계측신뢰성 확보를 통한 공정능력 향상

계측신뢰성 확보를 통한공정능력 향상

삼성코닝소 성 신

Drive Motor

Transmitter

Controller

0 ~ 100%

4 ~20mAS/W - DCS

입력부A/D

Converter

지시부Filter Time

출력부Dead Band

Valve

4 ~20mA

IMAS 지시유량 확인

정확도 ± 정밀도 /hr

IMAS

Sensing AreaSensing Area Control AreaControl Area

측정시스템이란 어디까지 일까 ???

YOU CAN’T MEASURE, YOU CAN’T CONTROL !YOU CAN’T MEASURE, YOU CAN’T CONTROL !

• 실제 프로세스의 산포를 다루기 위해서

• 계측 시스템에 의한 산포를 먼저 파악하고

• 프로세스 산포와 분리한다 .

• 실제 프로세스의 산포를 다루기 위해서

• 계측 시스템에 의한 산포를 먼저 파악하고

• 프로세스 산포와 분리한다 .

현재 또는 새로운 측정 시스템의 평가 하나 또는 그 이상의 측정 시스템 능력의 비교 조정이나 수리 후의 측정 시스템의 비교 측정오차에 의해 발생하는 변동수준을 파악해서 실제 공정능력을 결정

1. 측정시스템 분석목적

• 차별력 (Discrimination)• 정확성 (Accuracy)

– 치우침 Bias– 직선성 Linearity– 안정성 Stability

• 정밀성 (Precision)– 반복성 Repeatability– 재현성 Reproducibility

2. 측정시스템분석의 Key !!

•계측시스템이 측정할 수 있는 소수 자리수 .

•측정 눈금은 제품 스펙이나 프로세스 산포의 10 분의 1정도가 되어야 한다 .

1 2 3 4 5

우수한 차별력

1 2 3 4 5

좋지 않은 차별력

2-1. 차별력 - Discrimination

• 치우침 (Bias)- 모든 계측치의 평균값과 참값과의 차이- 양을 나타내는 도구는 일관되게 목표치를 이탈해 있다 . - 체계적인 오차나 조정 (offset)

• 안정성 (Stability)• 선형성 (Linearity)

※ 참 값 (Standard) - 이론적으로 올바른 값 , 측정표준 - 국제표준 : NIST=KRISS=NPL=PTB=CSIRO=NRLM - 국가표준 : 국가교정기관 , 공인시험기관 , 공인검사기관 ,

표준물질인증기관 - 산업표준 : 업체별 교정담당부서

2-2. 정확성 - Accuracy

• 계측시스템의 총 산포

- 반복해서 얻은 측정값의 자연적인 산포를 측정한 것

• 반복성 - 동일조건

• 재현성 - 변한조건

• 판별지표 – Gage R&R

- %R&R : %Contribution

- P/T : %Tolerance

- No. of Distinct Category

MS rpt rpd2 2 2

MS= 계측시스템 , rpt = 반복성 , rpd = 재현성

2-3. 정밀성 - Precision

3. 공정능력 구성 요건

Best Set-up 선정Best Set-up 선정

공정산포

측정산포

Utility In-Put 산포

공정산포

설비 설계 산포

계측기 산포

S/W+H/W 산포

작업자 산포

운전 : Set-up 유지운전 : Set-up 유지

Set-up 결과분석Set-up 결과분석

계측방법 산포

Set-up Sheet

Cpk 관리

교정 불확도

시스템 불확도

MSA

작업지도서

Check Sheet

Multi_vari

원료 In-Put 산포

P&ID

Control Plan

압력유량

유량

온도

압력

1port

2port

3port

4port

Right

Left

Right

Left

온도

압력

5port

온도

압력

Pumping

L/NMotor

ValveBurner

L/NMotor

ValveBurner

Converter

DCSIMAS

MotorPostioner

MotorPsitioner

Str

ain

er

Reg

ul a

tor

OILT2

OILT1

BCOT

OP1L

OP1R

Storage

Heati

ng

Heati

ng

압력OPOUT

OPIN

온도

BC1PT

ROUT

BCTL

Gage name:Date of study:Reported by:Tolerance:Misc:

