품질과 신뢰성 및 안전성

Reliability technologies

Elements of product integrity

Move to science-based reliability

Reliability centered maintenance

Design for reliability

Quality & Reliability

What is quality?

What is reliability?

Physics of failure perspective of reliability

Influence of durability and quality on reliability

제조품질과 시장품질

Product quality : Creating a first-class product

Importance of high reliability

품질과 신뢰성의 의미

통계적 관점에서의 신뢰성과 품질관리

품질 보증과 신뢰성 보증

품질 평가와 신뢰성 평가

Life cycle과 환경시험의 관계

Leverage in product design

Cost of engineering changes (1:10:100 법칙)

환경시험에서의 시료수 계산 (LTPD 보증) : 이항분포

제품평가 시험의 종류

제품에 대한 EMS test 규격 비교

Bathtub Curve (Hazard Rate Curve) : MIL-STD-883

욕조곡선과 신뢰성시험

Product life cycle

욕조곡선과 Weibull 분포

제품의 안전성 (PL 사고 예방)

장기사용에 의한 제품의 발화 사고

제품의 수명주기

한국의 제조물 책임법 (PL 법) : 법령 제6109호, 2000. 1. 12.

Safety principles – 3 step method : ISO 12100

제품 안전에 이용되는 용어 및 개념 : Fail safe, Fool proof, Tamper proof (child proof), Error proof

사용방법의 오류에 대한 안전성 확보의 기본 개념도 : OKA triangle

PLP (product liability prevention) 설계

Heinrich 도미노 이론 (인적 요인) ; PL 사고 발생 확률 계산

J.T. Reasons의 Swiss Cheese Model (조직적 요인)

안전성과 신뢰성의 차이점

Screening 시험의 종류

Screening

Burn-in

Burn-in 사례

ESS (environmental stress screening)

HASS (highly accelerated stress screening)

Burn-in, ESS, HASS 시험의 비교

Process Capability Index (Cpk)

What value of Cp is good?

Effect of process centering on capability

Process capability calculation illustration

What is Sigma level?

The six Sigma metric

Six-Sigma level vs. Cpk

부품의 Cpk 관리 사례

Failure Mechanisms

Reliability assessment process (reliability growth)

Nomenclature of component failure

Failure mode and mechanism

Failure modes, sites, and mechanisms

Taxonomy of failure mechanisms by load on a system

Failure sites and mechanisms in electronic hardware

Failure sites and mechanisms in microelectronic devise

What is failure analysis?

What is a root-cause?

가속수명시험의 개요

Achieving product reliability

Wearout failure mechanism : lifetime

Accelerated life test (ALT) 의 정의

ALT & HALT 의 Difference

ALT / HALT / HASS 의 구분

HALT (highly accelerated limit test)

HALT 5 steps

Why do a HALT?

HALT와 Traditional Test의 비교

가속 시험의 종류

가속수명시험 방법 : 1) 빈도 가속, 2) 스트레스 가속, 3) 판정 가속

가속수명시험의 원리 : 1) 속도결정단계 (rate determining step)의 존재, 2) 고장메커니즘의 불변성, 3) 가속성의 성립

Predictive models

가속 모델식 간의 차이점은?

Accelerated test realities : 가속수명시험에 대한 오해

Acceleration Factor (AF)

신뢰성 평가 측도 (혹은 척도)의 종류

수명분포

신뢰성의 표현 방법

Probability functions in reliability

Reliability function (Survival function)

Success Run Theorem (One-shot devices)

Cumulative density function

Percentiles of life

MTBF & MTTF

Failure rate function (Hazard rate function)

고장 갯수가 “0” 개인 경우 고장률 예측

고장률과 신뢰도

고장률 함수의 단위

가속수명시험 모형

수명분포와 수명-스트레스 관계식

고장밀도함수

Exponential distribution

The “Memoryless” distribution

지수 parameter의 추정

Weibull distribution

와이블 parameter의 추정

Cumulative hazard function for Weibull distribution

Log-normal distribution

대수정규 parameter의 추정

Life-Stress relationship

고장메커니즘과 수명-스트레스 관계식

환경 스트레스의 효과

Arrhenius relationship

Thermally activated failures

Activation-energy based models

Is Arrhenius erroneous?

