신뢰도 배분 계산기 (AGREE / ARINC)

시스템 수준의 목표 신뢰도를 각 서브시스템·부품 수준의 신뢰도 요구사항으로 쪼개는 과정입니다. 직렬 시스템에서는 R_sys = R_1 x R_2 x ... x R_n이므로, 전체 목표를 만족하려면 각 서브시스템별 신뢰도 목표가 얼마여야 하는지 설계 초기에 결정해야 합니다. RBD(신뢰성 블록 다이어그램) 분석과 함께 활용합니다.

각 서브시스템의 복잡도·중요도·기존 신뢰도 데이터가 없는 개발 초기 단계에 사용합니다. 시스템 허용 고장률 lambda_sys = -ln(R_sys) / T를 서브시스템 수 n으로 균등 분배합니다. 단순하지만 실제 서브시스템 복잡도 차이를 반영하지 못해 일부는 과도한 요구, 일부는 너무 느슨한 요구가 될 수 있습니다.

항공 전자 분야(ARINC 1979)에서 개발된 방법으로, 기존 설계·유사 제품의 서브시스템별 고장률 데이터를 활용합니다. lambda_i_alloc = lambda_sys x (lambda_i_기존 / sum(lambda_k_기존)) 형태로 기존 고장률 비율에 비례해 배분합니다. 기존 데이터가 있는 설계 개선 프로젝트에 가장 현실적입니다.

1957년 미국 국방부 AGREE(Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment) 보고서에서 제안한 방법입니다. 서브시스템의 부품 수(복잡도)·중요도 가중치·동작 시간 비율을 동시에 고려합니다. 부품이 많고 중요도가 낮으며 동작 시간이 짧은 서브시스템에 더 높은 고장률(낮은 신뢰도)을 허용해, 설계 노력을 고중요도·고복잡도 서브시스템에 집중할 수 있게 합니다.

제품의 요구 수명(Design Life) 또는 한 임무 사이클 길이입니다. 항공기는 1회 비행 시간, 차량은 보증 수명(km 또는 시간), 산업 설비는 오버홀 주기, 군용 장비는 임무 시간이 기준입니다. T가 달라지면 배분되는 고장률과 신뢰도가 달라지므로, 계약·규격에서 명시한 요구 수명을 그대로 사용해야 합니다.

배분된 목표 신뢰도(R_alloc)에서 현재 추정 신뢰도(R_current)를 뺀 값입니다. 양수이면 현재 신뢰도가 목표에 미달해 설계 개선이 필요합니다. 음수이면 현재 신뢰도가 목표를 초과해 여유가 있으므로, 원가 절감이나 성능 향상에 자원을 재배분할 수 있습니다.

AGREE·ARINC 배분은 직렬 시스템에서 이론적으로 R_sys를 정확히 만족합니다. 다만 부동소수점 반올림, 또는 배분된 고장률을 정수 MTBF로 환산하는 과정에서 미세한 차이가 생길 수 있습니다. 달성 신뢰도와 목표의 차이가 0.001 이하이면 정상 범위입니다. 더 크면 각 서브시스템 고장률을 재확인하세요.

배분 결과를 설계 요구사항(DRD)으로 확정하고, 서브시스템별 Weibull 분석·FTA·MTBF 계산으로 배분 목표 달성 가능성을 검증합니다. 이후 신뢰성 성장 시험(RGT)·가속 수명 시험(ALT)으로 실제 신뢰도를 확인합니다.