2002/04/28~04/29

+/- 5liter/hr

492

493

494

495

496

497 L R

Xbar Chart by fd

Sam

ple

Mea

n

Mean=494.1

UCL=495.1

LCL=493.1

0

1

2

3

4

5

6 L R

R Chart by fd

Sam

ple

Ran

ge

R=1.75

UCL=3.700

LCL=0

L R

490491492493494495496497498

fd

By fd

135791113151719212325272931333537394143454749515355575961636567697124681012141618202224262830323436384042444648505254565860626466687072L R

490491492493494495496497498

partfd

By part (fd)

%Contribution

%Study Var %Tolerance

Gage R&R Repeat Reprod Part-to-Part

0

50

100

Components of Variation

Per

cent

Gage R&R (Nested) for BC1

① 설계도면 확인 ②Mechanism 분석

④MSA 실시

③ 핵심인자선정

⑤Bottle Neck 파악⑥ 개선 / 표준화

X1- 가열 전 / 후 Oil 온도X2 - Pumping 전 / 후 Oil 압력X3 - Oil Set-up vs. 실사용량X4 - Port Oil 압력

-1port Right Motor Positioner 교체- Motor Positioner PID 현실화-오일관리 표준 제정 수입검사 , 저장 Tank 청소

단 위 작 업 요 소 작 업 내 용 이것만은 꼭 지킵시다.

1.파트장이 임명한 측정담당자가 반드시 측정을 한다.(정,부 담당자 운영 가능)

2.측정은 반드시 2인 1조로 실시한다.(보조 요원은 교체 가능)3.작업전 장비를 준비한다.-.장 비:Thermox(Maker:AMETEC)-.부수설비:전원공급기,110 V 변환기,연결호스(2 m이상),

세라믹 보호관(800 mm이상),절연용 유리솜,기록지4.측정 Loop를 형성한다.-.전원공급부:전원공급기를 이용 220 V 전원으로 변환기 연결,

Thermox Power Code 변환기 연결-.측 정 부:절연용 유리솜 중앙에 세라믹 보호관을 300 mm정도

끼우고 반대편은 연결호스와 연결한 후 연결호스는Thermox 전면부 하단의 측정구에 연결한다.

5.Thermox를 동작온도인 790 까지 예열한다-.방 법:후면부에 있는 Power를 켠후 지시부에 온도확인.-.확인사항:후면부에 파란색 Key인 Hoke가 FLUE GAS임을 확인.

1.측정 기준-.Firing하는 쪽의 반대편 측정.-.Reversing후 5분 경과 후 측정,15분 이내 측정 완료(1 Reversing간 안정시간이 5분~15분임)

-.측정값은 지시값을 읽어야 함.임의 판단 불가.2.측정담당자와 보조요원은 Reversing 5분 경과 후 1 Port부터 측정하여 4 Port까지 순차적으로 측정(이동시 대차 활용 권고)

3.측정순서1)보조요원은 측정구를 연다.2)측정용 세라믹 보호관을 측정구 안으로 수평으로 유리솜 위치까지 투입한후 안정되게 잡고 있는다.(주의:보호장갑으로 손부위 화상보호)

3)측정담당자는 보조요원에 의해 보호관이 안정적으로 고정되면후단부에 있는 Pump를 ON에 놓아 Gas가 Suction되도록 한다.

4)측정담당자는 Pump 가동후 30초가 지나고 난 후 10초동안지시되는 Gas값의 최대/최소값을 기록지에 기록한다.

5)기록후 측정담당자는 Pump를 OFF시키고 보조요원은 세라믹관을측정구에서 빼고 측정구를 닫는다.

