개념설계,인자설계,허용차설계

공장관리기술사 - 토픽 모음

106회-1교시-13번

공학적 설계에서의 개념설계, 인자설계, 허용차설계

공학적 설계에서 개념설계, 인자설계, 허용차설계는 제품 또는 공정의 품질을 향상시키기 위한 다구치 방법론의 핵심적인 3단계임. 이 3단계는 순차적으로 진행되며, 각 단계는 이전 단계의 결과를 바탕으로 함

 

1. 공학적 설계의 목표

-  잡음(Noise)에 강건한(Robust) 제품/공정을 설계하여 품질 변동을 최소화하고 목표 성능에 근접토록 함

 

2. 공학적 설계의 3단계

1) 개념 설계 (System Design)

- 목표: 제품/공정의 기본적인 기능을 구현하는 최적의 시스템을 설계함

- (활동)

  . 아이디어 창출 및 브레인스토밍

  . 기술 검토 및 타당성 분석

  . 시스템 구성 요소 및 구조 설계

  . 프로토타입 제작 및 평가

- 결과: 제품/공정의 기본적인 기능을 만족하는 원형(Prototype)이 개발됨

 

2) 인자 설계 (Parameter Design)

- 목표: 시스템의 성능에 영향을 미치는 제어 가능한 인자들의 최적 수준을 결정함

- (활동)

  . 잡음 인자, 제어 인자, 신호 인자 구별

  . 직교 배열표를 이용한 실험 계획 및 수행

  . 실험 데이터 분석 (분산 분석, SN비)

  . 최적 인자 수준 결정

- 결과: 잡음에 둔감하면서 목표 성능을 달성하는 최적의 인자 설정이 이루어짐

 

3) 허용차 설계 (Tolerance Design)

- 목표: 인자 설계 후에도 품질 변동이 허용 범위를 벗어날 경우, 핵심 부품의 허용 오차를 축소하여 품질 변동을 더욱 줄임

- (활동)

  . 품질 손실 함수를 이용하여 허용 오차 범위 결정

  . 비용-편익 분석을 통한 최적 허용 오차 결정

  . 고품질 부품 사용, 정밀 가공 기술 적용

- 결과: 제품/공정의 변동을 최소화하고 목표 성능에 근접하는 최적의 허용 오차가 설정됨

 

3. 각 단계의 관계

- 개념 설계는 인자 설계와 허용차 설계의 기반이 됨

- 인자 설계는 개념 설계에서 결정된 시스템을 바탕으로 수행됨

- 허용차 설계는 인자 설계를 통해 최적화된 후에도 추가적인 품질 개선이 필요한 경우 수행됨