[제품모니터링] 시험값 차이를 평가하는 계측시스템 분석 – Gage R&R의 개념과 활용

계측기 관련 시험에서 동일한 제품을 측정함에도 사람마다, 혹은 시간마다 측정값이 달라지는 경우가 종종 발생합니다. 이때 우리가 확인해야 하는 개념이 바로 Gage R&R(Repeatability and Reproducibility), 즉 게이지 반복성 및 재현성 평가입니다.

Gage R&R은 계측 시스템이 측정값에 미치는 변동성을 정량화하여, 측정 시스템이 제품 품질 평가에 적절한지를 판단하는 데 사용되는 통계적 도구입니다. 특히 의료기기 제조 및 품질관리에서 Gage R&R은 매우 중요한 역할을 하며, 국제 규제기관의 품질시스템 감사 시에도 빈번하게 언급되는 항목입니다.

측정값에 차이를 유발하는 주요 요인은 다음과 같이 나뉩니다:

Repeatability(반복성):
동일한 작업자가 동일한 계측기로 동일한 부품을 여러 번 측정했을 때 발생하는 측정값의 변동입니다. 이는 계측기의 일관성을 평가하는 요소입니다.

Reproducibility(재현성):
다른 작업자, 혹은 다른 조건(예: 장비, 시간 등)에서 동일한 부품을 측정했을 때 발생하는 차이입니다. 이는 작업자 간 차이나 환경의 영향을 파악할 수 있습니다.

Gage R&R 분석을 통해 측정시스템의 전체 변동 중 얼마나 많은 비율이 계측기 자체 혹은 작업자 요인에 기인하는지를 수치로 나타낼 수 있으며, 일반적으로 다음과 같은 기준으로 평가됩니다:
- Gage R&R 비율이 10% 이하: 우수한 측정 시스템
-  10~30%: 사용 가능하나 개선 권장
-  30% 이상: 측정 시스템 부적합

한편, 이와 유사하게 측정불확도(Measurement Uncertainty)라는 개념도 존재합니다. 측정불확도는 특정 측정값이 참값에서 벗어날 수 있는 오차 범위를 말하며, Gage R&R보다 더 넓은 개념으로 국제표준에 따라 정의됩니다. 하지만 사람마다 측정값이 다르다는 문제를 구체적으로 분석할 때는 Gage R&R이 보다 적합한 접근입니다.