6)1 Port 측정이 끝나면 2 Port로 이동 1 Port와 동일한 방법으로측정을 하고 이를 4 Port까지 순차적으로 측정한다.

7)4 Port 측정이 끝나면 다른 편으로 이동 Reversing 후 반복측정 한다.

1.교정 전 Thermox의 교정일자를 확인한다.-.교정일 초과 시 계측신뢰성 P에 교정의뢰함.

2.측정 시 Data는 측정담당자에 의해서 실시.(반복성 확보)

3.측정 시간 준수.4.예열온도 790 확인 후작업.

A-29-007-9703 PAGE : 2 / 2

4. 계측신뢰성 분석 Procedure

유조차 저 장#A Tank

저 장#C Tank

1 차Pumping

2 차Heating

L/NMotor

첨가제

Indicator

Left MotorPositioner

Right MotorPositioner

1 차Pumping

Converter DVM

DCS

Heating(Steam)

첨가제 혼합 비율은 ? 8000:1 어디에서 혼합하나 ? 유조차에서 첨가제가 오일과 반응하지 않을까 ? 첨가제 Lot 관리는 ? 왜 첨가제를 넣지 ? SOx 와 Nox 저감 ? 넣기전 / 후 TMS Data 비교 첨가제가 Burner Tip 막힘 원인제공자 ?

유조차는 몇 의 Oil 을 저장 Tank 에 공급 ? 65~67 어느 Tank 에 보충하는가 ? → A,C 중 재고가 부족한 Tank 수입검사를 하는가 ? → Lot 간 산포 확인을 위한 시험성적서

Tank 내 Oil 의 온도는 ? 85~90 Tank 내 Oil 의 성분은 검사하는가 ? × Tank 내 Oil 의 재고량은 일정한가 ? ×

Pumping 압력은 ? Spec’ :8 / , 실제 8 /

Main Oil 공급량은 ? 각 Port 별 Oil 사용량은 ? Main Oil 공급량 ＝ Σ(Port 별 Oil 사용량 )

Valve

Converter

Indicator

L/NMotor

Valve

유량

유량

2port

3port

4port

2 차Pumping

DCS

Pumping 압력은 ? Spec : 30±5 f/ , 실 제 : 36 30 f/ 까지 승압 이유 ? 완전 연소를 위해 ... Port 별 공급압력은 ? Spec :20±3 / , 실 제 : 1P-26, 2P-28, 3P-23, 4P-17

가열된 Oil 의 온도는 ? Spec’:100±5, 실제 :103 스팀 공급압력 4 / ( 포화증가 온도 151 ) → 151 정도여야 Oil 온도가 103 인가 ? 가열 이유 ? 적정 점도 → 연소 효율향상 사용 (85~95) 도중 유조차 (65~67) 가 오일을 보충하는 경우 , 1 차 온도가 변하므로 , 2 차 가열온도의 변화를 막기위해 취하는 조치는 ? Steam 압력 Control? Auto & Manual 로 가능

Tank 에 저장된 Oil 성분＝ 최종 공급되는 Oil 성분 ? → 최종 Oil 의 공급량 산포 ? 제어정밀도 5ℓ,→ ±1ℓ 타공정도 L/N Drive Motor System 제어 Tank 에 저장된 Oil Particle ＝ 최종 공급되는 Oil Particle ? → Burner Tip 막힘 원인제공 가능성은 ? → Burner Tip 교체 / 청소 주기 ? 교체 :30 일 , 청소 :2 회 / 조

