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방정식이란 미지수의 값에 따라 참이 되거나 거짓이 되는 등식을 말합니다. 미지수는 x, y, z 같은 알파벳을 주로 사용하며 경우에 따라서는 a, b, c를 사용하기도 합니다. 방정식에서 구하고자 하는 것은 미지수의 값입니다. 방정식을 풀다 보면 미지수의 값이 없거나 여러개인 경우도 있습니다.

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방정식은 활용문제를 풀 때 식을 잘 세워야 합니다. 식을 세우는 것이 어렵다면 그림을 그리는 것또한 좋은 방법입니다.

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방정식은 차수에 따라 일차방정식, 이차방정식, 삼차방정식, 사차방정식등으로 나뉘며, 개수에 따라 연립이 아닌 방정식과 연립방정식으로 나뉩니다. 일차방정식은 문자식에 대해 이해하고 등식의 성질과 이항을 이용한 사칙연산으로 풀며, 이차방정식은 완전제곱, 인수분해, 근의 공식 등을 이용하여 풀 수 있습니다. 삼,사차방정식의 고차방정식은 근의 공식이 너무 복잡하여 인수정리, 조립제법, 인수분해 등의 방법으로 문제를 해결할 수 있습니다.

보통 6시그마 목표를 달성하기 위해 총력을 기울이는 회사는 매년 20%의 수익향상, 12~18%의 생산 능력 증대, 12% 종업원 감소, 그리고 10~30%의 자본지출 감소의 효과를 볼 수 있습니다.

해리 박사에 의하면, 회사들은 매년 1시그마씩 4.7시그마 수준까지 향상시킬 수 있다고 하였습니다. 그러므로 현재 3시그마 수준의 기업은 시행 1차년도에 4시그마 수준에 도달할 수 있습니다. 그러나 이미 4시그마에 도달해 있는 회사는 1차년도에 4.7시그마까지 개선할 수 있습니다.

시그마가 향상될 때 마다 기대할 수 있는 수익은 엄청나며 여기에 필요한 투자액도 그리 높지 않습니다. 그러나 6시그마에 가까워질수록 더욱 더 많은 노력이 요구됩니다. 이 수익은 경쟁자들보다 훨씬 높아 회사들은 이 돈을 가지고 5시그마 이상을 달성하기 위해 새로운 공장, 제품, 프로세스, 그리고 작업에 투자하게 됩니다.

대다수의 기업들은 대체로 3시그마 수준에서 출발하는데, 3시그마에서 4.7시그마에 도달할 때까지 엄청나게 순이익을 증대시킵니다. 해리 박사는 수익성이 3배 이상 증가한다고 하였습니다. 그런데 4.7시그마에 도달한 후에는 원가절감 효과가 그다지 극적이지 않습니다. 그러나 해리 박사는 이전에 축적된 이익으로 새로운 제품과 서비스 기능을 향상하여 시장점유율을 높일 수 있으며 시장 점유율이 약 4%씩 향상된다고 하였습니다.

6시그마는 제품과 서비스의 품질을 향상시키고, 경쟁력을 강화시키지만, 6시그마의 가장 두드러진 가시적인 효과는 기업의 수익성을 즉각 향상시킨다는 점입니다. 6시그마는 또 품질비용을 극적으로 감소시킵니다. 3시그마에서 품질비용은 대략 매출액의 25~40% 정도이지만, 6시그마에서는 품질비용이 매출액의 1%이하로 떨어집니다. 이것은 매출액의 20~30% 만큼 수익을 증가시켜 막대한 비용절감과 함께 극적인 수익의 증가를 가져옵니다.

