자동차 구동축 소음에 대한 신뢰성 개선 프로세스와 가속수명시험 모형의 개발

Abstract

자동차에 있어서 신뢰성은 매우 중요한 요소이다. 신뢰성이 부족할 때 대량 클레임이나 리콜이 발생하며 궁극적으로 고객의 구매력을 상실하게 만들어 기업의 지속 가능성을 어렵게 만든다. 신뢰성은 고객에게 차량이 판매되기 전에 개발 단계에서 확보되어야 한다. 대량 생산과 판매 이후에 신뢰성을 개선하는 것은 생산 공정의 변경과 필드에서 대응해야할 제품이 많아지는 등 개발 단계에서의 비용과 노력 대비 엄청난 손실을 요구하기 때문이다. 하지만 그동안의 많은 신뢰성 연구는 차량 개발과 분리되어 부품 자체의 수명 개선으로 집중되어 온 측면이 있었다. 이에 본 논문에서는 개발 단계에서 차량의 신뢰성 확보를 위하여 고장률 목표를 설정하고 신뢰성을 성장시켜 필드 고장률과 일치시키는 신뢰성 개발 프로세스를 제안하였다. 기존 차의 필드 데이터를 통해 신뢰성의 계층적 구조 분석을 시행하고 하위 요소로 신뢰도를 할당하며 실차 평가를 통하여 고장률의 개선 추이를 통계적으로 모니터링 하는 방법론을 제시하였다. 차량의 신뢰성은 이를 구성하는 부품의 신뢰성으로 결정된다. 본 논문에는 20개의 부품의 개선을 통하여 정립된 부품 신뢰성 개선 프로세스가 포함되었다. 문제정의, 시험계획, 가속시험 및 신뢰성 분석, 개선안 도출과 가속시험의 단계별 방법론이 설명되었다. 실제 개선 사례로서 드라이브샤프트 출발 시 소음에 대한 가속 시험 모형이 개발되었다. 드라이브샤프트 소음은 기존 차에서 5년 누적 0.29%의 수명을 보였다. 목표치 0.1%를 달성하기 위하여 필드 클레임이 통계적으로 분석 되었으며 고장 모드 확인을 위한 실차 시험, 그리고 재료시험, bench 시험이 이루어졌으며 이를 기초로 가속시험 모드가 결정되었다. 최종적으로 개선안은 가속시험모형을 통해 신뢰성 목표를 달성하였음이 입증되었다.