압력

압력

공정용Steam

압력

1port

DriveMotor

수동Set-up

온도 온도

온도

4-1. 계측 Mechanism 분석

1~5vDC

DVMKONICSKN-2210

50512027TIO-0019

FIC

23CA501

4 ~ 20mADC

FIC

23CA503

AC110v On-off

Slide-wire/0~1kΩ

Motor Positioner

SHIMADENEM1000

108910026

4 ~ 20mADC

DCS Moniter지 시

ControlBlock

Peer Way 통신

0~30mvDC

#41 Rear Ave'S-type T/C

3A ConverterKONICSKN-6100

50502506TIO-0167

3B

3BS

470Ω

220Ω

330Ω

4-2. 계측시스템 구성도 확인

온도분야 계측시스템구성도 목록No 사 용 공 정 단위 Range A급 B급 미등록 센서 비 고

1~30 Bank Temperature 0 ~ 1700 30 0 0 30

31 Bank B.C Oil Temperature 0 ~ 1700 2 1 0 1

32~35 #1 Refiner Temperature 0 ~ 1700 8 4 0 12




48~67 #1 FHT Temperature 0 ~ 1700 0 0 20 20

68~87 #2 FHT Temperature 0 ~ 1700 0 0 20 20

88~107 #3 FHT Temperature 0 ~ 1700 0 0 20 20

108~127 #4 FHT Temperature 0 ~ 1700 0 0 20 20

128~136 기 타 0 ~ 1700 0 0 0 9

총수량 64 17 80 168

*미등록 - A급관리대상이나, 현재 MMS에 등록되지 않은 계측기

4-3. 관리대상 계측시스템 List_up

BANK CA TRANSMITTER 점검- 500

-300

-100

100

300

0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

#REF!

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

[ ]월 사용기간

유량

1 PORT 2 PORT 3 PORT 4 PORT5 PORT 6 PORT 7 PORT FRONTREAR MIDDEL

Tank CA Transmitter

교정의 필요성이 있음

CA Transmitter 교정 '2001. 08. 14

#6 port + 169

CA Transmitter 현상 '2002. 06. 27

4-4. 단위 계측기 정기 교정검사

4-5. 계측시스템 정기 점검 실시

CA 1port 유량이력

9200

3457

34102500

5000

7500

10000

99/0

2/09

99/0

8/06

99/1

0/14

20/0

1/12

20/0

4/24

20/1

1/24

21/0

3/19

21/0

5/30

21/0

7/09

21/1

1/09

21/1

2/19

22/1

1/25

설계유량피토튜브DCS

/ h

CA 1port 유속분포

0

2

4

6

8

1 2 3 4 5 6 7 8

99-02-09

99-08-10

21-05-30

21-07-09

21-11-09

21-12-19

22-11-25

m/sm/ s

Right 측 유량 계측시스템 점검 / 교정 - 유량 T/R, Converter, Motor Positioner, L/N Drive Motor, Valve - Motor Positioner Out-put 안정도 , PID 제어변수 Left 측 압력 T/R 점검 / 교정

Right 측 유량 계측시스템 점검 / 교정 - 유량 T/R, Converter, Motor Positioner, L/N Drive Motor, Valve - Motor Positioner Out-put 안정도 , PID 제어변수 Left 측 압력 T/R 점검 / 교정

0Subgroup 10 20 30 40 50 60 70 80 90

430

435

440

Ind

ivid

ual

Val

ue

Mean=439

UCL=442.0

LCL=436.0

gas1pt_L gas1pt_R

0

1

2

3

4

Mov

ing

Ran

ge

R=1.112

UCL=3.634

LCL=0

gas1pt_L gas1pt_R

I and MR Chart for GAS1PT by fd_8

0Subgroup 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

5

10

Ind

ivid

ual

Val

ue

1

1 1 1

Mean=5.605

UCL=8.373

LCL=2.837

k70_gp1lr_L k70_gp1rr_R

0

1

2

3

4

5

Mov

ing

Ran

ge

1

11

R=1.041

UCL=3.401

LCL=0

k70_gp1lr_L k70_gp1rr_R

I and MR Chart for GP1PT by fd_9

432

GAS 1port 압력 중심 비교 Left 를 3 f 상향조정 필요 분산 비교 Right 산포 ＝ Left 산포

GAS 1port 압력 중심 비교 Left 를 3 f 상향조정 필요 분산 비교 Right 산포 ＝ Left 산포

GAS 1port 유량 중심 비교 (Set-up 439 /hr) Left/Right 7 /hr 상향조정 필요 분산 비교 Right Firing 시 산포가 큼

