미니탭 가속수명시험 예제 가속모형에 대해서 알아보자!!

설계를 하는 입장에서 필드에서 많은 문제점들이 발생하고 있다. 그것들을 다시 검증하고 수명을 늘리기 위해서는 분석이 필요한데, 쌓인 데이터들을 축척해서 분석을 잘하고 어떻게 시험을 할 것이고, 똑같은 고장모드를 도출할 것인가에  대해서는 상당한 노하우가 필요하다.

 

그렇다보니 실질적으로 개선하는데 어려움도 많이 따르고, 똑같은 필드에서의 고장모드를 찾는 것 또한 힘든게 사실이다. 그렇게 급한불을 끄고 있으면 또 똑같은 고장모드가 필드에서 나오기 시작한다. 정말 환장할 노릇이다.

 

그럼 이런 문제를 빨리 찾아내고, 필드에서의 고장과 똑같은 가속시험 모델을 개발해서 테스트를 해서 개선까지 빠르게 진행이 되어야 한다. 그런 부분에서 우리는 가속 수명시험을 진행을 해야하고 공부를 해야하는 이유이기도 하다.

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가속 수명시험

가속 수명 시험은 고 신뢰도 제품에 대한 정보를 신속하게 얻기 위해 고장 프로세스를 가속 화시키는 설계 입니다.

가속 조건 하에서 수집된 데이터로부터 정상 사용 조건 하에서의 수명을 추정합니다.(외삽),가속화 방법은 온도, 전압, 압력 등을 높인 상태로 시험합니다.

 

가속 수명 시험은 수명 데이터 회귀 분석의 특별한 경우이다. 가속 수명 시험을 사용하는 경우 고장 프로세스를 가속화하려면 가속 수명 시험을 사용합니다.

 

다음 중 하나의 경우에 미니탭 가속 수명 시험 절차를 사용 할 수 있습니다.

- 하나의 가속 변수

- 두개의 가속 변수

- 가속 변수 및 요인

 

1) 가속 수명 시험이란? 가속 수명 시험을 이용하면 다음과 같은 질문에 대답할 수 있습니다.

- 고 신뢰도 제품의 고장시기는 언제 입니까?

- 제품의 수명에 영향을 미치는 부품은 무엇입니까?

- 제품의 수명을 최대화하는 부품의 설정은 무엇입니까?

 

ex) 

- 극단적인 온도 조건에서 전기 절연체를 시험하였다. 정상 사용 조건에서 이 전기 절연체의   B5 수명을 추정 하시오.

-극단적인 도로 포장 상태에서 고무 타이어를 시험하였습니다. 지리적 위치는 고무 타이어 의 정상 수명에 어떻게 영향을 미칩니까?

-극한의 온도와 습도에서 여러 브랜드의 플라스틱을 시험하였습니다. 정상적인 사용조건 에서 균열없이 가장 오래 견디는 브랜드는 어떤 것입니까?

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1) 아레니우스 모형 　

 화학적 반응율에 대한 아레니우스 법칙에 기초하여 온도와 반응속도가 밀접한 관계를  가지는 경우 적용할 수 있는 가속 모형입니다. 고장의 원인이 화학 반응으로 인한 성능 저하인 제품을 설명하는데 적용됩니다.

(이 모형의 적용제품은 전기 절연체 및 유전체, 반도체 기기, 플라스틱 입니다. 　

 

2) 선형 모형 　

- 변환은 필요하지 않습니다.

- 고장 시간 또는 로그 고장 시간의 변화는 가속 변수의 변화와 직접적으로 비례합니다.

 

3) 역 온도 모형 　

- 고장 시간 또는 로그 고장 시간이 켈빈 온도에 반비례한다고 가정하는 모형입니다.

- 이 모형은 아레니우스 모형만큼 일반적이지는 않습니다.

결과는 Arrhenius 모형 결과와 동일합니다. 그러나 계수에 대한 해석이 다릅니다. 　

 

4) Ln(누승)모형

- 지속적인 스트레스 하에서 작동하는 제품의 수명을 모델링하는 데 사용됩니다.

로그 관계는 로그 기반의 고장 시간 분포와 함께 사용하는 경우가 많습니다.

누승 관계 (β1>0) 또는 역 누승 관계 (β1<0)가 된다. 　

 

관계 선택

고장 시간 또는 로그 고장 시간과 가속 변수간의 적절한 관계를 선택하는 것은 매우 중요하다 가속된 수준을 검증하는 것은 매우 어렵고, 가속 변수의 설계 수준을 확인하는 것은 불가능하기 때문입니다.

데이터 이외에, 적절한 모델을 선택하는 데 고장 시간과 가속 변수 간의 관계에 대 한 엔지니어링 지식을 사용해야 합니다.

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꾸준히 공부할 필요성이 있고, 특히 개발업무를 하는 분들이라면 무조건 공부를 해야되는 분야라고 생각합니다. 이렇게 꾸준히 필드에서 문제가 생기는 부분을 가속 수명 시험을 통해서 개선을 하고 제품이 필드에 나갔을 때 문제가 생기지 않으면 얼마나 뿌듯하고 좋을까요?

 

결국 설계자는 사용자의 편의성을 도모하는 직업이 아닐까요? 결국 생활의 편리함을 제공하고 그 보람으로 엔지니어라는 직업을 선택하는 것 같습니다.

 

필자 또한 그런 신념으로 설계를 하고 있고, 앞으로도 그럴 것입니다. 분명 어렵고 힘든 부분이지만, 누군가는 해야하는 것이라면 기꺼이 제가 될 자신이 있습니다.

 

다음 시간부터 가속 수명 시험에 대한 예제를 통해서 알아보는 시간을 꾸준히 가져볼 예정이니 기대해주시고, 날씨가 갑자기 많이 추워졌습니다. 환절기 감기 조심하시기 바랍니다.

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