디지털 정보가전부품의 신뢰성보증을 위한 가속시험설계
A Design of Accelerated Reliability Qualification Test for Digital Electronic Units
- 주제(키워드) 신뢰성 , 가속시험 , 디지털 정보가전부품 , 부품수준 , 가속계수
- 주제(KDC) 530.966
- 주제(DDC) 658.562
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 김광섭
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
제품의 라이프사이클을 짧아짐으로 인하여, 다양한 제품이 시장에 나타나게 하고 있다. 제품이 다양해짐에 따라 소비자는 제품에 대한 선택권이 넓어지고, 소비자의 권익에 많은 관심을 갖게 되었다. 따라서 기업은 짧은 기간 내에 신제품을 시장에 출시하는 것 못지않게, 소비자가 요구하는 안정적인 품질수준과 신뢰성을 만족하는 제품을 양산하는 것이 선결과제가 되었다. 디지털정보가전산업은 다른 산업보다도 기술발전 속도가 빠르고, 제품의 라이프사이클이 짧은 산업으로 제품에 대한 신속한 신뢰성보증을 필요로 하고 있다. 일반적으로 제품의 신뢰성 향상을 위해서 여러 시험을 통하여 발견되는 고장의 정보를 설계와 생산 공정에 피드백하여, 동일한 고장이 재발하지 않도록 적절한 조치를 취하고 있다. 이러한 기존의 신뢰성보증의 문제점은 첫째 시험항목이 많고, 둘째 시험에 많은 시간과 비용이 소요되며, 셋째 시험도중에 얻은 정보를 효과적으로 활용하지 못 하고 있다. 본 논문에서는 디지털정보가전분야에서 신속한 신뢰성보증을 위한 방법을 제시한다. 기존의 문제점을 해결하기 위해서 첫째 시험의 종류를 줄이고, 둘째 시험시간을 단축하고, 셋째 시험 도중에 얻은 정보를 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이러한 방법으로 정형화된 시험규격이 없는 제품을 개발 시 빠르게 신뢰성을 보증할 수 있도록 설계단계에서 가속수명시험을 적용할 수 있는 시험설계방법을 제시했다. 이를 통하여 설계단계에서 제품의 신뢰성과 관련된 변수를 줄임으로써, 제품개발기간의 단축을 달성하고, 제품의 신뢰성을 향상시키는데 소요되는 비용을 절감하고자 하였다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 기술개발속도가 빠른 프로젝션 TV의 광학엔진모듈 개발에 적용하였다. 신뢰수준 90%로 B10, 10년의 신뢰성 목표로 DMD광학엔진모듈 개발의 설계단계에서 가속수명시험적용을 하여 신뢰성평가 기간을 1/3로 줄이고, 시험의 종류도 1개로 통합할 수가 있었다. 이러한 방법은 기존의 시험결과와 동일한 결론을 얻음으로 제안된 가속신뢰성보증시험방법이 제품개발에 유용한 방법이라는 결론을 얻을 수 있었다.
more초록/요약
As the product life cycle shortens, a variety of products are emerging in the market. Due to the product variety, consumers have a wider range of choices and they become more concerned about their rights and interests. Therefore, it has become prerequisite for an enterprise to manufacture products which meet the consumers' requirements in quality level and reliability as well as to launch new products in the market in a timely fashion. In the digital information appliance industry, technology development is faster while the product life cycle is shorter compared to other industries. Therefore, rapid reliability qualification is needed for a product. In order to improve product reliability, it is common to take appropriate measures to prevent the re-occurrence of the same failure by providing feedback to design and manufacturing processes as failures are discovered during the various tests. There are some problems with this existing reliability qualification. Firstly, there are numerous test items. Secondly it costs too much time and expense. Finally, the information gathered during such tests is not effectively utilized. A new method for a rapid product reliability qualification in digital information appliance industries is presented in this article. The purpose of this article is to solve the existing problems by decreasing the number of the test items, reducing the test time, and utilizing the information gathered during tests effectively. In this article, a test design method, where an accelerated test can be applied during the design stage, is presented affording a rapid reliability qualification for a product without test standards. By reducing the number of variables relevant to the product reliability, the lead time for the product development and the cost for product reliability improvement can be reduced. In order to validate the proposed method, it was applied to the development process of an optical engine module in a projection TV, where the technology development is fast. With a statistical reliability level of 90%, B10 10 years, this method was applied to the accelerated test during the design stage of the DMD optical engine module. As a result, the time for reliability test was reduced to 1/3 and the test varieties were consolidated into 1. This method also yielded a similar conclusion to the existing test results. Therefore, it can be concluded that the proposed accelerated reliability qualification method is useful for product development.
more목차
제 1 장 서론 = 1
제 1 절 연구의 필요성 및 목적 = 1
제 2 절 연구의 범위 및 방법 = 4
제 3 절 연구의 구성 = 5
제 2 장 신뢰성시험에 대한 이론적 배경 = 6
제 1 절 신뢰성시험의 목적 및 방법 = 6
제 2 절 신뢰성시험의 연구현황 = 10
2.2.1. 부품수준의 신뢰성연구 = 10
2.2.2. 시스템수준의 신뢰성연구 = 11
2.2.3. 가속시험의 연구 = 12
2.2.4. 신뢰성시험을 위한 실험계획법응용 = 13
2.2.5. 신뢰성 샘플링 방법 = 13
2.2.6. 동시공학에서의 신뢰성 연구 = 14
제 3 장 신뢰성보증을 위한 가속시험의 설계 = 16
제 1 절 새로운 신뢰성보증 방법의 개발 = 16
제 2 절 신뢰성보증을 위한 가속시험 설계방법 개발 = 23
3.2.1. 보증수명설정 = 24
3.2.2. 사용ㆍ환경조건 분석 = 25
3.2.3. 고장모드 및 메커니즘 분석 = 28
3.2.4. 시험항목 도출 및 결정 = 30
3.2.5. 공정불량 사전 제거 = 33
3.2.6. 가속계수 선정 = 34
3.2.7. 가속신뢰성보증시험 실시 = 41
제 4 장 광학엔진모듈의 신뢰성보증을 위한 가속시험 적용 = 43
제 1 절 디지털 TV의 개요 = 43
제 2 절 광학엔진모듈의 구조 = 44
4.2.1. CRT 프로젝션 TV의 광학엔진모듈 = 47
4.2.2. DMD 프로젝션 TV의 광학엔진모듈 = 48
제 3 절 신뢰성보증을 위한 가속시험 적용 = 50
4.3.1. 보증수명설정 = 50
4.3.2. 사용ㆍ환경조건 분석 = 51
4.3.3. 고장모드 및 메커니즘 분석 = 54
4.3.4. 시험항목 도출 및 결정 = 63
4.3.5. 가속계수 선정 = 70
4.3.6. 가속신뢰성보증시험 실시 = 78
제 4 절 광학엔진모듈의 공정불량 사전제거 = 81
4.4.1. 주요 불량제거를 위한 실험계획법 실시 = 81
4.4.2. 온도변화를 고려한 기구 설계 = 86
제 5 절 적용결과 및 고찰 = 90
제 5 장 결론 = 94
참고문헌 = 97
Abstract = 110
