[LG Aimers 교육] Module.1 품질과 신뢰성 - Part4. 신뢰성 개념과 중요성

품질비용 : 기업운영의 잠재 리스크

신뢰성=시장품질

제품 제조 단계에서는 기업의 수입이 창출되지 않음.

예) 급발진문제로 배상하는 경우의 리스크를 통해 깨달음 : 제품 판매 후 사용자의 신뢰성을 잃는다면 큰 리스크가 돌아온다, 여러 발생가능한 사고를 미리 방지해야겠구나!

신뢰성의 정의

주어진 작동환경에서 주어진 시간동안 시스템이 고유의 기능을 수행할 확률

성질 신뢰성 / 확률 신뢰도

품질과 신뢰성의 차이

품질은 현시점에서 제품의 특성, 측정 쉬움, 불량률

신뢰성은 미래의 성능과 고장(동적)

제품 초기 단계에서 관리가 필요, 수명, 고장률

 

신뢰성 분석의 필요성을 살펴 보기 위해 패러다임의 변화를 살펴본다.

고장의 원인

1. 취약한 설계

2. 과부하

3. 강도가 부하보다 높게 설계되었어도 부하가 강도보다 크게 되면 고장남

4. 마모

5. 시간 매커니즘 : 배터리 방전, 장시간 고온 노출 등

6. 잠재된 오작동 : 특정 순서나 패턴으로 동작시킬 경우에만 발생

7. 오류 : 코딩오류, 시험오류 등

 

빅데이터 여건의 특성을 반영하여 기계학습과 강화학습(deep learning)을 통한 신뢰성 분석과 예측에 관한 연구가 활발해지고 있음

신뢰성 문제를 체계적으로 취급하기 위해서는 시스템의 고장을 수학적으로 설명할 수 있어야 함.

확률통계기반으로 수명을 모형화

수명 : 부품작동 시점부터 고장이 관측될 때까지 경과한 시간 T

신뢰성 지표

1. 신뢰도

시스템이 시점t까지 고장나지 않고 작동할 확률

2. 고장률

시점t에서 작동하는 부품이 시구간[t,t+델타t]내에 고장날 확률

3. 평균고장시간 MTTF

수리 불가능제품이 고장날 때까지의 평균시간

4. 평균고장간격시간 MTBF

수리 가능제품의 고장과 다음 고장 사이의 평균시간 간격

총 사용시간/총 고장의 수

5. 평균잔여수명 MRL

중고제품을 향후 얼마나 더 사용할 수 있는지 평가하는 척도

6. 백분위 수명

B 수명 =베어링의 B

고장이 날 경우 큰 피해가 나는 철도,항공기, 원자력 백분위 수명은 B1

신뢰성 데이터

- 수명데이터 : 바이너리형태, 의도된 기능을 제대로 수행하거나 고장인지 여부로 판정

- 성능데이터 : 연속성 데이터, 시간 경과에 따른 제품의 성능을 측정, 가속열화시험

예) 전기차 배터리 : 고온에서 충방전시험 실행해서 측정

1 완전데이터 : 완전한 6개의 데이터의 고장데이터를 측정하여 신뢰도 측정

2 정시중단데이터 : 2000시간까지 시험실시 시험 중단 시점은 정해져있으나 고장 개수는 랜덤

3 정수중단데이터 : 네번째 데이터 고장 시간을 측정 위와 반대

4 구간데이터 : 기간 간격으로 샘플을 추출해서 고장여부 기반으로 신뢰도 측정