GE가 품질비용을 20%에서 10%이하로 줄였을 때 역시 전반적인 시그마 수준이 4시그마에서 5시그마로 올랐습니다. 그리고 단 2년 만에 순이익이 10억 달러 이상 증가되었습니다. 6시그마 제품을 생산한다고 해서 무조건 수익이 보장되는 것은 아닙니다. 이것은 6시그마 제품과 6시그마 기업이 서로 다르기 때문입니다. 6시그마 제품은 그 자체로 우수합니다. 그러나 아무리 6시그마 제품이라고 하더라도 경쟁자에 비해 시장에 늦게 출시되거나 또는 수요가 없으면 팔리지 않을 것입니다. 그래서 기업은 제품 뿐만이 아니라 모든 면에서 6시그마를 달성하여야 합니다. 

그리스 문자인 시그마(sigma) σ 는 공정 또는 절차의 산포를 나타내는 통계용어로 표준편차를 의미하며, 에러(error)나 미스(miss)의 발생확률을 가리킨다.

즉 데이터들이 중심으로부터 떨어져 있는 정도를 나타내는 단위입니다. 6시그마(6σ)는 실제 업무상 실현될 수 있는 가장 낮은 수준의 에러로 인정됩니다. 따라서 6시그마란 규격상한과 규격하한이 있는 경우 단기적으로 분포의 중심과 규격한계 사이의 거리가 표준편차의 6배나 될 정도로 불량률이 아주 낮은 상태 (100만개 중 0.002개의 불량수준)를 의미합니다.

품질 수준으로서 6시그마 의미를 살펴보면, 먼저 기업에서 생산한 제품의 평균과 목표값은 항상 일치하지 않는다. 작업자의 숙련도와 작업 환경 및 생산설비의 특성에 따라 차이가 나기 때문입니다.

그러나 장기적으로 평균값은 목표값은 표준편차 (n = t - σ)의 ±1.5배까지 차이가 나는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 품질 수준을 나타내는 시그마는 목표값에서 평균값까지 거리인 1.5시그마를 감안해야 합니다.

이와 같은 중심이동을 고려했을 때 품질 수준 6시그마는 통계학적으로는 1백만 번에 3.4회 (3.4RPM)의 에러가 나는 수준을 가리킵니다. 만약 이와 같은 평균이동을 고려하지 않은 경우 6 시그마의 품질 수준은 10억 개당 2개의 불량품이 나오는 0.002PPM에 해당됩니다.

도대체 왜 기업들은 6시그마를 도입할까요?

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6시그마의 목적은 품질을 6시그마 수준으로 끌어올리는 것이 아닙니다. 향상된 품질과 능률이 6시그마의 직접적인 결과물이기는 하지만, 6시그마는 근본적으로 수익성 향상에 목적이 있기 때문에 기업은 이익을 향상시킬 목적으로 6시그마를 도입하는 것입니다.

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6시그마 이전의 다른 품질 프로그램들은 대체로 기업의 순이익에 가시적인 효과를 주지 못했습니다. 품질 향상이 수익성이 미치는 효과를 파악할 수 없는 조직은 수익을 향상하기 위해 어떠한 변화가 필요한지 알 수 없습니다.

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현재 사회에서 기업들은 무한 경쟁을 하고 있습니다. 경쟁은 기업 경영의 전 분야에 걸쳐 장소와 시간에 관계없이 계속 벌어집니다. 기업의 경쟁력은 코스트를 줄이거나 상품의 품질을 향상시키는 것만으로 높아지지 않습니다. 제품의 품질은 서비스의 품질, 판매, 구매, 회계 등 전 관리 프로세스에서 총체적으로 경쟁력이 높아질 때만 살아남을 수 있습니다.

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6시그마 경영은 크게 3가지의 관점에서 기업들의 변화 기류에 부합합니다. 우선 6시그마 경영은 기업이 최고의 이익, 최대의 효율을 낼 수 있도록 '최적의 조건'을 찾아주는 경영 기법입니다.

