신뢰성 공학에서의 용어정리

 과학이나 공학에서 사용되는 각종 용어에 대한 정의, 설계에서의 문제의 정의(problem definition) 등, 정의의 문제는 매우 중요하다.  그것은 그 정의에 따라 대상이 되는 사물이나 무제에 대한 본질이 거의 규정되고, 그 규정된 본질에 딸라, 그 이후의 전개가 체계적이지 목하며, 문제 해결이 어려워 진다. 

 

 

신뢰성 (信賴性, relaiability) 

  신뢰성이란 다음과 같이 정의하는 것이 일반적이다. 

 " 어떤 제품, 부품 또는 시스템이 규정된 조건하에서 지정된 기간에 걸쳐 요구되는 기능을 유지 수행하는 확률"

 

 확률로 정의 되므로, 수학적 표현 방법이 사용된다.  신뢰도라는 용어가 대신 사용되는 경우도 많다.  신뢰성이라는 용어는 제2차 대전 기간 중에 미국에서 전자장치의 고장, 수명추정과 관련하여 도입된 것으로 알려 졌다. 

 

파손(破損,  failure) 또는 고장(failure)

  신뢰성이 없는, 즉 "요구되는 기능을 수행하지 못하는 경우"를 파손(破損. failure) 또는 고장(failure) 라고 한다. 

 

  파괴(fracture) 

    파손과 비슷한 용여 파괴라는 것이 있다.  전혀 다른 개념이므로 혼동하지 않도록 하여야 한다. 파괴에 관해서도 엄밀한 정의가 있으나, 가장 쉽게 표현하면, "물체가 둘 이상으로 분리되는 현상"을 말한다.   파괴가 되지 않아도 파손이 될 수 있으며,  파괴가 되어도 파손이 되지 않는 경우가 얼마든지 가능 하다. 

 

안전성(安全性, safety)

    안전성이라는 용어는 신뢰성과 혼동하기 쉽다. 

통상적으로 안전하다라고 하는 것은 인간에 대해 피해를 줄 가능성이 거의 없는 상황을 말한다.  반대로 피해를 줄 가능성이 있는 경우 위험(危嶮, dangerous, risky)하다고 한다.  여기서 피해는 인명(人命)에 대한 것은 물론, 도난이나 경제적 활동으로서의 투자 등에 의해 발생하는 모든 것을 포함 한다. 

 

안전이란 피해 가능성과 연관된 개념으로, 본질적으로 확률적인 개념이라 말 할 수가 있다. 

안전성은 안전의 정도를 나타내는 용어로 , 다음과 같이 확률적특성을 포함한 위혐도에 의해 평가 하는 것이 일반적이다. 

 

위험도(危嶮道, risk)는 다음과 같이 정의되는 양이다. 

 

  위험도(risk) = 피해발생확률  X 피해크기

 

 용어 리스크(risk)

  위에서는 영어의 risk를 위험도라 번역하여 사용하였으나, 국내에서는 위험이라 번역하거나, 그대로 리스크(risk)라고 사용하는 경우도 많다.  대체로 위험 또는 위험이라 하면,  바람직하지 못한, 매우 부정적인 나쁘다는 위미가 강하나 risk의 의미에서 반드시 부정적인 면만 있는 것은 아니기 때문이다.  

   ex) risk-taker(모험적인 것을 즐기는 사람, 승부사), country risk (국가 신용도) risk의 의미에는, 불확실성이 매우 높아 실패할 가능성이 크다는 의미가 강하다고 보는 것이 좋을 것이다.  한편 실패하는 것은 언제나 부정적인 것만은 아니다. 

 

한편 risk(리스크)라는 용어는, 공학이나 기술 분야 뿐만 아니라, 경제 분야, 의학, 각종 과학분에서 널리 사용되고 있어,  그정의에 관해서는 약간씩 다를 수가 있다. 

 

리스크(risk, 위험도)는 위식에서 알수 있는 바와 같이, 피해 발생확률에 피해의 크기를 곱한 것으로, 발생확률보다 피해의 가능성에 중점을 두고 있다고 볼 수가 있다.  발생확률은 신뢰성과 관련된 순수학 공학적 문제일 것이나, 피해의 크기는 경제 및 사회에 미치는 영향과 밀접한 관계가 있는 문제 이며, 사람들의 인식에도 의존할 가능성이 크므로, 그 평가는 반드시 쉽지 않다고 보는 것이 좋을 것이다. 

  

  또 다른 한편,  리스크 값이 정량적으로 같다하여도,  리스크에 대한 사람의 인식(perception of risk)은 크게 다를 수 있다. 

 

안전계수(安全係數,  safety factor)

   기계공학에서와 같이, 설계에서의 재료의 강도가 문제가 되는 분야에서의 안전성을 나타내는 양으로 안전계수라는 것을 많이 사용해 오고 있다.  안전계수는 다음과 같이 정의 된다. 

 

안전계수 = 재료의 강도 / 허용응력

 

여기서 아용되는 재료의 강도와 허용응력은 각각 어떠한 하나의 확정된 특정 값으로, 평균치적 특성을 가진 값이다. 

  안전계수는, 예상한 하중과 다른 과대한 하중이 작용하는 경우 등, 설계 시 가정한 각종 조건에 대한 불확실성을 보완하기 위한 일종의 여유(margin)라는 의미가 크다.  확률적 특성을 지닌 안전성을 엄밀하게 나타내지 못한다는 결점이 있다. 기계공학에서 신뢰성 공학이 필요한 이유가 여기에 있다. 

 

 근래에는 재료의 강도와 하중의 확률적 특성을 고려한 안전계수 개념이 도입되어, 사용되는 추세에 있다. 

 

 

  위의 용어는 현업 업무에서 많이 쓰는 용어이다.  신뢰성, 위험성,  고장, 파손, 안전성, 안전계수 등이다. 

 

설비관리조직(maintenance)는 설비 유지 관리를 하는 업무를 하지만, 설비를 들여올때 위의 4가지 항목을 반드시 검토하여 설비를 들여온다.  

 

 

아래의 책의 내용을 가져온 것이다.  자세히 알고 싶으면 아래의 책을 구입하여 보면 된다. 

 

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