개념 한 쪽
신뢰도 계산은 고장 발생 형태와 수명곡선, 사후보전 시간, 결함수 논리를 다룬다. 수명곡선에서는 고장률이 일정한 우발고장기간과 예방보전 대상인 마모고장을 구분한다. FTA에서는 입력 조건에 따라 OR 게이트와 조합 AND 게이트를 구분한다.
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출제기준 단원 「신뢰도 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| FTA 논리 게이트 판별 | 1 | 입력 하나만 발생해도 출력이 생기는 FTA 논리 명칭을 고른다 |
| 예방보전 대상 고장 구분 | 1 | 설비에서 예방보전으로 억제할 수 있는 고장 유형을 고른다 |
| 다중 입력 조합 게이트 판별 | 1 | 다수 입력 중 두 개가 성립할 때 출력되는 결함수 게이트를 고른다 |
시스템의 수명곡선은 초기고장기간, 우발고장기간, 마모고장기간으로 나뉜다. 초기고장기간에는 설계 미숙, 불량 제조, 생산과정의 품질관리 미비 같은 제조 결함이 원인으로 나타난다. 우발고장기간에는 고장 발생형태가 일정하게 유지되고 외부 요인이나 우연에 의해 무작위로 고장이 발생한다. 마모고장기간에는 부품이 닳고 낡아 고장률이 급격히 증가한다.
고장은 발생 시기와 원인에 따라 초기고장, 우발고장, 마모고장으로 구분한다. 초기고장은 설계나 제조 과정의 결함으로 제품 초기에 집중되어 나타난다. 우발고장은 예측 불가능한 외부 요인이나 과부하로 발생한다. 마모고장은 사용 시간과 비례하여 서서히 진행되므로 정기 점검과 부품 교체 같은 예방보전으로 방지하거나 지연할 수 있다.
사후보전에 필요한 평균수리시간은 MTTR로 나타낸다. MTTR의 R은 수리를 뜻하므로 고장 후 수리 시간을 직접 가리키는 지표로 쓴다. MTTF는 고장까지의 평균 시간을 뜻하고, MTBF는 고장 간 평균 시간을 뜻하므로 사후보전 시간을 직접 지칭하지는 않는다.
결함수 분석에서는 논리 게이트의 입력 조건을 구분한다. OR 게이트는 입력 사상 가운데 어느 하나만 일어나도 출력 사상이 일어나는 논리로 정의한다. 조합 AND 게이트는 여러 입력 가운데 둘 이상이 동시에 성립할 때 출력이 나오는 결함수에 쓰는 게이트로 정의한다. 배타적 OR 게이트는 하나만 입력될 때 출력되는 방식이므로 2개 이상 입력 조건과 맞지 않는다.
수명곡선에서 고장률이 일정하게 유지되는 구간을 마모고장기간으로 바꾸면 틀린다. 예방보전으로 방지할 수 있는 고장을 우발고장으로 보아도 틀린다. FTA에서 입력 하나만 발생해도 출력이 생기는 논리를 AND 게이트로 보면 틀린다. 3개 이상 입력 중 2개가 일어날 때 출력되는 게이트를 배타적 OR 게이트로 고르는 것도 함정이다.
F.T.A(Fault Tree Analysis)에 사용되는 논리 명칭중 입력의 사상 어느 하나가 일어나도 출력의 사상이 일어난다고 할 때 논리명칭은?
정답 ② · 이 문제는 결함수 분석(FTA)에서 여러 입력 사상 중 어느 하나만 발생해도 상위 사상이 일어나는 논리기호의 명칭을 묻고 있다. 결함수 분석에서 복수의 원인 중 적어도 하나가 일어났을 때 출력을 유발하는 논리합 관계는 OR 게이트로 표현한다.
OR 게이트는 입력 중 하나라도 발생하면 출력이 발생하는 논리 회로로, '또는'의 의미를 갖는다.
공장설비를 예방보전에 의하여 방지할 수 있는 고장은 무엇인가?
정답 ③ · 이 문제는 설비의 수명 주기에서 발생하는 고장 유형 중 예방보전을 통해 방지할 수 있는 대상을 묻고 있다. 마모고장은 설비를 장시간 사용함에 따라 부품이 마모되고 열화되어 고장률이 증가하는 시기에 나타나므로, 정기적인 점검과 부품 교체 같은 예방보전으로 사전에 충분히 방지할 수 있다.
마모고장은 사용 시간과 비례하여 서서히 진행되므로 예방보전으로 수명을 연장하거나 교체할 수 있다.
3개 이상의 입력현상 중 언젠가 2개가 일어나면 출력이 생기는 결함수에 이용되는 게이트는?
정답 ② · 이 문제는 결함수 분석에서 특정 조건을 만족할 때 출력을 발생시키는 논리 게이트의 종류를 묻는 문제이다. 3개 이상의 다중 입력 신호 중에서 2개 이상과 같이 특정한 개수 이상의 조건이 동시에 발생했을 때 결과가 나타나는 논리는 조합 AND게이트를 사용한다.
3개 이상 입력 중 2개 이상이 발생하면 출력이 되는 논리는 OR 게이트의 확장인 조합 AND게이트다.
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