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생산현장은 물론 판매와 구매, 관리, 회계 등 기업 경영의 모든 부문에서 일어나는 문제를 통계적 방법으로 접근, 효율을 극대화할 수 있는 방안을 '매뉴얼화' 하는 것입니다. 물론 많은 돈과 시간을 들였을 때 품질은 좋아지게 됩니다. 그러나 6시그마의 경영은 비용과 시간을 최대한 줄이면서 고객이 원하는 품질을 제공하겠다는 '발상의 전환'에 매력을 가지고 있습니다.

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6시그마의 경영 철학 중 하나는 '종업원 교육'입니다. 교육에 투자한 비용은 10배 이상의 성과를 가져다준다는 신념 아래에 '최고의 엘리트 직원'을 만드는 데 총력을 기울입니다. 제일 중요한 6시그마 경영은 단순히 기업의 이익 증대만을 노리는 것이 아니라 고객 만족이 최우선의 목표입니다. 기업의 이익 역시 고객만족 속에서만 가능하다는 믿음 6시그마의 제1계명과도 같습니다.

6 시그마(Six Sigma)는 1987년 미국의 모토롤라(Motorola)에서 혁신적인 품질 개선을 목적으로 만든 기업경영전략입니다.

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1981년 당시 모토롤라 회장인 로버트 갤빈은 무려 5년에 걸쳐서 10%가 아닌 10배의 개선을 달성한다는 엄청난 계획을 구상하였는데, 당시 모토롤라에서 모든 부분의 낭비를 줄이는 방법에 대한 연구가 한창 활발하게 진행 중이였습니다.

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이러는 활동 동안, 커뮤니케이션 부서의 엔지니어인 빌 스미스는 제품의 수명과 생산 중 수리 횟수와의 관계를 연구하고 있었습니다.

생산공정 중에 어떤 결함이 발견된 제품이 고쳐져 소비자에게 판매 되었을때, 그 결함 때문에 보지 못했던 다른 결함들이 소비자가 제품을 사용하는 초기에 발생합니다.

그러나 처음부터 제품을 결함 없이 잘 만들면 사용 초기에 아무런 문제가 발생하지 않습니다.

빌 스미스의 보고서 中

결함으로 인해 재작업 과정을 거친 제품은 재작업 과정에서 제거된 결함 이외에도 다른 결함을 포함하기쉬우며, 이와 같은 결함이 발견되지 못하고 출하하는 관계로 인해 제품의 사용 초기에 고장이 많이 발생한 것이였습니다.

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반대로 생각을 해보면 결함 없이 조립된 제품은 고객이 사용할 때 초기의 고장이 거의 발생하지 않는다고 말할 수 있는 것과 같습니다. 더불어 모토롤라는 어느 분야이던지 그 분야에서 세계 최고인 기업은 제품의 제조 과정에서 수리나 재작업이 없는 제품을 생산한다는 사실을 알았습니다.

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이는 6시그마의 전략의 주요개념 가운데 하나인 '숨은 공장' 과 '전체 수율'등에 대한 아이디어를 제공하였다고 할 수 있습니다. 이 후에도 미켈 헤리 등이 주축이 되어 6 시그마를 달성하기 위한 구체적인 전략과 방법론이 개발되었으며, 다른 기업으로 전파되면서 각 기업에 맞는 형태로 수정되고 발전되었습니다.

6시그마는 미국의 제너럴 일렉트릭(GE), 얼라이드 시그널(Allied Signal), 텍사스 인스트루멘트(TI), 아이비엠(IBM), 소니(Sony)등 세계적인 우량기업들이 채택함으로써 더욱 널리 알려지게 되었습니다. 우리나라에서도 삼성, LG, SK, 한화 등 여러 대기업에서 도입하여 품질 혁신에 성공함으로써 많은 국내 기업들도 도입을 하였습니다.

실험에 영향을 미치는 무수히 많은 원인들 중에서 특별히 실험의 목적으로 채택한 원인, 또는 직접 실험의 목적으로 삼지는 않으나 실험의 효율을 올리기 위하여 층별한 원인을 인자(factor)라고 하고, 실험을 하기 위한 인자들의 조건을 인자의 수준(level)이라고 하며, 이 수준으로 취한 값의 개수를 수준수라고 합니다.

