욕조 곡선 (Bath-tub Curve)

일반적으로 시스템의 수명곡선은 아래와 같은 욕조곡선(Bath-tub curve)를 따른다.

(말 그대로 욕조 모형을 하고 있어서 이렇게 불리고 있다)

 

 

X축= 시간(t)

Y축= 고장률 λ(t)

 

Early Life = 초기 고장 기간.     DFR = Decreasing Failure Rate

Steady-state = 우발 고장 기간,     CFR = Constant Failure Rate

Wearout = 마모 고장 기간,     IFR = Increasing Failure Rate

 

1) 초기 고장 기간 (DFR) or 디버깅 기간

초기에는 시스템의 고장률이 높은 경우가 많다. 이유는 다음과 같다.

 

* 표준 이하의 재료 사용

* 불충분한 품질 관리

* 표준 이하의 작업자 기술

* 불충분한 디버깅(debugging)

* 부족한 제조 기술

* 부족한 가공 및 취급 기술

* 조립상의 과오

* 오염

* 부적절한 설치

* 부적절한 시동

* 저장 및 운반 중의 부품 고장

* 부적절한 포장 및 운송

 

이러한 초기 고장은 공정관리, 중간 및 최종 검사, 수명시험, 환경 시험 중에 발견된다. 적절한 'burn-in'기간을 설정하여 고장을 발견하고 디버깅(debugging)을 행하여 제거하여야 한다. 여기서 디버깅 또는 burn-in은 에이징(aging)에 의한 안정화의 과정을 말한다.

 

* 디버깅(debugging): 초기고장을 경감하기 위해 아이템을 사용 전 또는 사용 개시 후의 초기에 동작시켜서 결점을 검출, 제거하여 바로 잡는 것을 말함

 

* bur-in: 장기간 모의 상태하에서 많은 구성품을 동작시켜, 무사히 통과한 구성품만을 장치의 조립에 사용하는 것을 말함

 

참고적으로 초기고장의 경우 예방보전(Preventive Maintanence)와는 관련이 없다.

 

2) 우발 고장 기간 (CFR)

시스템의 고장률이 안정화된 시기를 말한다. 이 경우에도 Failure rate은 0이 아님을 기억하자.

 

* 낮은 안전계수(safety factor)

* 실제 스트레스가 기대(예상) 했던 레벨보다 높은 경우

* 시스템 내구성(강도)가 기대(예상) 보다 낮은 경우

* 혹사

* 사용자의 과오

* 이전 검사방법으로 탐지되지 않은 고장 발견

* 예방보전(PM)에 의해서도 제어할 수 없는 고장

* 천재지변

 

이 시기에는 디버깅이나 PM은 효과가 없다. 정상운전 중의 고장에 대해 사후보전 (BM: Breakdown Maintenance)을 실시한다.

 

3) 마모 고장 기간 (IFR)

소프트웨어를 제외한 대다수의 시스템은 수명을 가지고 있다. 노화에 따른 마모 고장의 경우 예방보전(PM)을 통해 고장률을 감소시켜야 한다.

 

* 부식 또는 산화

* 마모 또는 피로

* 노화 및 퇴화

* 불충분한 정비

* 부적절한 오버홀 (overhaul),

여기서 오버홀은 "기계류를 완전히 분해하여 점검,수리, 조정하는 일"을 말한다.

* 수축 또는 균열

 

참고: '임용구 선생의 품질경영 기사, 산업기사'