품질경영기사 신뢰성관리 예상문제
신뢰성관리는 품질경영기사 필기 5개 과목 가운데 하나입니다. CertHub가 이 과목으로 제작한 20문항 중 8문항을 정답·해설과 함께 아래에 실었습니다.
신뢰성관리 공략 — 고장률 일정이면 지수분포라는 출발점에서 MTBF, 시스템 신뢰도, 가용도로 넓혀 가며 계산을 반복하세요.
신뢰성관리 과목 개요
제품이 정해진 조건에서 정해진 기간 동안 기능을 유지할 확률을 다루는 과목입니다. 출제기준의 주요항목은 '신뢰성 설계 및 분석' 하나이며, 신뢰성의 개념(수명분포, 신뢰도 함수, 신뢰성 척도), 보전성과 가용성, 신뢰성 시험과 추정(고장률 곡선, 수명시험, 확률도, 가속수명시험, 간섭이론), 시스템의 신뢰도, 신뢰성 설계, FMEA·FTA 고장해석, 신뢰성관리가 세부항목입니다.
지수분포의 R(t)=e^(−λt), MTBF=1/λ, 직렬·병렬·2-out-of-3 시스템 신뢰도, 가용도처럼 짧은 계산이 과목의 절반 가까이를 차지합니다. 고장률이 일정하다는 조건이 붙으면 지수분포, 형상모수가 나오면 와이블분포로 바로 연결하는 연습을 해 두면 문제를 읽는 시간이 줄어듭니다. FMEA와 FTA는 분석 방향(상향식·하향식)과 계산(RPN, 게이트 확률)을 함께 정리합니다.
출제 비중
품질경영기사 필기 100문항 중 20문항(20.0%)이 신뢰성관리 과목에서 출제됩니다.출처 Q-Net 품질경영기사 출제기준 (2023.1.1~2027.12.31)
신뢰성관리 핵심 개념 요약
- 지수분포와 MTBF
- 고장률 λ가 일정하면 수명은 지수분포를 따르고 MTBF=1/λ, R(t)=e^(−λt)입니다. 지수분포는 무기억성을 가져 사용한 시간과 관계없이 앞으로의 신뢰도가 같습니다.
- 욕조곡선과 와이블 형상모수
- 고장률은 초기고장기간에 감소, 우발고장기간에 일정, 마모고장기간에 증가합니다. 와이블 형상모수 m<1은 감소, m=1은 일정(지수분포), m>1은 증가하는 고장률을 뜻하며, 와이블 확률지로 m을 추정합니다.
- 시스템 신뢰도
- 직렬은 신뢰도를 곱하고, 병렬은 1에서 모두 고장 날 확률을 뺍니다. 같은 부품 3개 중 2개 이상이 작동하면 되는 시스템은 3R²−2R³입니다.
- 가용도와 보전도
- 가용도는 MTBF/(MTBF+MTTR)입니다. 수리시간이 지수분포를 따르면 보전도는 1−e^(−μt)이고 μ=1/MTTR입니다. 수리하지 않는 품목의 평균수명은 MTTF, B₁₀ 수명은 10%가 고장 나는 시간입니다.
- 수명시험과 추정
- 정시중단시험의 총작동시간은 고장 난 부품의 시간 합에 남은 부품 수×중단시간을 더해 구하고, 이를 고장 수로 나누면 MTBF입니다. 고장률은 고장 수÷총시험시간이며, 온도 가속수명시험에는 아레니우스 모델을 씁니다.
- 간섭이론·신뢰성 설계·고장해석
- 강도와 부하가 정규분포면 신뢰도는 P(Z < (μ_S−μ_L)/√(σ_S²+σ_L²))입니다. 디레이팅은 부하를 정격보다 낮춰 쓰는 설계입니다. FMEA의 RPN은 심각도×발생도×검출도, FTA의 OR 게이트는 1−Π(1−pᵢ)입니다.
품질경영기사 신뢰성관리 예상문제 미리보기
신뢰성관리 과목 20문항 중 8문항입니다. 정답과 해설은 눌러서 확인할 수 있습니다.
- 신뢰성관리1번 문항고장률이 λ=0.002/시간으로 일정한 부품의 MTBF는?
