• 제목/요약/키워드: 고장 모드

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다수의 고장모드를 가지는 기계부품의 신뢰성 분석 (Reliability Analysis of Mechanical Component with Multiple Failure Modes)

  • 장무성;최병오;강보식;박종원;이충성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권9호
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    • pp.1169-1174
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    • 2013
  • 대부분의 제품은 다수의 고장모드를 가지지만, 일반적으로 신뢰성 분석에서 고장모드 별로 분석하는 경우는 많지 않다. 또는 신뢰성 분석 시 고장모드에 대한 정보를 제공하지 않거나 대표적인 고장모드로 분석하기도 한다. 특히 신뢰성 인증시험에서 가정하고 있는 형상모수는 제품의 형상모수보다는 고장모드에 대한 형상모수 값이 더 중요하다. 본 연구에서는 다수의 고장모드를 가지는 기계부품에 대한 신뢰성 분석방법으로 경쟁 고장모드 분석방법과 혼합 와이블 분석방법을 소개한다. 그리고 3 가지 고장모드를 가지는 공기압 실린더의 사례에 대해 각 고장모드 별로 형상모수를 구하였으며, 3 가지 고장모드를 고려했을 때와 하나의 고장모드로 가정했을 때의 신뢰성 측도($B_{10}$ 수명, 특성 수명)을 비교하였다.

신뢰도 기반 정비를 위한 기기 고장 데이터 분석

  • 정현종;최광희;김영호;홍승열
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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    • pp.252-257
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    • 1998
  • 국내 원전에 신뢰도 기반 정비(RCM : Reliability Centered Maintenance) 기법을 도입하기 위해 수행하고 있는 영광 1,2호기 시법계통 RCM 분석에서 관련 기기의 고장데이터를 RCM 분석 방법론에 따라 분석하였다. 본 논문에서는 작업의뢰서와 작업보고서 기록내용을 토대로 지배적인 고장모드 및 다빈도 고장발생 기기를 파악하여 고장원인을 분석하였으며, 기기 유형으로 분류하여 고장들을 분석하였다. 분석결과 지배적인 고장모드는 EPRI에서 분류한 고장모드에 모두 포함되었으며, 고장빈도가 높은 기기의 고장원인은 운전환경, 사용유체, 운전형태, 기기 형식 등에 따라 고장메커니즘이 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 기기 유형으로 분류하여 고장모드별로 고장율을 분석한 결과 미국의 Generic Data(IEEE Std 500-1984)와 근소한 차이를 보이거나 약간 낮은 것으로 분석되었으며, 고장율이 높은 기기 유형을 단위 기기별로 세분화하여 분석한 결과 공기구동 조절벨브의 외부누설 고장율은 1.10E-06 이지만 충전유량 조절밸브의 고장율은 1.70E-05로서 약 10배 정도로 고장율이 높은 것으로 분석되었다. 기기별로 세분화한 고장을 분석 결과는 시범계통 RCM 분석시 고장모드 영향분석(FMEA. Failure Mode and Effective Analysis) 단계에서 필수기기를 선정하는 하나의 인자로 활용하였으며, 고장율의 역수로 구한 고장간 평균시간(MTBF:Mean Time Between Failure)은 정비주기 선정시 기초데이터로 활용된다.

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Two-Step 구조의 인공신경망을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 (Multiple Switches Open-Fault Diagnosis Using ANNs of Two-Step Structure for Three-Phase PWM Converters)

  • 김원재;김상훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.282-283
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    • 2020
  • 3상 컨버터에서 스위치의 개방고장이 발생한 경우 고장 전류에 직류 및 고조파 성분이 발생할 수 있으며, 보호회로에 의한 고장 감지가 어려우므로 주변 기기에 2차 고장이 발생할 수 있다. 단일 및 이중 스위치 개방고장의 경우 21가지 고장 모드가 존재한다. 본 논문에서는 이러한 고장 모드를 진단하기 위해 정지 좌표계 d-q축 전류의 직류 및 고조파 성분을 활용하는 two-step 구조의 ANN(Artificial Neural Network)을 제안한다. 고장 시에 발생된 직류 및 고조파 성분 전류는 ADALINE(Adaptive-Linear Neuron)을 통해 얻는다. 고장 진단의 첫 번째 단계에서는 직류 성분을 기반으로 ANN을 이용하여 고장모드를 6개 영역으로 분류한다. 두 번째 단계에서는 6개의 각 영역에서 직류 성분과 전류의 THD(Total Harmonics Distortion)를 기반으로 ANN을 이용하여 개방고장이 발생한 스위치를 진단한다. 제안된 Two-step 방법으로 고장을 진단하므로써 간단한 구조로 ANN의 설계가 가능하다. 3.7kW급 3상 PWM 컨버터로 실험을 통해 제안된 방법의 효용성을 검증하였다.

