œผ๋กœ ๋” ๋ฉ€๋ฆฌ ๋ฒจ ๊ณก์„ ์— ๊ธฐ๋ก๋˜๋ฉฐ, ๊ฐ๊ฐ ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ํ‰๊ท ๋ณด๋‹ค ๋†’๊ฑฐ๋‚˜ ๋‚ฎ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋‹ค๋ฅธ ๊ด€์ ์—์„œ, ๋‚ฎ์€ ๊ฐ’์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ๊ฐ€ ํ‰๊ท ์— ๊ฐ€๊น๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค. ๋†’์€ ๊ฐ’์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ๊ด‘๋ฒ”์œ„ํ•˜๊ณ  ํ‰๊ท ์— ๊ฐ€๊น์ง€ ์•Š์Œ์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค.

3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๊ณ„ ๊ณ„์‚ฐ์˜ ์˜ˆ

์ œํ’ˆ ํ’ˆ์งˆ์— ๋ณ€๋™์ด ์žˆ๋Š”์ง€ ํ™•์ธํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์ผ๋ จ์˜ 10๊ฐ€์ง€ ํ…Œ์ŠคํŠธ๋ฅผ ์‹คํ–‰ํ•˜๋Š” ์ œ์กฐ ํšŒ์‚ฌ๋ฅผ ๊ฐ€์ •ํ•ด ๋ณด๊ฒ ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. 10๊ฐœ์˜ ํ…Œ์ŠคํŠธ์— ๋Œ€ํ•œ ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ๋Š” 8.4, 8.5, 9.1, 9.3, 9.4, 9.5, 9.7, 9.7, 9.9 ๋ฐ 9.9์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

  1. ๋จผ์ € ๊ด€์ธก ๋ฐ์ดํ„ฐ์˜ ํ‰๊ท ์„ ๊ณ„์‚ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. (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 = 9.34์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

  2. ๋‘˜์งธ, ์ง‘ํ•ฉ์˜ ๋ถ„์‚ฐ์„ ๊ณ„์‚ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ถ„์‚ฐ์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ ์‚ฌ์ด์˜ ์‚ฐํฌ์ด๋ฉฐ ๊ฐ ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ์™€ ํ‰๊ท  ๊ฐ„์˜ ์ฐจ์ด ์˜ ์ œ๊ณฑ ์˜ ํ•ฉ์„ ๊ด€์ธก ์ˆ˜๋กœ ๋‚˜๋ˆˆ ๊ฐ’์œผ๋กœ ๊ณ„์‚ฐ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ฒซ ๋ฒˆ์งธ ์ œ๊ณฑ ์ฐจ์ด๋Š” (8.4 - 9.34)2 = 0.8836, ๋‘ ๋ฒˆ์งธ ์ฐจ์ด ์ œ๊ณฑ์€ (8.5 - 9.34)2 = 0.7056, ์„ธ ๋ฒˆ์งธ ์ œ๊ณฑ์€ (9.1 - 9.34)๋กœ ๊ณ„์‚ฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. 2 = 0.0576 ๋“ฑ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. 10๊ฐœ ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ ๋ชจ๋‘์˜ ๋‹ค๋ฅธ ์ œ๊ณฑ์˜ ํ•ฉ์€ 2.564์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ๋ถ„์‚ฐ์€ 2.564 / 10 = 0.2564์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

  3. ์…‹์งธ, ๋‹จ์ˆœํžˆ ๋ถ„์‚ฐ์˜ ์ œ๊ณฑ๊ทผ์ธ ํ‘œ์ค€ํŽธ์ฐจ๋ฅผ ๊ณ„์‚ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ = โˆš0.2564 = 0.5064์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

  4. ๋„ท์งธ, ํ‰๊ท ๋ณด๋‹ค 3 ํ‘œ์ค€ํŽธ์ฐจ์ธ 3์‹œ๊ทธ๋งˆ๋ฅผ ๊ณ„์‚ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ˆซ์ž ํ˜•์‹์—์„œ ์ด๊ฒƒ์€ (3 x 0.5064) + 9.34 = 10.9์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋ฐ์ดํ„ฐ ์ค‘ ์–ด๋Š ๊ฒƒ๋„ ๊ทธ๋ ‡๊ฒŒ ๋†’์€ ์ง€์ ์— ์žˆ์ง€ ์•Š๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์ œ์กฐ ํ…Œ์ŠคํŠธ ํ”„๋กœ์„ธ์Šค๋Š” ์•„์ง 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ’ˆ์งˆ ์ˆ˜์ค€์— ๋„๋‹ฌํ•˜์ง€ ์•Š์•˜์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

