신뢰성 설계(DfR)

ReliaSoft 소프트웨어가 DfR 프로세스를 간소화하는 데 어떻게 도움이 되는지 알아보세요.

어떤 제품이든 제품이 받는 스트레스가 제품의 강도를 초과하면 고장이 납니다. 실패 확률을 줄이려면 응력과 강도 사이의 간섭을 줄여야 합니다. 이를 달성하기 위해서는 DfR 프로세스와 같은 체계적인 프로세스가 필요합니다. 이 프로세스는 특정 산업, 기업 문화 및 회사 내 기존 프로세스에 따라 조정 및 맞춤화할 수 있습니다.

ReliaSoft 소프트웨어 제품을사용하면 고장 발생 원리에 대한 이해, 문제 발견을 위한 테스트, 신뢰성 예측을 위한 통계 분석 방법 등을 기반으로, 제품 출시 전에 잠재적 고장 모드를 제거하거나 완화하는 데 중점을 둔 DfR(설계 결함률) 프로세스를 통해 안정적인 제품 출시를 지원할 수 있습니다. DfR은 기업이 시장에 기본적인 제품을 제공하는 것을 넘어 고객 만족에 있어 신뢰성이 핵심적인 역할을 하는 진정한 경쟁 우위를 확보할 수 있도록 많은 기회를 제공할 수 있습니다.

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제품의 신뢰성 요구사항 및 목표와 최종 사용자의 제품 환경/사용 조건을 정의하십시오. 이러한 분석은 시스템 수준, 어셈블리 수준, 구성 요소 수준 또는 심지어 고장 모드 수준까지 수행할 수 있습니다.

사용 용도와 환경 조건을 파악하는 것은 모든 DfR 프로그램의 중요한 초기 단계입니다. 기업은 제품을 설계하는 목적이 무엇인지, 그리고 제품이 어떤 종류의 스트레스를 견뎌내야 하는지 정확히 알아야 합니다. 해당 조건은 고객 설문 조사, 환경 측정 및 샘플링을 통해 파악할 수 있습니다.

ReliaSoft BlockSim 소프트웨어에서 제공되는 다양한 할당 기법을 활용하면 전반적인 신뢰성 목표를 달성하는 데 필요한 시스템 신뢰성 요구 사항을 파악할 수 있습니다. 요구사항이 정의되면, 이를 설계 요구사항으로, 그리고 최종적으로 제조 요구사항으로 변환해야 합니다.

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이 단계에서는 제품이 수행해야 할 기능에 대한 보다 명확한 그림이 그려지기 시작합니다. 이 신제품이 얼마나 큰 변화를 가져오는지 이해하는 것이 중요합니다. 제품은 기존 제품의 업그레이드 버전일 수도 있고, 새로운 시장이나 분야에 도입되는 기존 제품일 수도 있으며, 시장에는 이미 존재하는 제품이지만 회사에는 새로운 제품으로 완전히 신제품으로 출시될 수도 있습니다. 설계나 적용 방식 변경이 많아질수록 제품과 회사의 성공에 대한 신뢰성 위험이 커집니다.

ReliaSoft XFMEA 소프트웨어를사용하면 잠재적인 고장 모드를 식별하고, 해당 고장 모드와 관련된 위험을 평가하고, 시정 조치가 필요한 문제의 우선순위를 정하고, 가장 심각한 문제를 해결하기 위한 시정 조치를 식별하고 실행할 수 있습니다. 적절하게 적용된 DFMEA는 요구사항, 고객 사용 패턴 및 환경 정보를 입력값으로 활용하고, 그 결과를 통해 신뢰성 중심의 다양한 활동을 시작하거나 정보를 제공합니다.

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제품의 신뢰성을 설계 초기 단계에서, 비록 대략적인 초기 추정치일지라도, 예측하는 것이 매우 중요합니다. 이는ReliaSoft Weibull++ 소프트웨어를사용하거나ReliaSoft Lambda Predict 소프트웨어에서 제공하는 표준 기반 예측을 통해 유사 제품/구성 요소의 엔지니어링 판단 및 전문가 의견, 시뮬레이션 모델, 이전 보증 및 테스트 데이터 분석을 기반으로 한 추정을 통해 수행할 수 있습니다. MIL-217, Bellcore, Telcordia와 같은 일반적인 군용 또는 상업용 라이브러리를 사용하여 고장 데이터가 아직 확보되지 않은 경우 대략적인 MTBF(평균 고장 간격)를 추정하거나 다양한 설계 개념을 비교할 수 있습니다.

