품질관리기술사 기출 개념 — 다구찌 실험계획법
「다구찌 실험계획법」은(는) 품질관리기술사에서 2009~2025년 10개 회차에 12문항 출제됐습니다. 마지막은 제137회(2025년)입니다. 평균 5회차(약 1.8년)마다 다시 나왔습니다.
출제된 문항 — 최근부터
- 2025품질공학(다구찌 방법)에서 잡음의 3가지 종류와 파라미타 설계(parameter design)에서 통제가능요인(controllable factor)과 통제 불능요인(uncontrollable factor)에 대하여 각각 설명하시오.10점답안 쓰기 제137회(2025년)
- 2024다구찌 실험계획법의 주요 4가지 인자에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기 제134회(2024년)
- 2024제품의 최종특성인 전류(규격 120±10)의 강건성을 확보하기 위하여 주요 설계변수 3개 (갭(A), 형상(B), rpm(C))에 대하여 2수준으로 다음과 같이 실험을 실시하였다. 이때 잡음 요인은 측정위치(N)를 5군데로 하여 각 실험 별로 아래와 같은 전류 측정결과를 얻었다. 다음 물음에 답하시오. (단, 교호작용은 미미하여 직교배열실험으로 진행하였다.) 제품특성 (전류) 실험 A B C 평균 S/N비 번호 N 1 N N2 N 3 N 4 5 1 1 1 1 115 112 122 124 121 118.8 27.40 2 1 2 2 119 126 122 123 124 122.8 3 2 1 2 118 103 112 107 106 109.2 25.36 4 2 2 1 105 110 109 111 109 108.8 33.57 1) 실험번호 2번 조건에 대한 S/N비를 구하여 실험결과에 대한 분석을 실시하고, 이를 기준으로 주 효과와도로 중심 조정요인(1개)과 산포 제어요인(1개)을 결정하시오. 2) 설계변수 A, B, C에 대한 최적조건(목표치와 강건성 확보)을 결정하여 최적조건에 대한 특성(S/N비, 평균, 표준편차)을 예측(점추정)하시오. (단, 표준편차 예측 시 S/N비 공식을 이용할 것) 3) 현재 조건(A B C )과 2)번에서 결정한 최적조건에 대하여 다음 물음에 답하시오. 1 1 1 ① 현재 조건과 개선 조건에 대하여 최소공정능력지수(Cpk), 공정변동지수(Cpm)를 구하시오. ② 다구찌박사가 제시한 손실함수를 이용하여 각각의 조건에 대한 개당 평균손실비용을 구하여 이를 기준으로 개선정도를 나타내시오. (단, 제품이 전류규격을 벗어난 경우에 10,000원의 손실이 발생한다.)25점답안 쓰기 제134회(2024년)
- 2021L₈ 2⁷의 직교배열표를 이용하여 아래와 같이 요인을 배치하고 실험 데이터를 얻었을 때, 다음 물음에 답하시오.(단, 특성치는 망대특성) 배치 B C B×C A A×B e e 열번호 1 2 3 4 5 6 7 실험1 0 0 0 0 0 0 0 18 실험2 0 0 0 1 1 1 1 19 실험3 0 1 1 0 0 1 1 14 실험4 0 1 1 1 1 0 0 8 실험5 1 0 1 0 1 0 1 8 실험6 1 0 1 1 0 1 0 70 실험7 1 1 0 0 1 1 0 44 실험8 1 1 0 1 0 0 1 26 1) B의 주효과와 교호작용 A×B의 효과를 구하시오. 2) 배치된 요인 중에서 A와 B×C만 유의하고, 다른 요인은 유의하지 않다고 가정할 때, 최적조건에서 조합평균의 점추정치를 구하시오. 3) 상기 최적조건에서의 조합평균을 구간추정할 때 유효반복수를 구하시오.25점답안 쓰기 제125회(2021년)
