ANSYS 블로그
July 29, 2019
DfR (Design for Reliability) 은 무엇인가?
엔지니어들은 종종 신뢰성 (DfR) 에 대한 설계의 중요성과 제품의 전반적인 효율성과 성공에 미치는 영향에 대해 이야기한다. 따라서 DfR의 기초를 살펴보고 회사가 이를 최상의 장점에 활용하는 방법을 살펴보겠습니다.
DFR은 무엇입니까?
기본적으로 DfR은 제품 또는 시스템이 예상 수명 동안 주어진 환경에서 지정된 기능을 수행하도록 보장하는 프로세스입니다.
신뢰성을 위한 설계는 제품과 시스템이 주어진 환경에서 예상 라이프사이클 동안 지정된 기능을 수행하도록 보장합니다.
DfR은 물리적 프로토타이핑 전 설계 단계에서 발생하는 경우가 많으며, 전반적인 설계 우수성(DfX) 전략의 일부이기도 합니다. 그러나 곧 알게 되겠지만 DfR의 사용은 확대될 수 있고 확장되어야 합니다.
DFR이 중요한 이유는?
오늘날 기술의 복잡성으로 인해 DfR은 그 어느 때보다 중요하며 가치가 있습니다. 이러한 이유 중 일부는 다음과 같습니다.
- 제품 차별화: 전자 기술이 발전함에 따라 가격 및 성능과 같은 전통적인 측정 기준을 통해 제품을 경쟁업체와 차별화할 기회가 줄어듭니다.
- 신뢰성 보장: 첨단 회로, 정교한 전력 요구 사항, 새로운 부품, 새로운 재료 기술 및 덜 강력한 부품으로 인해 신뢰성을 확보하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.
- 비용 관리: 프로젝트 예산의 70% 가 설계에 할당됩니다.
- 이익 보존: 제품 출시가 빨라지므로 매출과 시장 점유율 침식을 방지합니다.
DFR은 언제 사용되는가?
대부분의 회사는 지정된 프로젝트 개발 주기의 설계 및 개발 단계에서 DfR를 적용합니다. 그러나 이러한 일반적인 방법은 개발 프로세스에서 너무 늦게 발생합니다.
성공적인 DfR을 위해서는 제품 설계와 프로세스 계획을 동시 엔지니어링으로 알려진 응집력 있는 대화형 활동으로 통합해야 합니다. 안정성을 테스트하는 것보다 안정성을 위해 설계하는 것이 비용이 덜 든다는 점을 명심하십시오. 개념 실현 가능성 단계에서 신뢰성 고려 사항을 구현할 때는 안정성을 염두에 두고 모든 결정을 내려야 합니다. 따라서, DfR은 개념 타당성 단계에서 가장 효과적입니다.
제품 개발 중에 종합적인 디자인 검토를 수행하는 것은 신뢰할 수 있는 제품을 확인하기 위한 검증된 방법입니다.
DFR을 사용해야 하는 사용자
동시 설계 최적화를 목표로 하는 일반적인 엔지니어링 사일로에서는 생산성이 저하됩니다. 대신, 동시 엔지니어링은 모든 필수 프로젝트 팀 구성원의 기여에 달려 있습니다. 결과적으로 DfR에 포함되어야 하는 것은 다음과 같습니다.
- 컴포넌트 라이브러리를 관리하는 컴포넌트 엔지니어
- 어셈블리에 대한 시스템 제약 조건을 설정하는 시스템 엔지니어
- CAD (computer-aided design) 책임이 할당된 레이아웃 엔지니어
- DFM 및 어셈블리/박스 연결을 담당하는 제조 엔지니어
- 전력 요구사항에 따라 보드를 개발하는 열 엔지니어
- 환경 스트레스 선별(ESS) 및 회로 내 테스트(ICT) 매개변수를 설정하는 테스트 엔지니어
- 일반적으로 설계 단계 이후 DfRs의 일부가 되는 통계 기법 및 환경 테스트에 집중하는 신뢰성 엔지니어
제품 또는 시스템의 안정성을 보장하기 위해
완료해야 하는 프로세스는 길지만
그럴 만한 가치가 있습니다.
제품을 더 잘 이해하고 의존할 수 있습니다
DFR 모범 사례
다음은 거의 모든 프로젝트의 개발에 적용할 수 있는 몇 가지 DfR 모범 사례입니다. 또한 이러한 모범 사례는 프로세스를 안내합니다.
- 생존성을 기반으로 신뢰성 목표를 설정합니다. 이는 종종 신뢰도 95%와 15년에 걸친 신뢰도 90%와 같은 신뢰도 수준을 보입니다.
- 평균 고장 시간(MTTF)과 평균 고장 시간(MTBF)은 신뢰도를 측정하지 않으므로 방지합니다. 역사적으로, MTBF는 항상 정확하지는 않은 일정한 고장률을 가정하는 경험적 예측 핸드북을 사용하여 계산되었습니다.
성공적인 DfR을 위해 제품 설계와 프로세스 계획을 동시 엔지니어링으로 알려진 응집력 있는 대화형 활동으로 통합해야 합니다.
- 고장 물리학(PoF)을 사용하여 원하는 수명 및 환경이 설계에 어떤 영향을 미치는지 깊이 이해할 수 있습니다. 여기에는 상당한 노력이 필요하지만 다음과 같은 이점이 있습니다.
- 평균적이고 현실적인 최악의 시나리오 결정
- 모든 고장 유발 부하 식별
- 온도
- 습도
- 부식
- 전력 순환
- 전기 부하 및 소음
- 기계적 벤딩
- 불규칙 및 조화 진동
- 충격
- 모든 환경 포함
- 제조
- 운송
- 저장
- 처리
- 이 단계에서는 치수를 느슨하게 유지하십시오. 하드웨어 오류의 대부분은 임의의 크기 제약으로 인해 발생합니다.
Ansys 셜록 자동 설계 분석 소프트웨어 는 제품 개발 프로세스 초기에 신뢰성 통찰력을 제공하여 DfR을 강화합니다. 이를 통해 제품 안정성, 개발 시간 및 비용 절감 효과가 최적화됩니다.
개발 프로세스에 DfR을 도입하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 아래의웨비나를 시청하세요.
설계 프로세스에 신뢰성 물리 구현: 모든 매니저와 엔지니어가 알아야 할 사항
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