- 1.500시간
- 2.2,000시간
- 3.0.002시간
- 4.200시간
정답·해설 보기
정답 1번. 500시간
고장률이 일정하면 수명이 지수분포를 따르고 MTBF = 1/λ = 1/0.002 = 500시간입니다.
- 신뢰성관리2번 문항고장률 λ=0.001/시간인 지수분포 부품을 100시간 사용할 때의 신뢰도는 약 얼마인가?
- 1.0.990
- 2.0.100
- 3.0.905
- 4.0.368
정답·해설 보기
정답 3번. 0.905
지수분포의 신뢰도는 R(t) = e^(−λt) = e^(−0.001×100) = e^(−0.1) ≈ 0.905입니다. 0.368은 t가 MTBF(1,000시간)와 같을 때의 신뢰도 e⁻¹입니다.
- 신뢰성관리3번 문항욕조곡선(bathtub curve)에서 우발고장기간의 고장률 형태는?
- 1.시간이 지날수록 감소한다
- 2.시간에 관계없이 거의 일정하다
- 3.시간이 지날수록 증가한다
- 4.0이다
정답·해설 보기
정답 2번. 시간에 관계없이 거의 일정하다
욕조곡선은 초기고장기간(고장률 감소, DFR), 우발고장기간(고장률 일정, CFR), 마모고장기간(고장률 증가, IFR)으로 나뉩니다. 우발고장기간에는 지수분포를 적용합니다.
- 신뢰성관리4번 문항와이블분포의 형상모수 m에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 1.m<1이면 고장률이 증가한다
- 2.m>1이면 고장률이 감소한다
- 3.m은 수명의 척도를 나타낸다
- 4.m=1이면 고장률이 일정한 지수분포가 된다
정답·해설 보기
정답 4번. m=1이면 고장률이 일정한 지수분포가 된다
와이블분포에서 m<1은 고장률 감소(초기고장), m=1은 고장률 일정(지수분포), m>1은 고장률 증가(마모고장)를 나타냅니다. 수명의 크기를 정하는 것은 척도모수 η입니다.
- 신뢰성관리5번 문항신뢰도가 각각 0.9, 0.9, 0.8인 부품 3개를 직렬로 연결한 시스템의 신뢰도는?
- 1.0.866
- 2.0.648
- 3.0.800
- 4.0.998
정답·해설 보기
정답 2번. 0.648
직렬 시스템은 하나만 고장 나도 전체가 고장이므로 신뢰도를 곱합니다. 0.9 × 0.9 × 0.8 = 0.648이며, 가장 약한 부품(0.8)보다도 낮아집니다.
- 신뢰성관리6번 문항신뢰도가 0.9와 0.8인 두 부품을 병렬로 연결한 시스템의 신뢰도는?
- 1.0.98
- 2.0.72
- 3.0.85
- 4.0.90
정답·해설 보기
정답 1번. 0.98
병렬 시스템은 둘 다 고장 나야 시스템이 고장 나므로 R = 1 − (1−0.9)(1−0.8) = 1 − 0.1×0.2 = 1 − 0.02 = 0.98입니다.
- 신뢰성관리7번 문항신뢰도 0.9인 같은 부품 3개 중 2개 이상이 작동하면 시스템이 작동하는 2-out-of-3 시스템의 신뢰도는?
- 1.0.999
- 2.0.729
- 3.0.810
- 4.0.972
정답·해설 보기
정답 4번. 0.972
R = 3R²(1−R) + R³ = 3R² − 2R³ = 3×0.81 − 2×0.729 = 2.43 − 1.458 = 0.972입니다. 3개 모두 작동할 확률(0.729)과 정확히 2개만 작동할 확률(0.243)을 더한 값입니다.
- 신뢰성관리8번 문항MTBF가 90시간, MTTR이 10시간인 설비의 고유 가용도는?
- 1.0.11
- 2.0.89
- 3.0.90
- 4.9.0
정답·해설 보기
정답 3번. 0.90
가용도 A = MTBF / (MTBF + MTTR) = 90 / (90 + 10) = 0.90입니다. 고장이 적을수록(MTBF↑), 수리가 빠를수록(MTTR↓) 가용도가 높아집니다.
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다른 종목 예상문제 PDF 보기기준일 2026년 10월 18일 · CertHub가 자체 제작한 예상문제입니다. 시행기관이 공개한 기출문제가 아닙니다.