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실험자는 실험에서 변화되는 요인들과 이러한 요인들이 변화하는 범위, 그리고 실험이 행해지는 명확한 수준들을 선택해야만 합니다.

1. 인자의 선택

실험의 목적에 맞는 요인을 찾아내는 일은 실험을 계획하는 사람의 기술적 지식과 정보, 개인적 경험 및 과거의 데이터 해석으로부터 얻어집니다.

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이를 위해서는 실험에 앞서서 특성요인도(cause and effect diagram)를 작성해두는 것이 중요합니다. 이때의 요인들은 아래와 같이 분류할 수 있습니다.

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① 실험하는 장소,

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② 실험하는 시각과 소요시간,

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③ 기계 설비 또는 실험 장치,

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④ 재료,

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⑤ 작업원 또는 실험자,

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⑥ 작업방법 또는 실험 방법,

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⑦ 자연 상황(온도, 습도, 기압, 분위기)

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실험의 목적이 결정되면 그것을 달성하기 위하여 비용적, 설비적으로 가능한 모든 수단을 생각해보고 실험 목적 달성에 관련된 요인은 모두 인자로 잡아주는 것이 원칙입니다.

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인자의 선택에서 중요한 것 중 하나는 불량의 원인이 어디에 있느냐 하는 것과 그것을 바로잡기 위한 수단은 별개의 것일지도 모른다는 사실입니다. 예를 들자면, 원유로부터 고급윤활유를 정제함에 있어서 수율(yield)을 늘리고자 한다면 수율 증가와 관련되는 용제나 첨가제를 인자로 채택하고 그 양을 늘리면 되지만 이와 같은 조치는 아무래도 또 다른 특성인 응고온도의 악화를 가져와서 불량품을 만들기 쉽기 때문에 곤란하다고 하는 생각은 전적으로 잘못된 것입니다.

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용제나 첨가제를 채택하고 그 양을 늘려서 확실히 수율이 증가한다면, 그것을 인자로 채택하거나 양을 늘리면 되는것입니다. 그 대신 수율에 영향을 주지 않으면서 응고온도를 개선할 수 있는 새로운 요인을 발견하면 됩니다. 그러므로 수율이라고 하는 특성을 문제 삼으면서 그것에는 별로 효과가 없으나 응고온도를 개선할 수 있는 인자를 실험에 채택하게 되며, 이 경우에는 응고온도라는 새로운 특성치도 실험의 목적에 채택되어야 합니다.

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따라서 실험에서 취급해야할 인자의 수는 많아지는 것이 보통입니다. 그러나 과다한 인자의 수는 실험의 정도를 떨어뜨리고 실험의 비용이 너무 커지기 때문에 실험의 목적을 달성할 수 있다고 생각되는 범위 내에서 최소의 인자를 선택해주는 것이 좋습니다.

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2. 수준의 선택

인자의 수준과 수준수를 결정함에 있어서 실험자가 생각하고 있는 인자의 관심영역 (또는 흥미 영역: region of interest) 에서만 인자 수준을 잡아주는 것이 원칙입니다. 인자의 관심 영역이란 실험자가 관심을 가지고 있는 인자 수준이 변화할 수 있는 범위를 말합니다. 수준의 선택은 다음의 원칙과 같습니다.

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① 기술적으로, 또는 과거의 경험에 의해서 특성치가 명확히 나쁘게 되리라고 예상되거나 앞으로도 실제로 사용되지 않는다고 알려진 수준은 포함되지 않습니다.

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② 최적이라고 예상되는 조건이나 조합은 반드시 취급하고 현재 공정에서 사용되고 있는 인자의 조건(수준)도 포함시키는 것이 좋으며, 실험하고 싶은 조건의 조합이 빠짐없이 포함되도록 수준을 정합니다.

