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내구수명향상을 위한 서비스 데이터 수집 및 고장률 분석
Field Data Collection and Failure Analysis for Durability Improvement 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.16 no.5, 2011년, pp.107 - 114  

김종환 (대구대학교 산업경영공학과) ,  정원 (대구대학교 산업경영공학과)

초록
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신제품 개발 또는 개선 과정에 있어서 내구 수명의 평가는 장기간이 소요되는 작업으로서, 제품의 개발 또는 개선 기간에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 고장 메커니즘을 분석하여 제품의 신뢰성을 정확히 평가하는 것은 제품의 초기 시장 진입 기간을 단축하여 시장 경쟁력을 강화하는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 본 논문에서는 트랙터의 무상보증기간에 이루어진 고장 데이터에 근거하여 주요 고장 부품에 대한 고장 메커니즘 분석을 통하여 고장형태를 규명하고, 신뢰성 분석을 통하여 파워트레인에 대한 B10 수명을 향상시키기 위한 대상 부품을 규명하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this paper is to develop a reliability estimation process of agricultural machinery components using field failure data. Estimating the durability is a time-consuming in the product development process. Using the field data of tractor, failures for major parts are investigated and dat...

주제어

#신뢰성분석   #서비스데이터   #고장메커니즘   #미니탭  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 5년간 수집된 A/S 데이터에 근거하여 부위별 문제점을 분석하고, 고장발생 확률을 기반으로 하여 B10 수명을 평가한다. 또한 B10 수명을 4,000시간 이상으로 유지하기 위해 개선해야 할 부품을 규명하고자 한다.
  • 시스템의 고장 해석 또는 신뢰성 분석의 목적은 소요 기능 및 성능을 설계 목표와 확인하고, 이것을 신뢰성 측면에서 평가하여, 요구의 합치여부, 취약부분의 확인 등의 검토와 더불어 실시 결과를 설계에 피드백하기 위한 것이다. 이것에 의해 설계개선, 시험, 검사에 반영하여 신제품 설계 등에 활용된다.
  • 신뢰성 확보를 위해 해당 부품의 사용자 조건에서 데이터를 계측하기 위해서는 관련 부품의 A/S 데이터를 기반으로 하여 주요 고장 부위에 대한 B10 예상 수명을 추정하였다. 이를 통하여 제품의 신뢰성 및 내구성 향상을 위해 개선해야 할 대상 부품을 규명하였다.

가설 설정

  • - 트랙터 사용에 대한 실태조사의 결과에 따라, 연평균 320시간을 사용하는 것으로 가정한다.
  • 20시간 간격의 각 구간 내에서 고장률이 일정하다는 가정 하에서 고장률을 추정하여 그래프로 나타낸 것이 이다.
  • 분석 결과를 요약하면 <표 6>과 같다. 분석은 와이블 분포를 대상으로 하였으며 트랙터가 작동되고 있지 않은 경우에도 노후화가 진행되고 고장이 발생되는 점을 고려하여 가용수명은 실제 작동시간의 1.3배로 가정하였다. 파워트레인 전체에 대한 모수분포분석의 결과는 <그림 6>과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
트랙터의 주요 구성품 중 파워트레인의 제조원가는 완성품의 몇%를 차지하는가? 트랙터의 주요 구성품 중 파워트레인의 제조원가는 완성품의 30% 이상을 차지한다. 따라서 파워트레인에대한 내구수명 및 신뢰성 재평가로 인한 제조 공정 개선, 설계 변경 등을 통해 원가절감 목표를 달성할때 그 파급 효과는 매우 높다고 할 수 있다.
앞차축 조합이란? 여기서 연구대상 트랜스밋션 조합은 엔진을 제외한 주변속기어 조합, 전후진 Shuttle 조합, 부변속기어 조합, PTO 기어조합, 전륜구동기어 조합, 뒷차축 조합으로 구성되었다. 앞차축 조합은 트랜스밋션 조합에서 전달된 동력을 선택적으로 전륜 구동력을 발생시키는데 사용할 수 있는 시스템으로 별도의 조립 모듈이다.
고장 메커니즘을 분석하여 제품의 신뢰성을 정확히 평가하는 것은 제품의 초기 시장 진입 기간을 단축하여 시장 경쟁력을 강화하는데 중요한 요소로 작용하게 되는 이유는? 신제품 개발 또는 개선 과정에 있어서 내구 수명의 평가는 장기간이 소요되는 작업으로서, 제품의 개발 또는 개선 기간에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 고장 메커니즘을 분석하여 제품의 신뢰성을 정확히 평가하는 것은 제품의 초기 시장 진입 기간을 단축하여 시장 경쟁력을 강화하는데 중요한 요소로 작용하게 된다.
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참고문헌 (11)

  1. 서순근, 미니탭 신뢰성분석, 이레테크, pp. 281-348, 2007. 

  2. Collins, J. A., Failure of materials in mechanical design. John Wiley and Sons, pp. 557-568, 1993. 

  3. Crowe, D. and Feinberg, A., Design for reliability, CRC Press, 2001. 

  4. Ford Production System, Failure mode and effect analysis - Handbook supplement for machinery, Ford Automotive, pp. 10-29, 1996 

  5. ISO/TS 16949: 2009, Quality management systems, 2009. 

  6. Johnson, K. G. and Khanb, M. K., A study into the use of the PFMEA in the automotive industry in the UK, Journal of Materials Processing Technology, pp. 348-356, 2003. 

  7. J. D. Power, IQS - Initial Quality Study, J. D. Power and Associates 2010, pp. 1-3, 2010. 

  8. J. D. Power, VDS - Vehicle Dependability Study, J. D. Power and Associates 2010, pp. 1-3, 2010 

  9. Nelson, W., Applied life data analysis, John Wiley and Sons, pp. 162-180, 1982. 

  10. Pham, H., Handbook of reliability engineering, Springer, pp. 415-428, 2003. 

  11. Rhee, S. J. and Ishii, K., Using cost based FMEA to enhance reliability and serviceability, Advanced Engineering Informatics 17, pp. 179-188, 2003. 

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