유효성 평가에 의한 효과적인 신뢰성 시험 설계
Design of Effective Reliability Tests based on Test Coverage Assessment
- 주제(키워드) Design of Reliability Test , Test Coverage , Test Conditions , Test Time , Test Sample Size
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 장중순
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
신뢰성 시험을 실시함에 있어서 가장 어려운 점은 과연 무슨 시험항목을 어떠한 조건에서 얼마만큼의 시료로 언제까지 시험을 실시하여야 하는가를 결정하는 것이다. 이때 결정해야 되는 시험항목, 시험조건, 시료의 크기 그리고 시험기간을 시험인자라고 하고, 시험인자의 정성적인 값이나 정량적인 값을 결정하는 것을 시험설계라고 한다. 설계인자 중 시료의 크기나 시험시간은 커질수록 시험에 투입되는 비용, 시간, 인력 등의 자원들이 증가하게 되므로, 시험비용을 최소화하기 위한 시료크기와 시험시간을 최적화하는 연구가 많이 진행되었다. 특히 시험시간을 최소화하기 위한 방법으로 가속수명시험과 초가속수명시험 등이 개발되고, 이를 최적화하기 위한 설계방법들이 연구되었다. 한편 아이템의 사용환경 조건을 시뮬레이션하기 위하여 환경조건을 결정하기 위한 방법들도 연구되었다. 이러한 기존의 최적화 시험설계방법들은 개별 시험항목들을 최적화하기 위한 방법이기 때문에 신뢰성 평가를 위하여 꼭 필요한 시험항목이 선정되었다는 가정을 기반으로 한다. 그러나 아직까지 신뢰성 평가를 위하여 요구되는 시험항목을 효과적으로 결정하는 설계방법은 연구된 바가 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 현재 실시되고 있는 신뢰성 시험항목들이 아이템의 신뢰성 평가를 위하여 꼭 필요한 시험인가를 평가하여 신뢰성 설계에 요구되는 시험을 효과적인 시험항목으로 결정할 수 있는 설계방법을 제안하였다. 제안된 방법은 시험의 유효성을 평가하는 방법으로, 개별 시험항목들이 아이템의 전체 신뢰성 요구사항들을 얼마나 검증할 수 있는지를 상대적 평가를 실시하여 결정한다. 이를 위하여 아이템에 대하여 알고 있는 정보가 환경조건만인 경우에는 신뢰성 요구사항을 환경조건으로 정의하고, 효과적인 시험항목은 개별 시험항목이 실제 사용조건을 모의하기 위하여 어느 정도 효과적인가에 대한 평가를 통하여 결정하였다. 그리고 이를 사용조건에 대한 유효성 평가(Usage Conditions Coverage Test)라고 정의하고 그 방법을 제안하였다. 한편 아이템에 대하여 환경조건뿐만 아니라 강도조건과 고장모드/메커니즘을 알고 있는 경우에는 아이템에 대한 신뢰성 요구사항을 정의할 수 있다. 그러므로 모든 신뢰성 요구사항을 정의하여 기술하고, 신뢰성 요구사항에 대한 유효성 평가(Reliability Require- ments Coverage Test)를 통하여 효과적인 시험항목을 결정할 수 있는 방법을 제안하였다. 이러한 시험의 유효성 검증을 수행하여 그 결과 선정된 시험항목들을 중심으로 신뢰성 시험을 실시하고자, 기존에 제안된 시험조건, 시료의 크기 및 시험시간을 결정하기 위한 방법들을 현업에서 실무적으로 적용을 할 수 있도록 분류하고 정리하여 제시하였다.