- 2017다음은 K기업이 탈색률을 향상하기 위해 L₁₆(2¹⁵) 직교배열표를 활용하여 실험한 결과에 대한 분산분석(ANOVA Table) 결과이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 탈색률은 망대특성이다.) <실험조건 > A: 제 1탑 PH (4수준): A₀=7.5, A₁=8.0, A₂=8.5, A₃=9.0 B: 제 1탑 온도(2수준): B₀=50℃, B₁=60℃ C: 수조온도(2수준): C₀=60℃, C₁=70℃ D: 포충시간(2수준): D₀=30min, D₁=40min <실험의 배치> 1) 인자 A는 2수준계에 4수준을 배치하여야 하므로 L₁₆(2¹⁵)표의 1, 2, 3열에 배치하였다. 배치방법은 1, 2열의 직교배열표 내부 숫자를 기준으로 00=A₀, 01=A₁, 10=A₂, 11=A₃로 하여 배치하였다. 2) 인자 B는 15열, 인자 C는 5열, 인자 D는 9열에 배치하였다. <배치 및 실험결과 > ① 직교배열표 및 실험결과 열번호 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 데이터 y 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80.0 2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 81.1 3 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 81.6 4 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 79.8 5 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 77.0 6 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 78.6 7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 77.2 8 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 78.8 9 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 76.0 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 70.0 11 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 71.0 12 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 74.8 13 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 70.8 14 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 70.6 15 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 72.0 16 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 68.0 기본표시 a b ab c ac bc abc d ad bd abd cd acd bcd abcd 1207.3 배치 A A A C D B T₀ 634.1 614.3 603.9 604.1 602.5 603.1 604.3 605.6 599.2 604.6 606.6 605.2 599.2 609.0 595.4 T₁ 573.2 593.0 603.4 603.2 604.8 604.2 603.0 601.7 608.1 602.7 600.7 602.1 608.1 598.3 611.9 ② A, B의 이원표 A(00) A(01) A(10) A(11) 합계 B₀ 159.8 155.8 141.0 138.8 595.4 B₁ 162.7 155.8 150.8 142.6 611.9 합계 322.5 311.6 291.8 281.4 1207.3 ③ D의 일원표 D₀ D₁ 599.2 608.1 ④ ANOVA Table (단, 소수 3째 자리 아래는 반올림하여 작성하였다. 다음 질문에 대한 계산에는 주어진 값들을 활용하시오.) 요인 제곱합(SS) 자유도(df) 평균제곱(MS) 검정통계량(F₀) 기각역(F₀.₉₅) A 260.17 3 86.72 123.54 5.41 B 17.02 1 17.02 24.25 6.61 C 0.33 1 0.33 0.47 6.61 D 4.95 1 4.95 7.05 6.61 A×B 12.71 3 4.24 6.04 5.41 B×D 0.08 1 0.08 0.11 6.61 e 3.51 5 0.70 T(y) 298.77 15 (1) 5번째 시료가 실시된 실험조건을 설명하시오. (2) 교호작용 A×B 및 B×D 의 값이 나타나는 직교배열표의 열 번호를 쓰시오. (3) 위 분석결과 의미가 없다고 판단되는 인자 C와 교호작용 B×D를 Pooling하여 분석하고자 한다. Pooling 후 ANOVA Table을 작성하시오. 