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③ 무의미한 교호작용의 효과가 나타나지 않도록 각 인자의 수준을 선택합니다. 의미없는 교호작용을 무시하면 그만큼 데이터에 포함되는 미지수가 적게 되므로 검정, 추정의 정밀도가 좋아지고, 직교배열표에 의한 실험의 경우 더 많은 인자를 배당할 수 있거나 실험의 수를 줄일 수 있습니다.

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④ 수준수는 보통 2~5 수준이 적절하며, 많아도 6 수준을 넘지 않도록 합니다.

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그리고 실험에서 채택된 인자가 계량치일 경우에는 관심 영역의 최대치와 최소치를 수준의 최대치와 최소치로 잡아주고, 수준 간격을 등간격으로 해 주는 것이 좋으며, 2~3 수준 정도 취하면 충분합니다. 일반적으로 수준의 폭을 너무 넓게 잡으면 교호작용이 나오기 쉬우므로 주의해야 합니다.

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인자가 계수치일 경우에는 인자가 갖는 종류의 수만큼을 수준수로 취해주는 것이 좋습니다. (예를 들면 인자가 재표일 때 실험에 채택된 그 재료의 가지수) 이때 기술적으로 몇 개로 층별하여 인자로 취하는 것이 정보량을 증가시키고 조치도 쉬워집니다.

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인자의 선택과 수준을 효율적으로 결정하기 위해서는 실험자의 공정 지식이 무엇보다도 필요하며, 이러한 공정 지식은 일반적으로 실제적인 경험과 이론적인 이해가 결합된 것이라야 함을 잊어서는 안됩니다.

실험을 실시한 후에 데이터의 형태로 얻어지게 될 반응특성치는 실험의 목적을 달성하는 데 직결된 것이어야 합니다.

예를 들면 진동이나 소음이 낮은 자동차를 개발하고자 실험한다면 반응특성치는 데시벨(dB)의 형태로 얻어지는 진동이나 소음의 정도가 될 것이며, 보다 견고한 도자기를 구워내기 위한 가마의 소성온도를 찾는 실험이라면 각 조건에서 구워낸 도자기의 강도를 측정해야 할 것입니다. 이때 반응 특성치의 측정 방법이나 게이지(gage)의 사용조건 등도 구체적으로 결정되어야 합니다.

해결해야 할 문제가 무엇인지 인식하고 이러한 문제의 해결에 직결되는 실험목적을 설정합니다. 실험의 목적 설정은 그것을 달성하기 위한 반응특성치의 선택과 최적의 실험 방법, 분석 방법 등으로 연결되며, 이를 명확히 하는 것은 실험 과정에 대한 보다 적절한 이해와 문제의 최종 해결(조치)에 상당한 기여를 하게됩니다. 따라서 실험을 통해서 달성하고자 하는 목적을 구체적으로 명확히 결정하는 것이 무엇보다도 중요합니다.

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이를테면 값싸고 우수한 자동차의 개발 등과 같이 너무 추상적이고 광범위하게 실험 목적을 설정하면 이에 적절한 반응특성치의 선택이나 실험 방법을 찾기가 어려워집니다. 그러나 진동이나 소음이 보다 적은 자동차의 개발이라든가, 공기저항이 보다 낮은 차형의 개발 등과 같이 보다 구체적인 목적을 설정한다면 이에 따른 반응 특성치나 인자의 선택이 쉬워지고, 실험 방법이나 분석 방법 등을 보다 명확하게 계획할 수 있으며, 그 결과에 따른 작업 표준의 개정 등과 같은 행동의 기준도 명확해집니다.

실험계획법을 사용하기 위해서는 실험에 관계된 모두가 실험의 목적을 이해하고, 정확히 어떤 인자들이 연구되어야 하며, 실험은 어떻게 설계되어야 하는지, 그리고 최소한 어떻게 데이터가 분석되어야 할 것인지 등의 수량적인 분석에 대한 사전 지식과 이해를 필요로 합니다. Montgomery는 실험을 계획하고, 이를 실시하여 취해진 데이터를 분석하고 해석하여 조치를 취하는 일련의 과정에 대하여 위의 그림과 같은 절차들을 제시하였습니다.