Humidity assisted failures

Accelerated humidity tests

Influence of power and duty cycle

Peck’s model for temperature-humidity (Eyring form)

The Eyring model

Inverse power relationship

Inverse power law

Power law

Coffin-Manson Equation (Inverse power law)

Acceleration Factor (AF)

사용조건과 가속조건의 수명분포의 관계 : 지수 분포, 와이블 분포, 대수정규 분포

가속수명시험의 설계

가속수명시험의 실시 절차

Accelerated reliability tests : Physics-of-Failure approach

가속수명시험 계획

Dominant failure mechanism 결정

2-stage QFD (quality function deployment) : NASA JPL D-1192 (1994)

What is a FMEA?

AIAG-VDA seven step D-FMEA process

How to use D-FMEA format?

Stress limits and margins

가속수명시험 조건 결정 : 2수준 optimum plan 및 3수준 optimum plan

Volume 10 - How to plan an accelerated life test – some practical guidelines, Meeker & Hahn

가속수명시험 설계시 주의사항

가속수명시험 데이터 분석

가속수명시험 데이터 분석 절차

가속수명시험 데이터 수집

가속수명시험 데이터의 유형 : Left censored data, Interval censored data, Right censored data

MLE (maximum likelihood estimation) : 지수 수명분포, 와이블 수명분포

적합도 (Goodness-of-Fit Test)

통계적 가설검정의 Roadmap

가속수명시험 인자 및 조건 결정

가속수명시험 모형 가정

수명분포의 적합성 검정

수명-스트레스 관계 추정

ALT Application example (Arrhenius model) in Minitab Software

Hypothesis testing

Significance level & Confidence level

Degree of freedom

가속수명시험 사례

필름 커패시터

LED

전자부품 적용 고분자/유리 계면에 대한 접합력의 신뢰성 평가

AC Fan motor의 고장분석과 가속열화시험

Solder 접합부의 내구수명시험방법 : Coffin-Manson Model

MLCC

NTC thermistor

PMOLEDs

NR Grommets

가속열화시험 (Accelerated Degradation Test; ADT)

Regression analysis

반응 변수 Y와 독립변수 x와의 관계식

모형의 가정에 대한 고찰

적합회귀선 (fitted regression line)

최소제곱법과 적합 모형

회귀계수의 추론

선형회귀의 분산분석법

사례 학습 (by Minitab)

열화시험의 정의

열화시험과 수명시험

열화시험의 적용 범위

열화 모형

열화시험의 실시

열화시험 방법과 모델

비복원 측정법

반복측정법

비복원측정법 사례 학습

반복측정법 사례 학습

신뢰성보증시험 (혹은 고장률보증시험)

고장률과 수명의 개념도

The Chi-square distribution

Exponential distribution과 Chi-square distribution 의 수학적 관계

신뢰성 보증 방법 (지수분포의 신뢰성 추정)

신뢰성 발췌시험

OC (operation characteristic) 곡선

Acceptance Quality Level (AQL)

Rejectable Quality Level (RQL)

Acceptance Sampling Plans : ANSI/ASQ Z1.4:2008, MIL-STD-105E:1989, KS A ISO 2859-1

Sampling plans : Switching Rules

Steps to select sampling plan

Operating characteristics of actual inspection sampling plan

샘플링 검사 (출하검사기준)

신뢰성보증시험 설계 : MIL-STD-690D

7가지 이산형 확률 분포

이산형 확률분포 (Binomial distribution)

Binomial distribution in sampling

Applying binomial distribution to reliability and sample size calculations

Binomial distribution 과 Poisson distribution 의 수학적 관계

Poisson distribution의 함수

Exponential distribution 과 Poisson distribution 의 수학적 관계

신뢰성 보증 시험의 설계

고장률이 지수분포를 따를 경우 시험시간과 시료수 결정 (by Minitab)

