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경제적인 무고장 신뢰성 인증시험 설계
Economic Design of Zero-Failure Reliability Qualification Test 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.39 no.1, 2011년, pp.71 - 77  

권영일 (청주대학교 산업공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the fields of reliability application, the most commonly used test methods for reliability qualification are zero failure tests since they require fewer test samples and less test time compared to other test methods that guarantee the same reliability with a given confidence level. An economic ze...

주제어

#Reliability qualification   #Life test   #Weibull distribution   #Zero failure acceptance test   #Cost model  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 기계, 금속, 전기, 자동차 등 다양한 산업분야의 제품이나 부품의 수명분포로 가장 일반적으로 사용되고 있는 와이불 분포를 대상으로 규정된 요구 신뢰도를 특정 신뢰수준으로 보증하는 경제적인 신뢰성 인증시험방식을 설계한다. 무고장 합격기준을 적용하여, 시료수와 시험시간에 따라 소요되는 총 시험비용을 모형화하고 이 시험비용을 최소화 하는 경제적인 시험방식을 결정한다.
  • 본 연구에서는 백분위 수명 B100p = t0를 주어진 신뢰 수준 CL 로 보증하기 위해, 크기 n의 샘플로 동시에 시험을 시작하여 시간 T동안 고장이 없으면 합격시키는 무고장 합격기준을 적용한 신뢰성 인증시험의 경제적 설계문제를 고려한다. 사용수명 B100p = t0를 주어진 신뢰수준 CL로 보증하는 무고장 시험에서 시료수 n과 무고장 시험시간 T의 관계는 다음과 같이 구해진다.
  • 본 연구에서는 신뢰성 평가나 보증을 위해 시험현장에서 널리 사용되고 있는 무고장 합격기준에 의한 경제적인 수명시험방식을 제안하였다. 규정된 백분위수명을 특정 신뢰수준으로 보증하는 시험에서 총시험비용을 최소화 하는 시험방식을 결정하고 예제를 통해 그 적용 방법을 예시하였다.

가설 설정

  • 이와 같은 상황에서는 시험부품의 특성이나 과거 경험으로부터 도출된 형상모수 값의 추정치를 사용하여 분석하는 것이 불확실성을 크게 감소시키는 것으로 알려져 있다「Abernethy, 2000」. 따라서 본 연구에서는 와이불분포의 형상모수 m 값을 알고 있다고 가정한다. 참고로 Bloch 와 Geitner (1997), 그리고 Barringer & Assoc iates (2001)에서 다양한 부품들에 대한 고장모드별 형상모수 값에 대한 자료를 제시하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무고장 시험에 의한 신뢰성 평가와 보증을 위한 방법들의 특징은? 무고장 시험에 의한 신뢰성 평가와 보증을 위한 방법들이 Abernethy (2000), Nelson (1985), Yan 과 Herfat (2004), Kwon (2006) 등에 의한 연구되었으며, Kwon (1993, 1996a, 1996b, 1997), Bai 와 Kwon (1993) 등은 보증정책 하에 판매되는 제품들에 대한 경제적인 시험방식들을 제시하였다. 이들 시험방식은 요구 신뢰도를 특정 신뢰수준으로 보증하는 것이 아니라, 순수한 비용측면에서 불합격 시 발생하는 비용과 합격 시 발생하는 보증비용으로 구성되는 전체비용을 최소화 하는 시험방식의 설계를 다루고 있다.
무고장 시험방식의 장점은? 그 결과 대부분의 인증시험에서 무고장 합격기준 시험방식(zero failure acceptance test)이 선호되고 있다. 무고장 시험방식은 요구수명을 주어진 신뢰수준으로 보장하는 시험방식들 중에서 적용이 비교적 수월하며, 상대적으로 시험시간이나 시료수가 단축된다는 장점을 갖는다.
제품이나 부품의 신뢰성 평가나 인증을 위한 수명시험은 대부분 고장시료수가 매우 적거나 무고장 상태로 시험을 종료하게 되는 이유는? 제품이나 부품의 신뢰성 평가나 인증을 위한 수명시험은 가용한 시료수나 시험시간의 제약으로 인해 대부분 고장 시료수가 매우 적거나 무고장(zero failure) 상태로 시험을 종료하게 된다. 특히 자동차, 건설 중장비, 산업용 설비나 부품 중에는 대형, 고가의 품목이 많고 수명시험에 소요되는 비용도 다른 전자나 소형 전기부품 등에 비해 월등히 높아 불가피하게 소수의 시료만으로 한정된 시간동안에 시험을 종료해야 하는 상황이 발생한다.
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참고문헌 (12)

  1. 권영일(1993),"An Economic Life Test Sam-pling Plans for Repairable Products with Exponential Interfailure Time Distribution", 한국품질관리학회지, 제21권, 제1호, pp. 108-120. 

  2. 권영일(2006), "기계류부품 신뢰성보증을 위한 2단계 시험방식 설계", 한국품질경영학회지, 제34권, 제1호, pp. 20-26. 

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  3. Abernethy R.B.(2000), The New Weibull Handbook, Williams Enterprises. 

  4. Bai, D.S. and Kwon, Y.I.(1993), "Economic Designs of Life Test Sampling Plans for Repairable Products", Engineering Optimization, Vol.20, pp. 287-302. 

    상세보기 crossref

  5. Barringer & Associates(2001), Weibull Database, http://www.barringer1.com. 

  6. Bloch, H.P. and Geitner, F.K.(1997), Machinery Failure Analysis and Troubleshooting, Gulf Publishing Company, Houston, Texas. 

  7. Kwon, Y.I.(1996a), "A Bayesian Life Test Sampling Plan for Product with Weibull Lifetime Distribution Sold under Warranty", Reliability Engineering and System Safety, Vol.53, No.1, pp. 61-66. 

    상세보기 crossref

  8. Kwon, Y.I.(1996b), "A Bayesian Life Test Sampling Plan for Nonrepairable Products Sold under Warra nty", International Journal of Quality & Reliability Management, Vol.13, No.5, pp. 40-49. 

    상세보기 crossref

  9. Kwon, Y.I.(1997), "Life Test Sampling Plan for Exponential Populations with Curtailed Type II Censoring based on Cost Function", Journal of Industrial Science Research; Cheongju University, Vol.15, No.2, pp. 361-367. 

  10. Lieblein, J. and Zelen, M.(1956), "Statistical Investigation of the Fatigue life of Deep-Groove Ball Bearings", Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol.57, No.5. pp. 273-316. 

    상세보기 crossref

  11. Nelson W.(1985), "Weibull Analysis of Reliability Data with Few or No Failures", Journal of Quality Technology, Vol. 17, No. 3, pp. 140-146. 

  12. Yan W. and Herfat A.T.(2004), "Design Criteria Evaluation Using Field Test Data and Reliability Test Improvement Based on Statistical Analysis", IEEE RAMS 2004, pp. 168-172. 

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