1단계에서 3단계까지는 사전 실험계획 단계라고 할 수 있으며, 그 이하의 단계는 실험 설계를 선택하고 실험을 수행하여 그 결과를 분석. 해석하며, 이에 따른 조치를 취하는 단계입니다. 그러나 2단계와 3단계는 동시에 수행되는 것이 보통이나 반응 변수인 특성치를 선정한 후 특성치에 영향을 미치는 인자와 그 수준을 잡아주기도 합니다.

* 이 포스트는 K-MOOC 강좌의 '과학기술혁신 시대의 디자인 이슈'를 기반으로 공부정리 및 생각 등을 서술할 계획입니다.

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◎ 1주 차(part1)의 학습 내용을 통해 '디자인이란 무엇인가?'라는 질문을 답할 수 있게 됩니다.

디자인이란 무엇인가? 톡톡 튀는 디자인 제품으로 유명한 이탈리아의 디자이너이자 건축가인 멘디니는 디자인을 단순히 물질에 집중하여 설명하지 않고, 다양한 관점에서 인간의 감성을 강조한 것이라고 말합니다.

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한국의 광고 디자이너 오형균은 적정기술을 활용하여 한국 사회의 각종 문제의 해법을 제시하는 것을 강조하며 디자인의 공익성과 윤리성을 나타내고 있습니다.

Q) 그러면 디자인에서 더 나아가 "디자인과 미술의 차이점은 무엇인가?"에 대해 알아보겠습니다.

흔히 미술과 디자인을 생각할 때 미술은 화가의 순수한 생각을 표현한 서양화, 동양화 조각 같은 것을 의미하고, 디자인은 상업적 목적으로 의해 기계로 생산된 제품이나 서비스를 생각하게 됩니다.

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우리가 흔히 명화라고 부르는 서양화들입니다. "이 작품들은 미술인가 아니면 디자인일까?" 와 함께 "왜? 화가들은 이러한 그림을 그렸을까?라는 질문을 할 수 있습니다.

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여기서 화가가 그림을 그리는 목적은 2가지가 있을 것입니다. 첫 번째는 순수한 마음의 표현에서, 단순히 그림을 그리고 싶거나 아니면 예술과 머릿속에 있는 아이디어를 그린다거나 할 수 있습니다. 이러한 미술을 순수 미술이라고 부를 수 있겠습니다. 두 번째는 예술을 표현할만 아마 생계를 위해서 그림을 그리는 화가 또한 있습니다. 2가지 방법은 공통점은 진부하지만 본인이 원해서 혹은 대중에게 보여주기 위해서 그리는 것입니다.

위에 이 그림을 현대식으로 해석해보면 현대판 웨딩사진일 것입니다. 아마도 얀반 아이크라는 화가는 생계를 위한 돈벌이 수단으로 이 그림을 그렸을 것이고, 그림에 그의 예술적 감성만을 오롯이 표현하기는 지는 못하였을 것입니다. 클라이언트, 즉 그 당시 작품을 의뢰한 귀족들의 요구에 따라 그에 맞는 그림을 그렸을 것입니다.

따라서 돈을 벌기 위한 작업은 디자인이고, 순수한 작업은 미술이라 한다면, 근대 이전의 이러한 명화들도 돈을 벌기 위해 제작되었으므로 디자인이라고 볼 수 있을 것입니다.

반면 기계로 제작된 것만 디자인이라고 볼 수 있을까요? 과거 원시인들은 추위를 막기 위해 동물의 털로 옷도 만들어 입고, 밤이 되면 동물들의 침입을 막기 위해 동굴 입구를 바위나 돌, 나뭇가지 등으로 막아두었습니다. 비록 기계로 정교하고 규격화된 제품으로서의 바위는 아니었지만, 그 바위는 현대적으로 해석하면 안전과 보호의 목적성을 띤 대문 디자인의 역할을 수행하였다고 볼 수 있습니다.