ํŠน๋ณ„ ๊ณ ๋ ค ์‚ฌํ•ญ

"3-์‹œ๊ทธ๋งˆ"๋ผ๋Š” ์šฉ์–ด๋Š” 3๊ฐœ์˜ ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค. Shewhart๋Š” ์ตœ์†Œ์˜ ๊ฒฝ์ œ์  ์†์‹ค์— ๋Œ€ํ•œ ํ•ฉ๋ฆฌ์ ์ด๊ณ  ๊ฒฝ์ œ์ ์ธ ์ง€์นจ์œผ๋กœ ์„ธ ๊ฐ€์ง€ ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ(3-์‹œ๊ทธ๋งˆ) ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ์„ค์ •ํ–ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๊ณ„๋Š” 0.27% ์ œ์–ด ํ•œ๊ณ„์—์„œ ๊ณต์ • ๋งค๊ฐœ๋ณ€์ˆ˜์˜ ๋ฒ”์œ„๋ฅผ ์„ค์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ์ œ์–ด ํ•œ๊ณ„๋Š” ํ”„๋กœ์„ธ์Šค์˜ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ํ™•์ธํ•˜๊ณ  ํ†ต๊ณ„์  ์ œ์–ด ๋ฒ”์œ„ ๋‚ด์— ์žˆ๋Š”์ง€ ํ™•์ธํ•˜๋Š” ๋ฐ ์‚ฌ์šฉ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๋Š” ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ๊ฐ€ ํ‰๊ท ์—์„œ 3 ํ‘œ์ค€ ํŽธ์ฐจ ๋‚ด์— ์žˆ๋Š”์ง€ ํ™•์ธํ•˜์—ฌ ์ˆ˜ํ–‰๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ด€๋ฆฌ ์ƒํ•œ(UCL)์€ ํ‰๊ท ๋ณด๋‹ค 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ์ˆ˜์ค€์œผ๋กœ ์„ค์ •๋˜๊ณ  ๊ด€๋ฆฌ ํ•˜ํ•œ(LCL)์€ ํ‰๊ท ๋ณด๋‹ค 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ์ˆ˜์ค€์œผ๋กœ ์„ค์ •๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ œ์–ด๋œ ํ”„๋กœ์„ธ์Šค์˜ ์•ฝ 99.73%๊ฐ€ ํ”Œ๋Ÿฌ์Šค ๋˜๋Š” ๋งˆ์ด๋„ˆ์Šค 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ๋‚ด์—์„œ ๋ฐœ์ƒํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ํ”„๋กœ์„ธ์Šค์˜ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋Š” ํ‰๊ท  ์ฃผ๋ณ€๊ณผ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ •์˜๋œ ํ•œ๊ณ„ ๋‚ด์—์„œ ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ๋ถ„ํฌ๋ฅผ ๊ทผ์‚ฌํ•ด์•ผ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ข…ํ˜• ๊ณก์„ ์—์„œ ํ‰๊ท  ์ด์ƒ์ด๊ณ  3์‹œ๊ทธ๋งˆ ์„ ์„ ๋„˜๋Š” ๋ฐ์ดํ„ฐ๋Š” ๋ชจ๋“  ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ์˜ 1% ๋ฏธ๋งŒ์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค.

##ํ•˜์ด๋ผ์ดํŠธ

  • ์ข…ํ˜• ๊ณก์„ ์—์„œ ํ‰๊ท  ์ด์ƒ์ด๊ณ  3์‹œ๊ทธ๋งˆ ์„ ์„ ๋„˜๋Š” ๋ฐ์ดํ„ฐ๋Š” ๋ชจ๋“  ๋ฐ์ดํ„ฐ ํฌ์ธํŠธ์˜ 1% ๋ฏธ๋งŒ์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค.

  • 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๊ณ„๋Š” ํ†ต๊ณ„์  ํ’ˆ์งˆ ๊ด€๋ฆฌ ์ฐจํŠธ์—์„œ ์ƒํ•œ ๋ฐ ํ•˜ํ•œ ์ œ์–ด ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ์„ค์ •ํ•˜๋Š” ๋ฐ ์‚ฌ์šฉ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

  • 3์‹œ๊ทธ๋งˆ ํ•œ๊ณ„(3-sigma limits)๋Š” ํ‰๊ท ์—์„œ 3 ํ‘œ์ค€ํŽธ์ฐจ ์ด๋‚ด์˜ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ฐธ์กฐํ•˜๋Š” ํ†ต๊ณ„์  ๊ณ„์‚ฐ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.