제 1장 서론 1.1 신뢰성 개념과 중요성 1.2 제품의 수명주기와 신뢰성 1.3 신뢰성의 역사적 배경 1.4 신뢰성 문제와 응용 1.5 신뢰성의 응용분야 1.6 이 책의 범위와 구성

1.1 신뢰성 개념과 중요성 고장의 사전적 의미 - 기대 또는 요구수준에 미치지 못하거나 모자라는 것 Witherell(1994)의 정의 - 산업체 공장, 제조된 제품, 공정, 재료 또는 서비스가 노화되거나 의도된 기능을 효과적으로 수행할 수 없게 하는 사건이나 조건 고장이 발생하면 제품의 종류에 따라 그 영향의 심각도에 차이가 있음 자동차 에어컨, 타이어 펑크 및 브레이크의 고장, 비행기 충돌, 교량 붕괴, 원자로 고장 고장의 발생- 설계, 제조 또는 건설, 보전 및 작동, 인간적 요인 예) 엔진이 설계된 것보다 높은 부하에서 작동될 때 출력은 증가하지만 고장을 재촉. 소비자는 생산자에게 고장으로 인한 피해에 대한 보상을 요구 제조물 책임법 및 보증제도의 법제화 대두 제조업자의 과실  제조물의 결함 ‘담뱃불 화재 배상하라’ 소장 접수 경기도는 “제조물책임법에 모든 제품 제조자는 부주의로 인한 안전사고 방지대책(대체설계)을 세우도록 돼 있다”며 “KT&G는 2005년부터 외국에 화재안전담배를 수출하면서 국내에는 시판조차 않고 있는 것은 물론 오히려 담배가 잘 타도록 만들고 있다”고 주장했다.

1.1 신뢰성 개념과 중요성 신뢰성의 정의(ISO 8402) -제품이 명시된 기간 동안 주어진 환경과 운용조건에서 요구되는 기능을 수행할 수 있는 능력(확률) 신뢰성의 향상 : 고장, 고장의 결과 및 고장회피기법을 이해 시스템적 접근법 필요. 시스템적 접근법 : 문제 해결을 위해 수학적 모형을 사용 품질의 8가지 특성 성능 (Performance) 특색 (Features) 신뢰성 (Reliability) 적합성 (Conformance) 내구성 (Durability) 서비스성 (Serviceability) 미적특성 (Aesthetics) 평판 (Perceived quality)

1.2 제품의 수명주기와 신뢰성 제품 수명주기 소비자 요구조건 제품의 초기 개념 ~ 시장에서 대체/폐기될 때까지의 기간. 소비자 요구조건 - 성능, 외관, 견고성, 사용 편의성, 수리 이용성, 애프터 서비스 생산자 - 소비자의 요구조건을 만족시킬 수 있도록 제품 구현

? 29% 25% 19% 17% 14% 12% 1.2 제품의 수명주기와 신뢰성 신제품의 실패원인 고객 요구사항의 잘못된 파악 제품 문제 마케팅 실패 높은 제조원가 17% 14% 12% 경쟁전략의 실패 부적절한 출시 타이밍 기술적인 문제

1.2 제품의 수명주기와 신뢰성 그림 1.2 는 제품의 설계단계에서 신뢰성 성장에 관한 전형적인 시나리오. 제품의 신뢰성- 특정 목표값을 기준으로 타당성 검토. 초기 생산단계에서 생산된 제품의 신뢰성은 통상 제조공정의 변동으로 인해 설계 원형의 신뢰성보다 낮게 됨 공정관리 및 품질관리에 의한 변동 감소 혹은 제거 -> 제품 신뢰성 향상

