공정능력(Capability of Process)이란 무엇인가? 우선 그 정의를 살펴보기로 하자.

     - 공정의 품질 달성능력이다. (어휘상의 정의)
     - 공정이 최상의 조건을 이룰 때, 즉 관리상태일 때 제품 각각의 변동이 어느 정도인가를 나타내는 양 이다. (Juran) 
     - 의미있는 원인이 제거 혹은 적어도 최소화된 상황에서 공정 최선의 성과를 의미한다. (E.G. Kirkpatrick) 
     - 일정한 요인에 의해 정상적인 안정조건에서 그 공정의 품질상 달성능력이다. (A.V. Feigenbaum)

위의 정의를 종합해 보면 해당공정이 달성할 수 있는 최선의 능력을 의미 한다고 할 수 있다. 이를 흔히 단기능력이라고도 하는데 이를 정확하게 이해 할 필요가 있는 것같다. 어느 학생의 시험 성적이 반에서 1등, 에서 3등 사이에서 움직이고 있었다. 근데 갑작스런 사고로 1달동안 병원 입원후 학교에서 시험을 쳤는데 20등을 했다. 이 점수를 종합해서 학기말 등수가 5등으로 나왔다. 이학생의 능력은 몇등인가. 우리는 능력을 말하고 있음을 잘 이해 해야한다. 분명히 우리는 이학생의 능력을 2등 수준이라고 할 수 있을 것이다. 이것이 공정능력에서 말하는 의미이다. 그럼 5등은 무엇이란 말인가. 우리는 이것을 공정성능(Performance of Process)라고 한다. 또한 이를 장기능력이라고도 한다. 많은 부분에서 혼란을 가지고 있는 매우 주요한 정의이다.

공정능력을 지수로 나타내어야 하는 데, 공정능력(Cp)가 1인 경우를 어느정도 능력이 있다. 라고 정의를 내린다. 이것을 어떻게 계산 할 것인가를 잘 생각해 보자.
공정능력이라함은 고객의 요구와 현재 공정의 산포와의 관계라고 할 수 있을 것이다. 공정능력이 우수하다고 하는 것은 고객의 요구보다도 공정의 산포가 적으면 되는 것이다. 따라서 고객의 요구를 공정의 산포로 나눈 값을 공정능력지수(Cp)로 정의 내리면 될 것 같다.

Cp=고객의 요구/공정산포. 이것이다.

고객의 요구는 간단하게 공차로 정의 할 수 있다. (공차=규격상한치-규격하한치)간단하다. 공정의 산포는 어떻게 정의 해야 할 것인가. 공정산포를 대표하는 치수로 우리는 표준편차를 얘기한다.
근데 표준편차가 공정산포는 아니다라고 하는 것은 상식적인 통계이다. 그럼 공정은? 우리가 표준편차(시그마)를 안다면 공정의 99.7%는 ±3시그마 내에 존재 한다는 것은 관리도 에서도 많이 거론 된 내용들이다. 따라서 공정의 산포는 (6×표준편차)라고 할 수 있다. 결론적으로

 
Cp=공차/(6×시그마) 이렇게 표현된다.

여기서 두번 째 문제는 표준편차의 계산을 어떻게 하는가 하는 것이다. 이것은 산포인데, 공정에서의 산포는 우연원인과 이상원인에 의해 산포 한다는 것도 얘기해왔다. 앞에서 말한 것처럼 능력은 공정이 관리상태에 있을 때...최선의 능력을 낸다고 할 수있다. 관리상태에 있다고 함은 공정이 우연원인에 의해 움직이고 있다는 것이므로 우연원인에 의한 표준편차를 어떻게 계산 할 것인가 하는 문제이다.
우연원인의 산포는 샘플의 범위값(Range:R)로 계산 할 수 있을 것이다. 물론 이상원인에 의한 DATA는 제거 하고 난 다음의 말이지만, 이것은 중심값의 변화와는 관계가 없음을 말하는 것이고,

표준편차(시그마)=평균R/d2 라는 계산치이다(d2는 샘플에 의한 상수)
이것을 우리는 단기능력이라고 하는 것이다.

그러면 장기능력(Pp)이라고 하는 것은 무엇인가.
앞에서 학생의 성적을 말할 때 학기말의 종합성적을 말한다. 이 때 공정의 산포는 어떻게 할 것인가. 이 때의 표준편차는 우연원인 뿐만 아니라 이상원인에 의한 산포까지 포함하여 계산 하여 야 할 것이다. 이것은 일반적으로 계산하여 온 표준편차의 계산식에 따르면 될 것이다.
우리가 이러한 Cp값과 Pp값을 어떻게 활용 할 것인가가 다음의 중요 문제이다. 너무나도 중요하다. 우리의 모든 활동이 공정능력을 좋게 하기위한 활동이라고 해도 과언이 아니기 때문이다.
다음편에 상세히 거론 하기로 한다.