Mechanical Engineering Study/공정설계

욕조곡선(bath-tub curve), 수명곡선, 고장율 곡선, 제품 수명 주기, DFR, CFR, IFR

로망사슴 2025. 1. 13. 07:58
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욕조곡선이란?

 

 

<기출 정리> 

 

  • 19-1-2 시스템의 수명곡선인 욕조곡선(bath-tub curve)을 그리고, DFR, CFR, IFR에 대하여 설명하시오.
  • 19-3-2 제품 수명 주기의 단계별 특징, 대응 전략에 대하여 설명하시오. 

 

1. 개요

 

1) 제품 수명곡선, 욕조곡선 (bath-tub curve) 정의

 사용 중 일반적으로 나타나는 고장률을 시간의 함수로 나타낸 곡선 
고장률의 시간에 따른 양상을 볼 수 있으며, 고장패턴을 파악할 수 있음 

고장율곡선

 

2. 수명곡선, 고장률 곡선의 구성 

 

1) 고장 패턴

단일 부품의 고장확률밀도함수는 정규분포이며, 사요시간이 증가할수록 고장률은 증가함 
여러 부품의 고장확률밀도함수는 지수분포에 따르며, 고장률은 시간에 관계없이 일정함 

DFR (Decreasing Railure Rate, 감소 고장률)
CFR (Constant Failure Rate, 상수 고장률)
IFR (Increasing Failure Rate, 증가 고장률)

욕조 곡선의 일반적인 형태, 가로축이 시간이고 세로축이 고장률

① 초기 고장 (Early Failure)

설계나 제조상의 결함, 불량 부품, 불량한 사용 조건, 환경의 부적합으로 인한 고장 발생 
비교적 초기 스트레스에 견디지 못하고 고장이 발생하며, 시간이 지나면 자연스럽게 감소하는 경향을 보임 
(설계, 원자재, 가공, 조립, 사용 오류에 따른 결함이 많으며, 이는 양산 후 안정화 단계를 거치며 감소한다

 

② 우발 고장 (Random Failure)

사용조건의 우발적인 변화에 기인한 고장

고장이 언제 발생할지 예측할 수 없으며 고장률은 거의 일정함

근본적인 개선은 설계 변경이 필요 

 

③ 마모고장 (Wear Failure)

일정 기간이 경과된 후 마모 혹은 노후에 의해 고장률이 증가하는 기간 (수명과 관계) 

사전 검사나 감시, 예방보전활동 등으로 극복할 수 있는 고장 

장시간 사용으로 기계적 변화나 열화 등이 원인이 되어 발생하느 고장, 기계 자체 수명과 직결

 

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