초록 ▼

본 연구에서는 직렬시스템의 베이지안 신뢰도를 추정하는데 있어 기존연구들이 주장하는 시스템 수준의 고장자료와 부품 수준의 고장자료를 합할 때 생기는 베이지안 변칙이 실제로는 일관되지 않은 사전분포를 사용하였기 때문임을 입증하였다. 따라서 고장횟수에 대한 이항분포 우도함수와 다항분포 사전분포를 사용하는 경우 또는 고장시간에 대한 지수분포 우도함수와 지수분포 사전분포를 사용하는 경우에 관계없이 사전정보만 일관되게 사용한다면 시스템 수준의 고장자료나 부품 수준의 고장자료를 사용하든 일관된 베이지안 신뢰도 추정치를 얻을 수 있음을 증명하였다

본 연구에서는 직렬시스템의 베이지안 신뢰도를 추정하는데 있어 기존연구들이 주장하는 시스템 수준의 고장자료와 부품 수준의 고장자료를 합할 때 생기는 베이지안 변칙이 실제로는 일관되지 않은 사전분포를 사용하였기 때문임을 입증하였다. 따라서 고장횟수에 대한 이항분포 우도함수와 다항분포 사전분포를 사용하는 경우 또는 고장시간에 대한 지수분포 우도함수와 지수분포 사전분포를 사용하는 경우에 관계없이 사전정보만 일관되게 사용한다면 시스템 수준의 고장자료나 부품 수준의 고장자료를 사용하든 일관된 베이지안 신뢰도 추정치를 얻을 수 있음을 증명하였다. 신규개발하는 경우 발사체의 신뢰도 목표값을 결정하기 위해 유사 발사체의 신뢰도 값을 추정할 때 두 발사체의 추력 또는 크기가 동일한 경우를 고려하여 제안된 방법을 적용하였다.
또한 신뢰도 목표값을 하부시스템으로 배분하는 문제를 고려하였다. 비용보다는 임무성공이 결정적인 항공 또는 원자력시스템의 경우 특정 하부시스템의 고장이 인명이나 시스템의 손실과 같은 심각한 결과를 초래한다면 이를 고려하여 신뢰도를 할당하여야 한다. 기존연구들이 설계단계에서 고장형태 및 영향분석 (FMEA)의 결과에 따라 고장결과가 심각할수록 고장형태가 빈번하게 발생할수록 높은 고장률을 할당하는 것에 대해 기술적 갈등이 일어남을 지적하고 부품내에서 발생하는 고장결과의 심각성의 최대값 그리고 주어진 부품의 고장이 주어졌을 때 최대 심각도를 발생시키는 고장형태의 조건부 확률이 높을수록 낮은 고장률을 할당하여야 하는 것을 제시하고 제안된 방법이 기존 방법들에 비해 기술갈등을 제거함을 입증하였다. 또한 설계자의 입장에서 FMEA의 고장형태의 위험우선순위를 반영하는 것보다 고장원인의 우선순위를 결정하여 우선조치를 취하는 것이 바람직하다는 것을 제안하고 그 방법론을 개발하였다. 또한 고장형태간의 독립성이 보장되지 않은 경우 위험우선순위를 계산하기 위한 기존방법들에서 심각도나 발생도의 각 인자를 평가하는 것이 불가능하므로 고장형태의 발생들을 각 독립이 되는 사건들로 분류한 후 위험우선순위를 계산하는 방법을 제안하였다.
최종적으로 개발된 신뢰도 추정기법과 신뢰도 할당기법을 우리나라가 신규개발하고 있는 KSLV-II에 적용하였다. 우리나라와 같은 무경험개발자가 신규개발하는 발사체의 신뢰도를 추정하고 할당하는데 있어 우주선진 개발자가 개발하는 발사체의 고장자료를 사용하는 것에 대한 타당성을 확보하기 위해 먼저 개발경험자의 경험유무에 따라 발사체의 발사자료를 수집하고 이를 베이지안 신뢰도 추정한 결과 두 집단의 신뢰도를 유의한 차이를 보이며 또한 발사실패분류도 차이가 있다는 것을 보였다. 발사자료는 초기 1-2번의 발사에서 특히 개발경험유무가 중요한 영향을 미치며 그 이후 발사에서는 자기 발사체의 발사자료에서 신뢰도 성장을 보이는 것을 확인하였다. 특히 추진시스템의 경우 발사체의 요구추력이나 엔진 사이클에 따라 신뢰도가 영향을 받기 때문에 유사시스템의 고장자료를 단순히 활용하는 것이 적절하지 않음을 확인하였다. 따라서 우리나라가 신규개발하는 KSLV-II의 목표 신뢰도를 할당하기 위해서는 KSLV-II 의 각 단에서 사용하는 바와 같이 LOX-RP1 추진제를 사용하고 가스발생기 엔진 사이클을 사용하는 기존 발사체의 단별 발사 및 실패자료를 수집하였다. 러시아의 소유즈나 미국의 델타 발사체들이 특정 단에서 이러한 엔진들을 사용하였으나 기존 연구들이 가정한 것과 같이 유사 발사체가 신규개발하는 발사체와 추력 및 연소시간이 동일하지 않고 매우 다양하게 변화함을 확인하였다. 따라서 이들 유사발사체의 다양한 추력과 연소시간을 고려하여 기존 방법을 보정하여야 하며 발사횟수, 실패횟수, 실패한 단 및 서브시스템의 고장정보를 이용하여 발사체 신뢰도를 추정하는 새로운 방법을 개발하였다. 이 방법은 한국과 같은 무경험개발자가 새로이 발사체를 개발하는 경우 발사체 신뢰도 목표값을 설정하는데 도움이 될 것으로 기대한다.