more초록/요약
In designing reliability tests, many factors such as type of test, test condition, test time and samples size should be considered. Reliability tests are to provide assurance that the product to be tested will not bring any failure and problem while being actually used. Hence engineers usually want to conduct all the tests possible, which is not economical and necessary. To overcome this difficulty, reliability requirements that state reliability targets, mission profile, and environmental and usage conditions of the product should be prepared in advance and reliability test should be designed to verify that these requirements are satisfied or not. The proportion of requirement that the reliability test scheme compose of different type of tests can cover is designed as the test coverage in this study. To be effective, a reliability test scheme should enhance the test coverage. This thesis is concerned with developing of evaluation methods of test coverage for a test scheme and designing an effective one. Items on development are classified as black box item and white box item, according to the characteristics of item reliability requirements are define. Black box item is an item not qualified in reliability tests or which has unknown failure density function. The real world usage conditions are given characteristics of black box item, so these conditions are describe in reliability requirements. In case of black box item, we propose the usage conditions coverage test as the test coverage. The usage conditions coverage test is defined as a relative ratio which is validity reliability requirements of its usage conditions per total reliability requirements of its real world usage conditions for each test. In the other hand, white box item is an item qualified in reliability tests or which has known failure density function and failure mechanisms and its real world usage conditions. In case of white box item, we define the reliability requirements coverage test as the test coverage. The reliability requirements coverage test is defined as a relative ratio which is validity reliability requirements per total reliability requirements for each test.
more목차
표목차 = iv
그림목차 = vi
국문요약 = viii
제I장 서론 = 1
1.1절 연구 배경 및 목적 = 1
1.2절 관련 연구 = 7
1.2.1 기술적인 설계방법 = 8
1.2.2 통계적인 설계방법 = 11
1.2.3 경제적인 설계방법 = 16
1.3절 연구 범위 및 내용 = 17
제II장 신뢰성 시험 설계 = 20
2.1절 신뢰성 시험 설계 = 20
2.2절 신뢰성 시험의 가혹도 결정방법 = 22
2.2.1 규격 비교에 의한 방법 = 24
2.2.2 환경조건 라이브러리를 이용하는 방법 = 30
2.2.3 실험적인 방법 = 34
2.2.4 데이터에 의한 분석적 방법 = 37
2.2.5 고장물리 기반의 이론적 방법 = 48
2.3절 신뢰성 시험의 시료크기와 시험시간 결정 = 54
2.3.1 아이템의 수명분포를 모르는 경우 = 54
2.3.2 아이템의 수명분포를 알고 있는 경우 = 62
제III장 효과적인 신뢰성 시험 설계 = 77
3.1절 아이템의 분류 = 77
3.2절 유효성 평가의 정의 = 81
제IV장 사용 조건 유효성 평가에 의한 신뢰성 시험 설계 = 84
4.1절 환경조건 및 점유율 결정 = 86
4.2절 환경요인 및 점유율 결정 = 87
4.3절 환경 조건과 요인의 점유율 종합 = 89
4.4절 환경요인과 시험항목의 상관관계 분석 = 92
4.5절 시험의 유효성 분석 = 94
4.6절 시험항목 결정 = 95
4.7절 사용조건에 대한 유효성의 검증 = 96
제V장 신뢰성 요구사항 유효성 평가에 의한 신뢰성 시험 설계 = 103
5.1절 1-단계 QFD 실시 = 110
5.1.1 환경/사용조건 분석 = 111
5.1.2 FMEA 실시 = 115
5.1.3 1 단계 QFD 매트릭스 작성법 = 116
5.1.4 신뢰성 요구사항 정의 = 117
5.2절 잠재고장 영향도 평가 = 118
5.3절 2-단계 QFD 실시 = 120
5.4절 시험항목의 검출력 평가 = 121
5.5절 시험의 유효성 분석 = 123
5.6절 시험항목 결정 = 124
5.7절 효과적인 분석적 방법 검증 = 124
5.7.1 기존의 2-Stage QFD를 이용한 경우 = 125
5.7.2 제안된 시험의 유효성 평가 1 = 127
5.7.3 제안된 시험의 유효성 평가 2 = 129
5.7.4 분석 결과 = 131
제VI장 결론 = 135
참고문헌 = 139
Abstract = 152
