품질은 보이지만, 신뢰성은 보이지 않는다.
따라서, 보이지 않는 것을 보이도록 해서 문제점을 개선하는 것이 중요하다. 또한 품질은 초기 특성이고, 신뢰성은 내구 특성이다.
신뢰성에 대한 이해를 위해 몇가지 정의를 점검해 보자.
시스템이란 같은 목적을 위해 함께 일하는 부분의 결합체이다. 고장이란 제품이 요구되는 기능을 다하지 못하는 것을 말한다. 자동차에서 고장이란 다양하다. 예로 달리지 못하는 것, 소음이 큰 것, 가속력이 부족한 것 등 고장의 범위가 넓어지고 있다.
내구 신뢰성은 어떻게 하면 좋아질까?
우선, 우리의 생각을 바꿔야 한다. 과거에는 10년 전부터 지금까지의 지식으로 1년 후에 판매할 제품을 설계했다. 지금은 엔지니어가 새로운 지식으로 발전해서 다양한 지역과 미래를 검토하여 5년 후에 팔릴 제품을 설계 한다. 또한 통계적 사고를 해야 한다. 통계적 사고를 해야 하는데 꼭 알아야 할 모든 시스템의 성능은 여러 요소가 얽혀 있는 복합 시스템에서 이루어진다. 또한 모든 시스템의 성능에는 산포가 존재한다. 시스템의 산포를 파악하고 줄이는 것이 성공의 열쇠이다.
신뢰성 관련 우리의 환경은 어떤가.
STRESS 대비 STRENGTH 안전율이 충분한데 왜 필드 클레임이 발생할까. STRESS는 온실 조건으로, STRENGTH는작품으로 시험을 하기 때문이다. 작품은 모든 도구, 모든 기술로 최선을 다해 만든 것이다. 하지만 제품은 재료 변동, 생산 방법, 작업 방법 등의 변동으로 산포가 있다. 따라서 STRESS는 온실에서 야생으로 바뀌고, STRENGTH는 작품에서 제품으로 바뀐다. 즉 산포가 발생하고 산포가 중복되는 부분에서 고장이 발생 하는 것이다.
우리는 고장 ZERO를 목표로 개발한다.
그렇다면 어떻게 설계를 해야 하는가.
방법은 낮고 적당한 안전율을 가지는 강건설계를 하는 것이다. 즉 STRESS의 산포는 우리가 어찌 할 수 없는 부분 이지만, STRENGTH 산포를 줄이고 안전율을 동시에 확보해야 한다. STRENGTH (제품)의 산포를 줄이는 것이 어렵다면 안전율을 높여야 한다. 안전율을 높이려면 COST가 올라가는 문제가 있고, STRESS는 지역과 시대에 따라서 변화한다. 전세계 국가 별로 다른 STRESS와 산포를 가진다. 시대가 변하면서 고객의 환경 조건도 변화한다. 평가도 작품으로 온실조건으로 평가하지 말고, 제품을 야생조건에서 평가 해야 한다. 노이즈를 고려한 최적화를 통해 강건설계를 하면, 신뢰성 높은 제품을 개발할 수 있는 것이다.
생각을 바꾸어, 왜 DFSS (Design For Six Sigma)를 해야 하는지도 생각해 보기 바란다.
업데이트 2020.7.16.