욕조곡선이란? (DFR, CFR, IFR)

욕조곡선은 기계의 사용 중 일반적으로 나타나는 고장률을 시간의 함수로 나타낸 곡선으로 고장 패턴이라고도 부른다. 제품 수명 곡언은 고장률이 사용기간에 따라 욕조 모양으로 발생하여 욕조곡선이라고 부른다. 제품의 수명을 연장하고 올바르게 사용하기 위해서는 사용기간에 따른 적절한 보전활동으로 고장의 발생을 최소화해야한다.

 

①Decreasing Failure Rate: 초기 고장(Early Failure) 구간
  - 고장원인:

     → 설계나 제조상의 결함, 불량 부품 혹은 사용 조건, 환경의 부적합에 의해 사용 개시 후 비교적 초기 스트레스에 견디지 못하게 되어 고장이 발생하는 구간
     → 설계, 원자재, 가공, 조립, 사용 오류에서 생기는 결함에 기인하는 것이 대부분
  - 대책 방안: 철저한 품질관리, 보전예방활동, 디버깅(debugging, 초기에 일어나기 쉬운 결함을 찾아내어 발생하지 않도록 함) 및 번인테스트(Burn in Test, 일상 조건 속에서 실시하는 시험) 등의 안정화 활동

② Constant Failure Rate: 우발 고장(Random Failure) 구간
   - 고장 원인 
      →  시간의 경과와 더불어 시스템 또는 제품이 안정화되면서 사용조건의 우발적인 변화에 기인하여 발생하는 고장 
      → 고장이 언제 발생할지 예측할 수 없지만 고장률이 거의 일정함 
      → 설계 한계 초과(과중한 부하, 조작), 진동 및 충격, 안전계수 낮음, 디버깅 중 발견되지 않은 고장, 혹사 및 사용자의 과오, 천재지변 등
    - 대책 방안: 설계의 근본적인 변경 필요(신뢰성 높은 부품, 재료 사용), 극한 상황을 고려한 설계, 예방보전 및 개량보전 실시

​③ Increasing Failure Rate: 마모 고장(Wear out Failure) 구간
    - 고장 원인 
      → 일정 기간이 경과된 이후 마모 또는 노후에 기인하여 시스템 또는 설비의 고장률이 증가하는 기간에 나타나는 고장
      → 사전의 검사나 감시에 의해 예지할 수 있는 고장
      → 장시간 사용으로 기계적인 변화와 열화 등이 원인이 되어 발생하는 고장으로 기계 자체 수명과도 직결
   - 대책 방안: 예지 보전 및 사후 보전

 

출처:

http://www.atpm.co.kr/5.mem.service/6.data.room/data/sqc/sqc(10)/sqc(10)5.htm

https://m.blog.naver.com/sigmagil/222002699514
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설비관리(34) - 설비 고장(3), 고장 패턴(욕조곡선, Bathtub Curve, 수명 곡선)

시스템의 수명곡선인 욕조곡선

 

관련 문항: (차량기술사 2022년 126회차 3교시 6번 문제)

자동차 품질관리 측면에서 욕조곡선(Bathtub Curve)을 도시화하고 각 항목들(DFR: Decreasing Failure Rate, CFR: Constant Failure Rate, IFR: Increasing Failure Rate)에 대한 고장원인 및 대책방안에 대해 설명하시오.