요인 제곱합(SS) 자유도(df) 평균제곱(MS) 검정통계량(F₀) 기각역(F₀.₉₅) 4.35 5.59 5.59 4.35 T(y) (4) 최적조건을 구하시오. (5) 유의수준 5%로 최적해의 신뢰구간을 구하시오. (단, t₀.₉₇₅(νe)=2.365 이다.)25점답안 쓰기 제112회(2017년)
- 2014다음 표는 공정조건을 최적화하기 위하여 공정파라미터 3개 요인을 2수준으로 하고 제품표면의 4군데를 잡음요인으로 하여 코팅두께(SPEC : 62±0.5)를 측정한 결과이다. no A(온도) 제어요인 B(압력) C(재질) N1 코팅두께 N2 N3 N4 SN비 MEAN 1 1 1 1 56.2 55.1 51.6 53.2 28.5 54.03 2 1 2 2 53.4 52.5 52.5 52.1 39.6 52.63 3 2 1 2 61.7 62.2 62.0 62.1 49.2 62.00 4 2 2 1 65.8 63.9 61.5 62.2 63.35 1) 실험4번의 SN비를 구하시오. 2) SN비 분석과 MEAN 분석을 통하여 산포제어요인과 중심조정요인을 결정하시오. 3) 상기 2)번의 결과를 기준으로 Main Effects Plot을 작성하여 Robustness(강건성) 및 목표치 확보를 위한 최적조건을 결정하시오. 4) 상기 3)번에서 결정한 최적조건에 대하여 개당 평균손실비용을 계산하시오. (단, 규격초과 시 발생하는 손실비용은 개당 5,000원이다.)25점답안 쓰기 제104회(2014년)
- 2014자동차가 점차 고급화되면서 윈도 개폐시 소음을 최소화 하고자 하는 어떤 회사에서 윈도 소음 최소화를 위한 설계 파라미터의 최적조건을 찾기 위하여 아래의 인자와 수준으로 L₈ x M₁실험을 한 결과를 얻었다. (소수점 2자리로 계산하시오.) [인자선정 및 할당] 인자구분 기호 내용 수준1 수준2 (현재기준) (변경기준) A 재질 소 대 B 전류 저 중 제어인자 C 윈도 오일 저 중 D 홀더 저 중 AxB 오차인자 N 환경 보통 좋음 신호인자 [실험결과] 내측배열 외측배열 실험 M(잡음인자) 번호 A B AB C D e e N₀ N₁ y₁ y₂ y₁ y₂ 1 0 0 0 0 0 0 0 5 8 9 7 2 0 0 0 1 1 1 1 9 9 8 4 3 0 1 1 0 0 1 1 9 15 10 12 4 0 1 1 1 1 0 0 12 8 10 13 5 1 0 1 0 1 0 1 9 13 5 12 6 1 0 1 1 0 1 0 20 23 19 9 7 1 1 0 0 1 1 0 6 5 7 7 8 1 1 0 1 0 0 1 9 4 12 11 기본 a b ab c ac bc abc 표시 군 1 2 3 1) 각 행에 대하여 SN비를 구하시오. 2) 아래의 빈 공간을 채워 분산분석표를 작성하시오. 요인 SS DF MS F(0.1) F(0.05) F(0.01) A 1.55 8.53 18.5 88.5 B AB C D e 0.78 T 59.16 3) 최적조건을 구하고, 또한 최적조건의 모평균 SN비를 추정하시오. (단, 현재의 조건은 A₀ B₀ C₀ D₀ 이다.)25점답안 쓰기 제103회(2014년)
- 2012도금두께의 강건성을 확보하기 위하여 도금공정에서 3개의 제어인자 A(온도), B(압력), C(RPM)는 각 2수준으로, 1개의 잡음인자 P(제품위치)는 4수준으로 다구찌기법 실험을 하였다. (단, 도금두께의 규격은 515±15이다.) 표의 실험결과를 기준으로 다음 각 물음에 답하시오. (1) 3번째 실험에 대하여 SN비를 계산하고, A, B, C에 대한 DATA분석을 통하여 SN비와 MEAN에 대하여 MAIN EFFECTS PLOT을 작성하시오. (2) 산포제어인자와 중심조정인자를 구분하여 A, B, C에 대하여 최적조건을 결정하고, 이에 대한 SN비와 MEAN을 예측하시오. (3) 기존조건이 이라고 할 때 연간 개선효과금액를 구하시오. (단, 규격을 벗어난 경우에 손실비용은 1,000원이고, 연간 생산량은 50,000개이다.)25점답안 쓰기 제98회(2012년)
