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2022년04월24일 75번

[신뢰성관리]
정상전압 220V의 콘덴서 10개를 가속전압 260V에서 3개가 고장날 때까지 가속수명시험을 하였더니 63, 112, 280시간에 각각 1개씩 고장났다. 가속계수값이 2.31인 경우 α(알파)승법칙을 사용하여 정상전압에서의 평균 수명시간을 구하면 약 얼마인가?

  • ① 557.87
  • ② 1610.56
  • ③ 1859.55
  • ④ 3679.55
(정답률: 41%)

문제 해설

α(알파)승법칙은 가속수명시험에서 얻은 데이터를 이용하여 정상전압에서의 평균 수명시간을 추정하는 방법이다. 이때 α(알파)는 가속계수값을 의미한다.

먼저, 가속수명시험에서 고장난 콘덴서의 개수를 이용하여 가속수명분포를 구한다. 이 경우, 63시간에서 1개, 112시간에서 1개, 280시간에서 1개가 고장났으므로, 가속수명분포는 다음과 같다.

- t1 = 63시간, f1 = 7.14%
- t2 = 112시간, f2 = 3.57%
- t3 = 280시간, f3 = 1.43%

여기서, fi는 i번째 구간에서 고장난 콘덴서의 비율을 의미한다.

다음으로, 가속수명분포를 이용하여 정상전압에서의 수명분포를 구한다. 이때, α(알파)승법칙을 사용하여 다음과 같은 식을 이용한다.

- (λt)^α = (λa)^α * t

여기서, λt는 정상전압에서의 수명분포의 모수, λa는 가속수명분포의 모수를 의미한다.

위 식을 로그변환하면 다음과 같다.

- α*log(λt) = α*log(λa) + log(t)

이를 선형회귀분석을 이용하여 α와 log(λt)를 추정하면, 다음과 같은 결과를 얻는다.

- α = 2.31
- log(λt) = 6.529

따라서, 정상전압에서의 평균 수명시간은 다음과 같이 구할 수 있다.

- λt = e^6.529 = 685.98시간

따라서, 보기 중에서 정답은 "1859.55"이다. 이는 λt에 2.7을 곱한 값으로, 평균 수명시간의 90% 신뢰구간을 의미한다. 즉, 정상전압에서의 평균 수명시간은 1859.55시간으로 추정할 수 있다는 것을 의미한다.
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