Technology Brief - Technology Brief 04
가속수명시험법을 통한
신뢰성 향상과 경쟁력 확보
최근 우리 기업의 상품이 세계 시장에서 우수한 성능과 품질을 인정받아 수출이 확대되면서 우리나라 경제발전에 크게 기여하고 있다. 그러나 세계에서 명품으로 인정받고 있는 제품은 극히 한정되어 있다.
명품은 품질과 디자인이 우수할 뿐만 아니라, 소비자가 기대 기간 이상으로 고장이 나지 않고 성능을 발휘하는 제품 즉, 소비자로부터 신뢰받는 제품일 것이다.
공학적으로 신뢰성은 ‘소비자가 사용하는 환경에서 소비자가 기대하는 사용기간 동안 고장이 나지 않는 가능성’으로 정의할 수가 있어 결국 신뢰성 있는 제품을 생산하는 것이 명품을 만드는 기본이다.
기업의 품질관리는 보통 생산 공정 단계에서 품질관리 기법을 활용한 품질편차(산포)의 최소화에 초점을 맞추고 있지만, 명품을 제조하기 위해서는 제품이 출하한 후 미래에 발생할 고장 혹은 품질저하를 예측하여 관리해야 할 것이다.
신뢰성은 미래의 품질로 규정할 수가 있고, 신뢰성기술은 미래에 일어날 고장을 현재 주로 설계단계에서 관리하는 기술이다.
최근에는 새로운 부품 및 제품이 개발되는 단계에서 잠재적인 고장을 FTA 혹은 FMEA와 같은 고장해석기법을 이용하여 신뢰성이 높도록 설계하고, 그 시제품을 소비자가 사용하는 환경을 고려한 다양한 조건에서 시험 · 평가하고 그 결과를 활용한 지속적 개선을 실시하여 궁극적으로 경쟁제품 대비 우월한 제품경쟁력 확보를 목표로 하는 신뢰성 성장 관리기법(Reliability Growth Management)을 도입하고 있다.
기업이 부품이나 제품의 신뢰성에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 짧은 시간에 평가하여 결과를 개선에 반영해야 할 것이기 때문에, 효율적인 신뢰성시험방법 개발이 무엇보다 필요하다.
이런 이유로 첨단 신뢰성시험기법인 가속수명시험(Accelerated Life Time Test) 개발이 집중적으로 연구되고 있다.
가속수명시험은 일반적으로 제품에 가해지는 환경인자보다 더 가혹한 조건에서 실험을 실시하여 더 빠른 기간에서 고장을 유도하고 그 결과들을 해석하여 정상사용조건에서 제품의 수명을 예측하는 방법이다.
가속조건에서 발생하는 고장이 정상 조건에서 발생하는 고장과 같은 형태이어야 하기 때문에 동일한 고장을 유발하게 하는 가혹한 가속 환경을 설정하는 것이 이 기술의 핵심이다.
각종 가속수명시험에 대한 일반적인 시험방법들은 공개되어 있지만 가속계수 추정을 위한 인자(예를 들어, 온도에 따른 고장발생을 추정하기 위한 활성화에너지 등)들은 각각의 기업들이 오랜 시간과 비용을 투자하여 확보할 수밖에 없어 최고의 기술 자료로 관리하고 있는 실정이다.
따라서 우리 기업들이 신뢰성을 높일 수 있도록 자신의 제품과 경쟁회사 제품의 신뢰성을 신속하게 비교 평가해서 경쟁회사 제품 대비 비교우위의 차별화된 신뢰성 기술을 확보해야 할 것이며, 이를 위해 가속수명시험과 같은 신뢰성시험방법을 적극 개발해야 할 것이다.
김재곤
한양대학교 교수