과학기술의 혁신은 미술에 어떠한 변화를 가져왔으며 영향을 주었는지에 대해 설명을 이어나가겠습니다.

산업혁명 이전과 이후로 기준을 나누었을 때, 이전에는 미술은 화가가 귀족이나 교회의 의뢰를 받고 그림을 그렸습니다. 하지만 1839년 프랑스에서 루이 다게르에 의해 다게레오 카메라가 발명되면서 사람들은 화가에게 초상화를 맡기는 것보다는, 새로운 신기술인 카메라에게 사진을 찍게 됐습니다 이로 인해 기술을 기반한 카메라가 대중에 보편화가 되며 미술에는 새로운 패러다임을 양성하였습니다.

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사진기는 발명 이후 예술과 문화를 즐기는 많은 사람들에게 그림을 대신하는 대용품의 역할을 톡톡히 수행하고 있습니다. 결국, 초상화 그리기가 주된 생계였던 당시의 화가들은 카메라라는 신기술로 인해 일자리를 잃게 되며 더 이상 초상화를 화가에게 의뢰하여 그리고자 하는 사람들은 거의 없었습니다. 하지만 아이러니하게도 카메라라는 신기술의 발명은 우리가 흔히 생각하는 순수미술을 탄생시켰습니다. 이제 수요가 거의 없는 초상화 작업이라는 주된 영역을 벗어나 온전히 자신의 상상력과 예술적 감성을 캔버스에 옮길 수 있는 시대가 초래했습니다.

사진기 뿐만 아니라 기차, 비행기 같은 당시의 과학기술의 혁신으로 사회적 변화는 대단한 변화를 가져왔습니다. 1889년 프랑스 파리 만국박람회에 맞춰 프랑스 혁명 100주년을 기념하여 세워진 에펠탑을 주제로 그린 들로네의 작품은 비행기를 타고 내려다 본 에펠탑을 주제로 그렸습니다. 아래에서 위로 바라보던 일반적인 시각, 즉 높은 건물이나 비행기가 없던 시절에 익숙한 시각적 인식이 비행기라는 신기술로 깨지게 된 것입니다.

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이 그림은 네덜란드 화가 몬드리안이 60대의 나이에 2차 세계대전을 피해 미국으로 건너갔을 때의 느낌을 역동적으로 표현한 것입니다. 몬드리안은 전쟁으로 인해 암흑사회가 된 유럽과 비교해 에너지가 넘치는 미국에서 작업에 대한 열정을 부여받게 됩니다.

이 그림은 뉴욕 브로드웨이의 높은 빌딩에서 새어 나오는 전깃불을 묘사한 그림입니다. 미국은 에너지 강국으로서의 발전상, 나아가 영국, 독일이나 프랑스를 넘어 세계 강국으로 우뚝 서는 이미지를 강화하는데 큰 힘을 발휘하였습니다. 이처럼 과학기술의 혁신은 현대적 개념의 디자인을 강화하였지만, 반대로 순수미술의 발전에도 큰 공헌을 하였습니다.

화가들은 정적이고 관습적인 그림을 그리기보다는 추상적이고 창의적인 그림에 대한 고민을 시작하게 된 것입니다. 즉 과학기술의 혁신이 예술가들의 창의성을 자극하기 시작한 것입니다. 순수미술은 작가가 표현하고자 하는 의도가 중심이 돼서 작품을 표현이 시작되게 됩니다. 반면 디자인은 문제를 인식하고 이를 해결하고자 하는 의지에서 출발합니다.

