신뢰성(Reliability)은 특정 조건에서 의도된 용도로 정해진 기간 동안 고장 없이 기능을 수행할 확률을 의미한다. 신뢰성 평가에는 사용 기간, 의도된 용도, 사용 조건이 필요한 요소로 작용한다. 모듈의 물리적 크기와 같은 치수는 신뢰성 정의의 필요 조건에 해당하지 않는다.
신뢰성 지표에는 신뢰도(고장 없이 작동할 확률), 고장률(단위 시간당 고장 발생 비율), 평균고장간격시간(MTBF)이 포함된다. MTBF는 Mean Time Between Failures의 약자로 고장 간 평균 시간을 의미하여 값이 클수록 설비의 신뢰성이 높다고 본다. 반면 평균고장수리시간(MTTR)은 Mean Time To Repair로, 고장 발생부터 수리 완료까지의 평균 시간을 나타내며 유지보수성 또는 수리 용이성의 지표로 분류한다.
관리도는 공정 안정성이나 품질 변동을 모니터링하는 통계적 도구로서 설비 신뢰성의 직접적인 측정 기준은 아니다. 신뢰성 분석은 고장률 추이, 수명 예측, 예방정비 계획 수립 등 설비 가동률과 비용 절감에 활용된다. 그러나 제품 출고 시점 판단은 품질 검사와 납기 관리의 영역이므로 신뢰성의 직접적 특징으로 보지 않는다.
자동화 생산 시스템과 관련하여 주요 하드웨어는 제조 설비, 운반 설비, 저장 설비로 구분된다. A/S 설비는 사후 지원 영역에 속하여 생산 시스템의 주요 하드웨어에는 포함되지 않는다. 자동화 도입은 품질 균일화와 생산성 향상을 제공하나 초기 비용, 유지보수 기술 요구, 생산 탄력성 부족 등의 단점을 함께 수반한다.
예제
신뢰성 관련 문항에서는 MTBF와 MTTR의 차이를 확인하는 문항이 자주 출제된다. MTBF는 고장 간격을 묻는 지표이므로 '얼마나 오래 버티는가'를 묻는 선택지가 정답이 된다. MTTR은 수리 시간 지표이므로 '수리까지 걸리는 시간'을 묻는 보기와 연결하면 정답을 고른다.
설비 범위 관련 문제에서는 제조·운반·저장 설비를 주요 하드웨어로 보고 A/S 설비를 제외하는 사고를 적용한다. 자동화의 장단점 문제에서는 품질 균일화는 장점으로, 고비용·유연성 결여·고도 기술 요구는 단점으로 각각 구분하여 답을 선택한다.
대표 기출 3문항
자동화 생산 시스템에 있어 주요 하드웨어 설비에 속하지 않는 것은?
제조 설비
운반 설비
저장 설비
A/S 설비
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 자동화 생산 시스템의 주요 하드웨어 설비에 속하지 않는 항목을 묻고 있다. 생산 시스템의 주요 하드웨어는 제품의 가공·이송·저장을 담당하는 제조 설비, 운반 설비, 저장 설비처럼 공정 내에서 직접적인 역할을 하는 장치들이다.
자동화 생산 시스템의 주요 하드웨어 설비는 제조, 운반, 저장 설비로 구성되며, A/S 설비는 지원 기능에 속한다.
설비의 신뢰성을 나타내는 데 필요한 조건이 아닌 것은?
사용 기간
의도된 용도
사용조건
모듈의 크기
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 설비 신뢰성 정의에서 필요한 조건이 아닌 것을 묻고 있다. 신뢰성은 특정 사용조건에서 의도된 용도를 정해진 기간 동안 수행할 확률을 뜻하므로 사용 기간, 의도된 용도, 사용 조건은 신뢰성 평가의 필수 요소이다.
설비 신뢰성은 특정 조건에서 의도된 용도를 수행할 수 있는 확률로 정의되며, 물리적 크기와는 무관하다.
신뢰성으로 설비를 설명할 때의 편리한 점이 아닌 것은?
설비의 수명 예측 가능
운전 조업 중인 설비의 장래 상황 예측 가능
작업자의 능력 예측 가능
사용시간과 고장 발생과의 관계 예측 가능
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 신뢰성 개념을 통해 설비에 대해 얻을 수 있는 장점들 가운데 해당되지 않는 것을 찾는 문제이다. 설비 신뢰성 정보로는 수명 예측, 운전 중인 설비의 장래 상태 예측, 사용시간과 고장 발생의 관계 예측 등이 가능하지만 작업자 능력과 같은 인적 요인은 신뢰성 통계로부터 직접 예측할 수 없다.
설비의 신뢰성은 수명, 고장 관계, 장래 상황 예측과 관련되나 작업자 능력 예측과는 무관하다.