- 2010박판재 레이저로 용접하는 공정에서 신설비를 도입하여 용접강도(y)에 대해 최적 운전조건을 설정하는데 영향을 주는 원인변수 중 제어인자는 A(초점거리), B(주파수), C(가스유량), D(노즐경), F(피크출력), G(평균출력), H(용접속도), 신호인자는 S(용접길이), 잡음인자(N)는 P(초점위치), Q(판 간격)등이다. 3수준계 실험으로 최적화하기 위한 실험 총 예산비용은 2000만원 확보되어 있으며 1회 실험비용을 100만원으로 실험하고자 할 때 인자구분 및 프로세스차트를 작성하고, 내측배열에 배치할 수 있는 합당한 직교배열표를 나타내시오. (1) 실험인자 구분 및 프로세스 (2) 합당한 직교배열표10점답안 쓰기 제92회(2010년)
- 2010박판재 레이저로 용접하는 공정에서 신설비를 도입하여 용접강도(y)에 대해 최적운전조건을 설정하는데 영향을 주는 원인변수 중 제어인자는 A(초점거리), B(주파수), C(가스유량), D(노즐경), F(피크출력), G(평균출력), H(용접속도), 잡음인자(N)는 P(초점위치), Q(판 간격) 등이다. L18(21×37) 혼합 직교표인 품질특성이 망대특성으로 실험 설계하고자 할 때 아래의 실험 데이터를 이용하여 다음 물음에 답하시오. (단, 소수점 3자리까지 구하시오.) (1) 상기실험 인자에 대하여 각 수준별 합계를 구한 결과는 아래와 같다. D인자와 H인자의 수준별 합계(①,②,③)를 구하시오. (2) 전체요인 중 기술적으로 의미인자는 A, C, D, G, H이고, 나머지 실험인자는 오차에 풀링한 후 H인자의 ρ(기여율) 값을 소수점 3자리로 구하시오. (3) 기술적으로 의미가 있는 인자 A, C, D, G, H인자에 대한 최적조합수준의 SN비에 대한 모평균을 신뢰수준95%로 구간 추정하시오. (단, 이다.) (4) 용접강도 SPEC은 90kgf 이상이고, 규격을 벗어났을 때의 평균손실비용(A)이 1000원일 때 손실함수 L(y)식을 쓰고 계산하시오.25점답안 쓰기 제92회(2010년)
- 2010어떤 수지(resin)를 생산하는 D화학업체에서는 이 수지에 포함되는 불순물의 함량을 줄이기 위해 다음의 조건으로 실험을 하고자 한다. 즉, 불순물에 영향을 줄 것으로 예상되는 제어인자 4가지를 다음과 같이 취했다. A : 본드의 배합비 3수준(A0, A1, A2) B : 본딩방법 3수준(B0, B1, B2) C : 표면처리방법 3수준(C0, C1, C2) D : 열처리방법 3수준(D0, D1, D2) 그리고 비제어인자로서 U : 작업자 2수준(비숙련공, 숙련공) V : 생산라인 2수준 을 선택해 주고 생산된 수지를 실험실에서 분석하여 불순물의 함량(%)을 얻고, 이들로부터 망소특성에 대한 SN비의 값을 구해 정리한 것이 다음의 표이다. (1) SN비의 각 인자수준별 일원표를 작성하시오. (2) SN비의 분산분석표를 작성하시오. 또한 필요하다면 풀링한 분산분석표를 작성하시오. (단, F0.95(2, 2)=19.0, F0.99(2, 2)=99.0이다.) (3) A0수준에서 불순물 함량에 대한 95% 신뢰구간을 구하시오. (단, t0.975(2)=4.303, t0.975(3)=3.182이다.)25점답안 쓰기 제91회(2010년)
- 2009브라운관 부품 중 포밍 마스크 곡률변화를 최소화하기 위하여 제어인자(A～H)를 다음과 같이 직교배열표 L8(27)에 배치하고 잡음인자인 포밍횟수를 2수준으로 하여 곡률변화량을 측정한 실험 데이터이다. 다음 각 물음에 답하시오. 1) 곡률변화량 특성에 대해 실험배치(①, ②)와 SN비값(③～⑤)을 구하시오. 2) C×F의 평균제곱합(MSC×F)을 구하시오. 3) 다음 분석표를 이용하여 ①～⑤를 채우시오. 4) 최적조합수준을 선정하고 추정하시오. 5) 개당손실비용이 1000원이고 곡률변화량 규격이 USL=10μm일 때 손실비용L(y)을 구하시오.25점답안 쓰기 제89회(2009년)