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이 단계에 이르면 시제품은 테스트 및 보다 상세한 분석을 위한 준비가 완료되어야 합니다. 이는 다양한 유형의 테스트를 수행하고, 결과를 분석하고, 설계 변경을 하고, 테스트를 반복하는 반복적인 과정을 포함합니다.

ReliaSoft Weibull++에는 신뢰성 엔지니어가 제품의 약점을 파악하고, 수명을 예측하고, 신뢰성 개선 노력을 관리하는 데 사용할 수 있는 다양한 도구가 있습니다. 테스트를 통해 고장 시간 및 중단 시간과 같은 데이터가 생성됩니다. 시험 결과를 분석하고, 통계적 기법을 활용하여 제품의 신뢰성을 추정하고 특정 신뢰 구간과 함께 다양한 신뢰성 관련 지표를 계산할 수 있습니다. 이러한 계산은 제품이 신뢰성 목표를 충족하는지 확인하고, 설계를 비교하고, 고장 및 보증 반품을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한Weibull++의 가속 수명 시험 모듈을사용하면 시험 시간을 단축할 수 있으며, 시험 중 적용되는 스트레스 수준을 신중하게 높여 고장이 더 빨리 발생하도록 함으로써 고장 모드를 더 신속하게 파악할 수 있습니다.

DfR 프로세스의 매우 중요한 측면 중 하나는XFRACAS소프트웨어를 사용하여 근본 원인 분석을 수행하는 것입니다. 이 소프트웨어는 고장의 물리적 원리를 더 잘 이해할 수 있도록 해주며, 테스트 전에 사용되는 기법(예: FMEA)으로는 예측할 수 없었던 문제를 발견할 수 있도록 도와줍니다.

BlockSim의 RBD를사용하면 시스템의 전반적인 신뢰성을 모델링하고, 시스템의 취약 영역을 식별하고, 최적의 신뢰성 할당 방식을 찾고, 다양한 설계를 비교하고, 가용성 분석과 같은 보조 분석을 수행할 수 있습니다. 결함수목분석은 결함과 위험, 그리고 그것들로 이어지는 일련의 사건들을 파악하는 데 사용될 수 있습니다.

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이 단계에서는 제품이 대량 생산에 적합한 상태인지 확인해야 합니다. 통계적 방법을 활용하면 최소한의 자원 투입으로 원하는 목표를 달성할 수 있는 시험 계획을 수립할 수 있습니다.

제조 단계에 도달하면 DfR(설계 개선) 노력은 제조 공정에서 발생하는 문제를 줄이거나 제거하는 데 주로 집중해야 합니다. 제조 과정에서는 재료, 공정, 제조 현장, 작업자, 오염 등 다양한 변수가 발생합니다. 제품의 신뢰성을 재평가하고, 내구성을 향상시키기 위해 설계 수정이 필요할 수 있습니다. ReliaSoft Weibull++를사용한 테스트를 위해 제조 과정 전반에 걸쳐 제품 단위를 지속적으로 샘플링하는 것은 제품의 신뢰성을 추정하고 신뢰성 목표가 여전히 달성될 것으로 예상되는지 평가하는 데 매우 바람직합니다.

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공정 FMEA는제조 및 조립 공정으로 인해 제품이나 서비스의 신뢰성과 품질이 저하될 수 있는 방식을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. ReliaSoft XFMEA의 관리 계획을 사용하면 모든 공정 출력이 관리 상태에 있음을 보장할 수 있습니다.

제조 공정 또한 편차가 발생하기 쉽습니다. Weibull++를사용하여 보증 분석을 수행하면 일반적으로 제조 관련 문제로 인해 발생하는 초기 불량률을 현장에서 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 적절한 번인 시간은 QALT 및/또는 LDA를 통해 결정할 수 있습니다. 또한, 제조상의 어려움으로 인해 설계 변경이 불가피해질 수 있으며, 이는 앞서 언급한 DfR 활동의 상당 부분을 촉발할 수 있습니다.

제품의 실제 사용 환경에서의 작동 방식을 관찰하고 이를 통해 얻은 지식을 향후 개선이나 프로젝트에 활용하기 위해서는 지속적인 모니터링과 현장 데이터 분석이 필수적입니다. 즉, 성공적인 활동과 실수 모두를 검토하고, 그 과정에서 얻은 교훈이 잊히지 않도록 하여 피드백 루프를 완성해야 합니다.

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