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따라서 순수미술은 작가의 감정 전달을 해석하는 것이 주가 되는 감상 활동이고, 디자인은 제품이나 서비스의 내용을 이해하고자 하는데 중점을 두게 됩니다. 제작 형태는 순수미술은 작가가 의도하는 바에 어울리는 다양한 조형언어 혹은 오브제를 통해 구성이 됩니다. 디자인은 산업혁명 이후 기계 생산으로 대량과, 규격화의 특성을 보입니다.

마지막으로 순수미술의 평가자는 있어도 되고 없어도 됩니다. 좋은 평가자를 많이 얻는 순수미술은 잘 팔리는 작품이 되겠지만, 그렇다고 평가가 나쁘다고 그림 자체가 나쁜 것은 아닐 것입니다. 반면 디자인은 소비자, 즉 사용자의 평가가 매우 중요합니다. 대부분의 디자인 제품은 자본과 자원에 의해 제작되므로 디자이너 마음대로 자신만을 위한 디자인을 하는 것은 바람직하지 않습니다. 공공의 자원을 낭비하기 때문입니다.

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그렇다면, 앞서 보았던 원시인이 동굴에 바위를 놓았던 행위는 정확히 어떻게 설명하면 될까요? 곰이 들어오면 안 된다는 문제의식에서 출발하여 이를 해결하기 위해 큰 돌을 밤마다 막는 행위, 혹은 돌이 너무 무거우니 나무 문으로 대체해야겠다는 아이디어 등은 디자인임에 틀림없습니다. 하지만 이를 기계로 대량생산하거나 여러 동굴에서 쓸 수 있도록 규격화하지는 못했습니다. 따라서 “원시인이 행했던 행위 자체는 디자인적 행위이지만, 기계화, 대량화, 규격화의 과정이 없었으므로 현대적 개념의 디자인 형태는 아니다”라고 정의할 수 있겠습니다.

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종래의 통계적 품질관리(SQC: statistical quality control)와 SPC의 주요한 차이점은, SQC는 주로 검사(inspection)에 의한 품질의 탐지를 중심으로 불량품이 고객에게 가지 않도록 하는 QC 활동이고, SPC는 공정에서의 불량품 발생의 예방활동을 중심으로 하는 QC활동입니다. 이 차이점을 그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

SQC는 제품의 다량검사(Mass inspection)에 의존하게 되므로 불량품을 탐지하고 선별하는 데 많은 재정적 낭비가 따릅니다. 또한 어떤 형태의 검사방법도 불량품을 완벽하게 발견하기 어려우므로 고객에게 불량품이 전달될 확률이 항상 존재하게 됩니다. 더 나아가서 불량품을 제조하는 실패비용과 다량검사 비용이 높아지게 되며, 전반적으로 공정의 생산성이 떨어지게 됩니다. 

상대적으로 SPC는 끊임없는 개선활동과 품질정보의 공정피드백을 통하여 예방활동에 치중하므로 예방비용은 증가하나 실패비용이 거의 없게 되며, 검사도 공정상태를 확인하기 위한 소량의 샘플링검사(sampling inspection) 정도이므로 검사비용이 적게 듭니다. 공정의 생산성도 SPC쪽이 높아지게 됩니다.

즉, SPC는 주로 예방(prevention)활동에 치중하는 통계정보에 의한 피드백 관리활동이고, SQC는 주로 탐지(detection) 활동에 치중하는 불량품 선별 사후관리활동이라고 볼 수 있습니다.

공정관리 시스템 (process control system)은 공정의 관리를 위한 모든 정보의 피드백(feedback) 시스템이며, SPC는 공정관리 시스템 안에서 통계정보의 피드백 시스템이라고 볼 수 있습니다. 공정관리 시스템은 다음의 4 가지 요소로 구성됩니다.

1. 고객의 요구사항 (Customer's requirement)

2. 공정성능에 관한 정보 (informaiton about process performance)

3. 공정에 관한 예방조치 (preventive action on the process)

4. 결과에 관한 탐지조치 (detective action on the output)