1.3 신뢰성의 역사적 배경 제1차 세계대전 이후- 미국과 영국에서 기술적 의미로 도입. 1930년대 초- Shewhart, Dodge와 Romig이 통계적 방법을 활용하는 이론적 기초를 설립. 제2차 세계대전 중- 미국, 신뢰성에 대한 조직적인 연구에 착수 1950년 12월- 미 공군, 전자기기 신뢰성 위원회를 구성. 1952년- 전자기기 신뢰성 자문위원회(AGREE)로 승격. 1957년- AGREE의 연구보고서가 발간(오늘날 신뢰성 공학 발전에 획기적인 기여)

1.3 신뢰성의 역사적 배경 1950년대 말과 1960년대 – 미국, Mercury 및 Gemmini 프로그램과 연결된 우주 연구에 관심집중. 1958년- 미국항공우주국(NASA) 창설. 1965년- 국제전기위원회(IEC) 내에 장치와 부품의 신뢰성 기술위원회가 발족. 1970년대- 원자력 발전소의 건설과 운용에 관련된 위험 및 안전측면에 관심이 증대.

1.4 신뢰성 문제와 접근법 소프트웨어신뢰성 하드웨어신뢰성 인간신뢰성 신뢰성 문제 - 하드웨어, 소프트웨어, 인간 신뢰성으로 분류. 하드웨어 신뢰성의 분석방법 - 물리적 접근법, 통계적 접근법 어떤 사건 A가 발생할 확률을P(A)로 나타낼 경우 신뢰도는 다음 식으로 나타낼 수 있다. 상호작용 소프트웨어신뢰성 하드웨어신뢰성 인간신뢰성

1.4 신뢰성 문제와 접근법 그림 1.4는 S(t) 및 L(t)를 예시한 것이며 제품의 고장시간 T는 S(t)<L(t) 가 될 때까지의 최단시간으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

1.4 신뢰성 문제와 접근법 물리적 접근법은 빔(beam) 및 교량과 같은 구조물의 신뢰성 분석에 주로 사용되므로 구조 신뢰성 분석이라고도 한다. (Melchers, 1999) 통계적 접근법에서는 부품의 운용 부하 및 강도에 관한 정보가 고장시간 T의 분포함수 F(t)로 모형화.

1.5 신뢰성의 응용분야 위험분석 환경보호 품질 보전과 운용 최적화 엔지니어링 설계 품질/신뢰성 입증 시스템 내 잠재 사고사상(accidental event)의 식별 및 기술 사고사상의 잠재적 원인 식별 결과분석 환경보호 가스/물 청정 시스템과 같은 반공해 시스템의 설계 및 운용에 신뢰성 연구가 활용될 수 있다. 환경위험분석은 표준위험분석과 동일한 절차에 따라 수행되며 신뢰성 분석과 동일한 인터페이스를 갖는다. 품질 품질과 신뢰성 개념은 서로 밀접하게 연결되어 있으며 신뢰성은 가장 중요한 품질특성 중 하나로 인식된다. 보전과 운용 최적화 보전은 시스템 고장을 예방하고 고장난 시스템의 기능을 회복시켜 주기 위하여 수행된다. 따라서 보전의 주요 목적은 시스템 신뢰성과 제조/운용의 균일성을 유지하거나 개선하는 것이다. 엔지니어링 설계 신뢰성은 제품의 중요한 품질특성의 하나로서 신뢰성 보증은 엔지니어링 설계프로세스에서 고려해야 할 중요한 의제이다. 품질/신뢰성 입증 정부기관들은 기술 시스템의 생산자 및 사용자에게 시스템이 특정 요구조건을 만족시킨다는 것을 입증하도록 요구한다. 문서화된 품질/신뢰성은 항공, 우주, 자동차, 원자력, 방위산업 등 여러 산업 분야에서 요구되고 있다.

1.6 이 책의 범위와 구성 1장 : 서론 2장 : 기초 확률분포 3장 : 신뢰성 척도 4장 : 구조함수와 시스템 신뢰도 5장 : 부품중요도와 중복설계(*) 6장 : 고장모형(*) 7장 : 고장해석 8장 : 수리 가능 시스템 분석 9장 : 최적 보전관리 10장 : 수명자료 분석 11장 : 가속수명시험