와이블분포의 경우 시료수와 시험시간의 결정

Weibayes Approach : Sample size in reliability testing

와이블분포를 따를 경우 신뢰성보증시험 설계 사례

부하-강도 간섭 모델 (stress-strength interference model)

Overstress reliability model

Standard normal distribution

선형으로 결합한 통계변수의 평균과 분산

설계강도와 외부응력이 정규분포 할 때의 신뢰도 예측

SMPS에 적용되는 고압커패시터의 신뢰도 예측 사례

Safety margin and Loading roughness

요구되는 부하 및 사용 가능한 강도가 정규분포가 아닌 경우 신뢰도 예측 방법

Factor of safety

Derating

Reliability prediction using Monte Carol Simulation (MCS)

Statistical tolerance stack-up (by MCS)

가전제품용 Door hinge 의 신뢰성 추정

기계부품 및 고분자재료의 수명예측

Fatigue

Fatigue 정의 및 해설

피로파괴 중 고주기 피로파괴와 저주기 피로파괴의 파단면 특징

피로파괴의 원인

피로수명을 향상시키기 위한 방법

피로 수명 추정의 순서

Stress-based method (S-N diagram)에 의한 Fatigue 수명예측 : Basquin’s equation

S-N 곡선과 Miner’s law

Palmgren-Miner’s rule (fatigue damage model)

Palmgren-Miner’s rule 사례

Fracture mechanics

탄성균열 선단의 선형탄성 파괴역학 변수(K)

Brittle overstress fracture (using Monte Carlo Simulation)

파괴역학적 방법에 의한 파손 해석 순서 (피로파괴를 가정한 경우)

내구성 시험 : 기계 부품

내구시험 절차

등가손상 사이클의 계산

가속 모델을 고려한 등가 손상 사이클의 결정

플라스틱의 Fatigue 수명 예측 (using FEM)

고분자의 Creep

Creep & Stress relaxation의 거동

Creep 가속수명시험
▷ Time-Temperature Superposition (TTS) 적용을 위한 가속 Creep 시험 절차
▷ Time-Temperature Superposition (TTS) Principle : Viscoelastic master curve
▷ Time-Temperature Superposition (TTS) 적용을 위한 가속 Creep 시험 (WLF 이동인자 적용)

Field data를 이용한 수명예측 (Non-parameter & Parameter analysis) (by Minitab)

제품별 Field data 수집

비모수분석을 통한 수명분포 분석

Bathtub Curve 분석

모수분석을 통한 수명분포 분석

Warranty data analysis on Minitab

Warranty data의 Weibull analysis

MIL-HDBK-217F 를 이용한 고장률 예측

기본 가정

Does MIL-HDBK-217 predict field reliability?

왜 MIL-HDBK-217은 사용이 중단되었나?

수명예측모델의 결과 비교

부품 신뢰도 예측 방법

Methodology comparison matrix

Why physics-of-failure?

수명예측 방법의 비교

Part stress analysis 를 이용한 고장률 예측

Microcircuit 고장률 산출 사례

Relay 고장률 산출 사례

Derating

Diode 전류/역전압의 derating

Schottky diode 전류/역전압의 derating

Capacitor의 derating과 가속수명시험

단상 유도모터의 기동 및 운전용 필름 커패시터의 내구성시험 규격 : KS C IEC 60252-1 (running 용), IEC 60252-2 (start 용)

탄탈고체전해 커패시터의 사용전압의 derating 과 가속수명시험 사례

알루미늄전해 커패시터의 ripple current의 derating 과 가속수명시험 사례

Inductor 절연계급의 내열구분

절연물의 수명 및 저항법에 의한 온도상승 측정 방법

코일 vanish 재료의 가속수명시험

고장물리 (Physics-of-Failure)

고장물리의 공통성

통계적 접근방법과 고장물리 접근 방법의 차이점 : 수명 예측 모델

Life prediction methods: deterministic vs. statistical approaches

고장물리를 이용한 수명 예측 사례

Pipe system

Solder joint (BGA package)