삼성전자, 현대 자동차도 목숨을 건 신뢰성 공학에 대하여

신뢰성 공학이란 어떤 분야일까?

 

 

 

우리가 생활하면서 없어선 안될 물건들이

보장된 수명동안 제 역할을 하는지에

대해 연구, 분석하는 학문이다.

 

 

삼성 갤럭시 스마트폰의 경우 

기가 막히게 2년 정도 사용하면

배터리가 빨리 달고

핸드폰이 느려진다.

 

 

자동차도 10년 정도 타면

여기저기서 이상 소음과 진동이 느껴지고

정비소 방문이 잦아진다.

 

 

 

 

고장 없이 보증된 수명 기간 동안

제품이 제 기능을 다하는 것을

어떻게 예측 또는 분석할 수 있을까?

 

 

스마트폰 신제품 출시 전까지 

2년 동안 계속 동작을 시켜서?

 

 

자동차는 주요 부품들을

5년, 또는 10년 동안 동작을

시킨 후 적용?

 

 

그러기엔 신제품 개발 시간과

비용이 만만치 않을 것이다.

 

 

부품 수명 검토하다

신제품, 신기술 트렌드가 바뀔 수도 있고.

 

 

신뢰성 공학에서는 

신뢰성 모델링을 통해

고장 및 수명에 대해 예측 및 분석을 한다.

 

 

 

 

"Arrhenius 모형"

이 모델은 온도가 증가함에 따라

활성화 에너지에 대한 지수 함수로

반응 속도가 증가한다는 것을 보여준다.

 

즉, 온도가 높아지면 화학반응은

보다 빠르게 진행될 가능성이 높아진다.

이 모델은 화학 공학, 화학 엔지니어링,

재료 공학 등 다양한 분야에서

화학반응 속도와 반응 조건을

예측하고 설계하는 데 사용된다.

 

 

 

"Eyring 모형"

Arrhenius 모델과 유사하게

온도가 반응 속도에 어떤 영향을 미치는지

설명하지만, 활성화 자유 에너지의 개념을

도입하여 더욱 정확한 모델을 제공한다.

 

활성화 자유 에너지는

화학반응이 발생하기 위해

필요한 에너지 장벽을 나타내며,

이 값이 클수록 반응이 느리게 진행된다.

 

 

 

"역 Power Law 모형"

전단 속도에 따른 응력과의 관계를 설명한다.

역 Power Law 지수 n은

고분자 용액의 유동 특성을 결정하는

중요한 매개 변수로,

고분자 용액의 응력-전단 속도 관계를 설명하는 데 사용된다.

 

 

 

 

"온도-습도 모형"

가장 간단한 모델은 선형 모델로,

온도와 습도가 시스템에 미치는

영향을 단순한 선형 관계로 설명한다.

그러나 보다 정확한 예측을 위해서는

보다 복잡한 모델이 필요할 수 있다.

이러한 모델은 일반적으로 수학적인 계산이나

컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 구현된다.

 

 

 

 

"온도 비열적 모형"

열역학적인 특성을 이해하고

열역학적인 계산을 수행하는 데

중요한 도구로 활용된다.

예를 들어, 물질의 열용량이

온도에 따라 어떻게 변하는지를

고려하여 열적인 시스템의 에너지 전달을

계산하거나 열적인 변화를 분석하는 데 사용될 수 있다.

 

 

 

 

신뢰성은 또한 확률이므로

 매우 신뢰성 높은 시스템이라고 하더라도

고장의 확률은 있다.

 

 

한 번의 검사나 실험으로는 충분한 통계적 데이터를 얻을 수 없고

복수 시험 또는 장기 시험은 매우 비싸기 때문에.

 

 

 

그러한 이유로

각 분야에서 최고의 기술을 자랑하는 업체들이

제품에 대한 하자를 인정하고

리콜을 수행하는 것도

어찌 보면 불가항력일 수밖에 없다.

 

 

 

그것은 단순히 기술력 부족이라고

치부하기보단

워낙 고려해야 될 사항들과

변수들이 많기 때문이라고

이해하자.