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정성적 및 준-정량적 신뢰성 분석 기법을 이용한 하이브리드 로켓 설계 (Design of Hybrid Rocket System Using Qualitative and Semi-Quantitative Reliability Analysis)

  • 문근환;박영훈;최주호;김진곤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권1호
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    • pp.69-76
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    • 2017
  • 본 연구에서는 대표적 정성적 신뢰성 분석 기법인 FMEA(고장모드 및 영향 분석)와 준-정량적 분석 방법인 치명도 분석을 이용하여 소형 하이브리드 로켓 설계를 수행하였다. 설계 중인 하이브리드 로켓을 총 31개의 부품으로 나누고 각 부품에서 발생할 수 있는 총 72개의 고장모드를 고려하여 FMEA를 수행하였으며 고장모드의 원인과 영향을 분석하였다. 또한 고장모드들의 정성적인 심각도 평가를 수행하고, 고장모드의 고장률 데이터를 이용하여 치명도 분석을 추가적으로 수행하였다. 분석 결과 설계 시 중점적으로 고려해야 할 고장모드를 파악하였으며 하이브리드 로켓의 신뢰도를 높이기 위해 고장모드들의 설계 및 재질 변경 등의 개선 조치를 설계에 반영하였다.

최소절단집합과 퍼지이론을 이용한 FMECA 전문가 시스템 (Expert System for FMECA Using Minimal Cut Set and Fuzzy Theory)

  • 김동진;김진오;김형철
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.342-347
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    • 2009
  • 고장모드, 영향 및 임계분석(FMECA)은 시스템의 구성요소가 갖는 잠재적인 고장모드와 각 고장모드가 시스템에 미치는 영향을 평가하는 도구로 활용된다. 일반적으로 FMECA는 관련 전문가들의 의견에 따라 고장모드의 심각도와 치명도를 평가하여 이를 위험도 매트릭스의 양축으로 나타냄으로써 중요한 고장모드에 대한 분석을 수행한다. 그러나 이러한 절차는 평가가 전문가의 주관에 의해 이루어져 결과에 불확실성이 포함될 수밖에 없다. 따라서 본 논문에서는 최소절단집(MCS)와 퍼지이론을 이용한 새로운 FMECA 절차를 제안한다. 심각도 평가에 있어서는 MCS를 이용함으로써 객관적인 구조적 중요도를 평가할 수 있게 하였고, 치병도의 평가에서는 설비의 대표적인 고장률을 이용하였다. 그리고 두 지수를 종합하기 위해 퍼지 전문가 시스템을 구성하여 종합적인 위험도를 평가하였다.

고체 로켓 추진 기관의 신뢰성 분석을 위한 준-정량적 FMECA (Semiquantitative Failure Mode, Effect and Criticality Analysis for Reliability Analysis of Solid Rocket Propulsion System)

  • 문근환;김진곤;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권6호
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    • pp.631-638
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고체 로켓 추진 기관의 신뢰성 분석을 위해 준-정량적 FMECA를 수행하였다. 준-정량적 FMECA는 고장모드 및 영향 분석(FMEA)과 치명도 분석(CA)를 포함하는 분석 기법으로서, FMECA 수행을 위해서 FMEA는 고체 로켓 추진 기관을 43개의 부품으로 나누어 각 부품에 대하여 도출된 총 137개의 고장모드에 대해 수행하였다. 또한 일부 고장모드의 고장률 데이터를 이용하여 치명도 분석을 수행하였다. 준-정량적 FMECA 수행을 통하여 고체 로켓 추진 기관의 각 부품에서 발생 할 수 있는 잠재적 고장모드와 고장원인 및 영향을 분석, 정리할 수 있었으며, 우선적인 개선 조치가 필요한 중요 고장모드를 확인할 수 있었다.