GAS 1port 유량 중심 비교 (Set-up 439 /hr) Left/Right 7 /hr 상향조정 필요 분산 비교 Right Firing 시 산포가 큼

4-6. MSA – 중심치 / 산포 비교

4-7. 개선효과 파악 – 일간 평균 Glass Loss

25020015010050Subgroup 0

25

20

15

10

Individ

ual

Val

ue

1

1

1

11

111

1

111 1

1 1

Mean=14.35

UCL=16.97

LCL=11.73

1 2 3 4

5

4

3

2

1

0

Mov

ing R

ange

11

11

1

1

R=0.9846

UCL=3.217

LCL=0

1 2 3 4

I and MR Chart for KO8 AVG Glass Loss

분 류 C/R 후 (개선 전 ) 1 차 개선 2 차 개선 개선 후기 간 02/8/11~02/11/30 02/12/1~03/1/31 2/1~3/8 3/9~4/18 평균 G/L 18.0% 17.4% 16.6% 14.3% St_Dev 1.7% 1.6% 1.5% 1.1%

• 문서화된 검사 / 계측 방법인가 ?• 세부적인 프로세스 맵이 마련되어 있는가 ?• 구체적인 계측시스템과 계측셋팅이 설정되어 있는가 ?• 훈련 및 인증을 받은 작업자가 있는가 ?• 계측 보정은 적당한 때에 스케줄에 따라 실시되는가 ?• 정확성을 추적하는가 ?• R&R 을 추적하는가 ? • 치우침을 추적하는가 ? • 직선성을 추적하는가 ?• 차별력을 추적하는가 ?• 납품업자나 고객과 적합한 상관관계가 있는가 ?

5. 계측시스템의 감사조건

• 계측기의 종류 , 제작회사정보 , 구입일 , 구입가격• 측정범위 , 측정단위 , 정확도• 사용위치 , 보관위치• 교정절차서 문서번호• 현상태 : 이용가능 , 불출 , 파손 , 수리중 , 교정중 , 폐기

• 계측기 이력 , 교정주기 , R&R 평가주기• R&R 평가절차서 문서번호• 과거 R&R 평가를 위한 측정데이터 및 평가결과• Model Number, Serial Number• 소유자 : 회사 , 개인 , 임차

6. 반드시 관리되어야 할 항목

MeasurementVariation

Mechanical instabilityWearElectrical instabilityAlgorithm instability

Ease of Data EntryOperator TrainingCalibration FrequencyMaintenance Standard

Sufficient Work TimeStandard Procedures

Operator Technique

HumidityCleanliness

VibrationLine Voltage Variation

Temperature Fluctuation

Calibration UncertaintyDegradation of Chemicals

In-homogeneitiesSample Integrity

Diluent Variation

설비표준설계표준

EquipmentEquipment

작업표준

설비관리표준계측표준

7. 향후 측정산포 개선을 위한 방향

Work MethodsWork Methods

EnvironmentEnvironmentMaterialsMaterials

NationalMeasurement

System

Inspection,Testing,

Calibration

Quality SystemCertification

Accreditation System

NationalMeasurement

System

Quality SystemCertification

Accreditation System

ProductCertification

REGULATORY MRAS

VOLUNTARYMRAS

VOLUNTARYMRAS

InternationalEquivalence

(Comparability)Country A Country B

The Building Blocks of Mutual Recognition Agreement

ProductCertification

Inspection,Testing,

Calibration

Documents

계측신뢰성 확보를 통한 공정능력 향상