신뢰성공학의 정의와 목적 (#1)

신뢰성 공학이란

 

한가지 상황을 설정해봅시다. 당신은 A회사에 입사했고 품질부서에 배정되었습니다. A회사에서는 신제품 K를 출시하려는 상황입니다. 당신에게 한가지 임무를 주었습니다. K제품의 시간에 따른 고장확률을 계산해오라는 것이었습니다. 이런 경우 필요한 것이 신뢰성공학 입니다. 

신뢰성공학은 '시간에 따른 품질'에 대한 니즈에서 출발합니다. 시간에 따른 품질은 생산하는 회사와 구매하는 고객 모두에게 중요합니다. 생산자는 시간에 따른 품질을 예측하여 수리비용과 품질보증기간을 정해야합니다. 만약 예측에 실패하면 많은 비용을 지출해야 할 수도 있습니다. 시간에 따른 품질예측 실패는 고객에게 불편함을 초래할 수 있습니다. 품질 기간 내에 제품이 너무 많이 고장나면 고객을 스트레스를 받습니다. 고객의 스트레스는 판매한 회사에 대한 불신으로 이어집니다. 

신뢰성공학은 품질검수(QC)와는 다릅니다. 품질검수는 제품이 어떤 기준에 미치는지 아닌지를 단회적으로 판단합니다. 반면 신뢰성공학은 제품의 품질을 시간에 따라 예측합니다. 

그렇다면 시간에 따른 품질을 어떻게 예측할까요? 언제 고장이 발생할지 누가 정확히 알 수 있는 사람은 아무도 없습니다. '정확히' 알 수 없다는 것은 '불확실성'을 내포하는 말입니다. 불확실성하면 떠오르는 단어가 있죠? 네 맞습니다. 확률입니다. 시간에 따른 품질 예측에는 '확률'을 이용합니다. 따라서 신뢰성 공학에서의 '신뢰성'은 아래와 같이 정의됩니다. 

"제품이 명시된 기간과 조건에서 고장 없이 요구된 기능을 유지할 확률"

신뢰성공학에서의 '신뢰성'은 통계학에의 '신뢰성'과는 다른 의미입니다. 통계학에서의 신뢰성은 측정결과를 믿을 수 있는가 여부를 의미합니다. 통계학에서는 반복측정을 통해 일관된 결과가 나와야 신뢰성이 있다고 판단합니다. 

신뢰성공학에서의 신뢰성 : 제품이 고장나지 않고 오래 기능을 유지할 확률
통계학에서의 신뢰성 : 반복 측정에서 일관된 결과가 나오는 정도

신뢰성공학은 제품이 고장나기 때문에 존재하는 학문입니다. 제품이 고장나지 않는다면 제품의 신뢰성을 판단할 필요도 없습니다. 그러나 수많은 제품들에서 고장이 발생해왔기 때문에 이를 해결하기 위한 신뢰성공학도 함께 발전했습니다. 참고로 한국의 신뢰성학회는 1999년 12월에, 신뢰성협회는 2020년 1월에 설립되었습니다. 

 

신뢰성공학의 목적

 

이번에는 신뢰성공학의 목적에 대해서 설명드리겠습니다. 중요도 순으로 나열한 네가지 목적입니다. 이 내용은 PATRICK D.T.O'CONNOR 의 저서인 Practical Reliabiltiy Engineering 에서 가져왔습니다. 

1. 실패(faliure)의 빈도(frequency)와 가능도(likelihood)를 줄이기 위해 공학적 지식과 전문가의 기술을 적용하는 것.
2. 실패를 예방하려는 노력에도 불구하고 발생한 실패의 원인을 알아보고 바로잡는 것
3. 실패의 원인이 교정되지 않았다면, 발생한 실패에 대처하는 것
4. 새로운 디자인의 신뢰성을 추정하고 신뢰성 데이터를 분석하는 방법들을 적용하는 것. 

중요도가 높을 수록 적은 비용이 드는 효과적인 방법입니다.