계통환경에 따른 태양광인버터의 고장 모드 설계 (Failure Mode Design of PV Inverter According to Grid Conditions)

  • 민준기;나병훈;황의선
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.24-25
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    • 2016
  • 계통연계형 태양광인버터의 경우 실외 설치가 일반화 됨에따라, 계통현경 및 주위환경의 영향을 받게 된다. 특히 부하 말단, 다수대 병렬 운전의 경우에 있어 계통 고장상황에 따른 고장 모드 설계가 필요하다. 이러한 고장 모드 설계에 대해 소개한다.

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고장포용시스템에서의 다중 모듈 하드웨어 여분의 신뢰도 분석 (Analysis on the Reliability of the Multi-Module Hardware Redundancy in the Fault Tolerant System)

  • 홍태화;김학배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.791-793
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    • 1999
  • 제어 컴퓨터의 고장으로 인해 인명이나 재산에 치명적 영향을 미치는 safety-critical 실시간 시스템을 제어하고 모니터링하기 위해 디지털 컴퓨터의 사용은 점점 일반화되고 있다. 특히, VLSI 기술의 급격한 발달로 인해 하드웨어가 초소형화 되고 대량생산이 가능해진 현실에서 이러한 제어 컴퓨터의 극대화된 신뢰도 요구를 만족시키기 위해 막중한 하드웨어 여분(hardware redundancy)이 널리 사용되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 N개의 다중 모듈(multi-module)로 이루어진 하드웨어 여분의 운영 모드를 분석하고 각 운영 모드에서 고장이 발생할 경우 모드의 전환과 그로 인한 신뢰도의 변화를 계산할 것이다. 그리고 간단한 시뮬레이션을 통해 전환된 여러 모드 중 가장 우수한 신뢰도를 갖는 모드를 평가하게 된다.

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슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘 (Kinematic Model based Predictive Fault Diagnosis Algorithm of Autonomous Vehicles Using Sliding Mode Observer)

  • 오광석;이경수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권10호
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    • pp.931-940
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    • 2017
  • 본 논문은 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘에 관한 연구이다. 자율주행 자동차는 안전한 주행을 위해 신뢰성이 확보된 주행 환경 정보와 차량의 동적상태 정보가 필요하다. 센서 정보의 신뢰성 판단을 위해 본 연구에서는 종방향 기구학 모델기반 슬라이딩모드 관측기를 이용하여 종방향 환경정보와 차량 가속도 정보를 실시간으로 상호 보완적 고장진단이 가능한 예견 알고리즘을 제안하였다. 적용된 슬라이딩 모드 관측기는 종방향 환경정보의 고장신호에도 강건한 입력신호 재건성능을 보이면서 알고리즘의 신뢰성을 확보할 수 있었다. 예견 고장진단 알고리즘의 합리적 성능평가를 위해 네 가지 조건에 대한 실제 주행 데이터 기반 선행차량 추종시나리오를 적용하였다. 성능평가 결과 본 연구에서 제안된 예견 고장진단 알고리즘은 모든 평가조건과 주행 시나리오에 대해 합리적인 고장진단 성능을 보여주었다.

LCD BLU 광원용 LED chip level의 수명시험 및 고장모드 분석 (Life time test & Failure mode analysis of LED chip level for LCD back lighting unit)

  • 박승현;임수현;황남;조용익
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1556-1557
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    • 2007
  • LCD BLU에 광원의 수명을 측정하고, 고장모드를 분석하기 위해서는 광원을 구성하고 있는 각각의 성분 중에서 광원 자체를 구성하고 있는 R/G/B 광원에 대한 Burn-in test 및 고장모드를 분석하였다. LCD BLU에 있어서 R/G/B LED광원의 역할은 BLU 자체의 수명과 성능에 가장 큰 영향을 미친다. 서로 각각 사용조건하에서의 수명과 성능의 차이에 따라서 BLU 자체의 수명이 결정된다. 이를 평가가기 위해 LED device에 대한 가속수명테스트를 위한 Burn-in test를 실시하였으며, 발생한 고장모드를 분석하였다. 분석결과 누설전류 증가로 인한 불량이 주로 발생하였다. 누설전류 증가를 평가하기 위해 Photo emission microscope(PHEMOS-1000, MoDooTEK Inc.)을 이용하여 저전류에서의 LED chip의 누설전류에 의한 발광을 관찰함으로 인해, LED chip의 신뢰성 및 평가 기준이 됨을 알 수 있다.

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