기계 시스템 설계에서 사용되는 신뢰성 공학의 원리와, 신뢰성을 높이기 위한 설계 전략을 구체적인 예시를 들어 설명해 주세요.

Question

기계 시스템 설계에서 사용되는 신뢰성 공학의 원리와, 신뢰성을 높이기 위한 설계 전략을 구체적인 예시를 들어 설명해 주세요. 2가지정도만 해주세요.

Answer 1

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

신뢰성 공학은 시스템이 고장 없이 작동할 확률을 높이는 것입니다.

1. 여유 설계 : 부품 고장 시 다른 부품이 대신 작동하도록 중복 배치(예 : 항공기 다중 제어 시스템)

2. 디레이팅 : 부품을 정격 용량보다 낮게 사용해 수명 연장(예:10마력 필요한 곳에 15마력 모터 사용)

이로써 시스템 안정성을 높입니다.

Answer 2

안녕하세요, 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다.

신뢰성 공학의 원리로는 중복 설계와 고장을 예측하고 예방하는 2가지의 큰 범주로 나뉩니다. 신뢰성을 높이기 위한 전략으로 예시를 들자면 모니터링 시스템이 대표적인데요. 기본적으로 설비 고장이 나기 이전에 진동수나 설비 움직임의 경향성을 판단하는 시스템을 도입하고, 고장이 나기 이전에 미리 주기적으로 교체를 진행하여 라인 가동률을 향상시키는 것이 그 예시입니다.

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감사합니다.

Answer 3

기계 시스템 설계에서 신뢰성 공학은 고장 모드 분석을 통해 모든 고장 가능성을 평가하고, 중복 시스템 도입 등의 전략을 사용하여 신뢰성을 높이는 것입니다. 예를 들어, 항공기의 전자 제어 시스템에서는 복수의 중복 컴퓨터를 도입하여 시스템이 고장 시에도 안전하게 작동할 수 있도록 합니다.

Answer 4

안녕하세요

신뢰성을 높이기 위하여 여러가지 설계 전략을 사용하는데요

시스템 일부가 고장이 나더라도 안전한 상태로 전환되도록 하는 설계전략인데 정전시 승강기의 브레이크가 작동하여 승객을 보호하는 역할을 합니다.

또한 사용자가 잘못 조작을 하더라도 사고가 나지 않게 보호조치를 해놓는 것인데 usb처럼 한뱡향으로만 연결되게 하거나 라이트닝 케이블처럼 양방향성을 띠게 설계를 하는 경우도 있습니다.

Answer 5

안녕하세요 기계공학 전문인 박성수 전문가입니다

신뢰성 공학의 원리는 수명 주기 분석과 고장 모드 및 영향 분석 등이 있겠습니다.
수명 주기 분석은 시스템의 수명 주기를 분석하여 각 단계에서 발생할 수 있는 문제를 예측하고 대처하는 것이고, 고장 모드 및 영향 분석은 시스템의 각 구성 요소가 어떻게 고장날 수 있는지 분석하고, 그 고장이 시스템 전체에 미치는 영향을 평가합니다.

신뢰성을 높이기 위한 설계 전략은 항공기 엔진 설계에서는 신뢰성을 높이기 위해 두 개 이상의 엔진을 장착합니다. 한 개의 엔진이 고장 나더라도 나머지 엔진이 작동하여 항공기가 안전하게 비행할 수 있습니다. 그리고 자동차의 전자 제어 장치(ECU)는 각각 독립적인 모듈로 설계되는 것을 예로 들 수 있겠습니다