정부에서는 국산 부품·소재의 신뢰성을 선진국수준으로 제고시키기 위해 2001년 4월1일부터 부품·소재전문기업의 육성 등에 관한 특별조치법, 동법 시행령 및 동법 시행규칙을 제정하여 ’01년 현재 선진국 대비 62% 정도인 부품·소재의 신뢰성수준을 2010년까지 100% 수준으로 향상시키는 것을 목표로 신뢰성향상사업을 추진하고 있다.
세부사항으로는 매년 발굴된 품목에 대한 평가기준개발 및 제정, 평가 전담인력 및 전용공간 확보 등으로 세계적수준의 부품·소재산업을 육성하기 위한 신뢰성 평가기반구축과 신뢰성의 산업계 확산을 위하여 신뢰성평가·인증제도의 정착, 그리고 산업자원부 기술표준원에 신뢰성정보센터를 설치하여 신뢰성정보의 실시간 공급시스템을 구축하는 한편 산업 전반에 확대·보급을 위한 전문인력 양성·홍보 및 국제협력추진을 중점적으로 진행시키고 있다.
이에 따라 한국조명기술연구소는 2002년부터 산업자원부에서 조명분야의 신뢰성 평가지정기관으로 지정받아 업계 및 관련 조합 및 단체들과 협력하여 국제경쟁력이 극히 취약한 국산조명부품·소재의 신뢰성을 선진수준으로 제고시키기 위하여 신뢰성향상기반구축사업을 사명감을 갖고 수행하고 있다.
일반조명시스템의 신뢰성이란 ‘조명 부품·소재나 제품 시스템 등이 주어진 사용 환경조건 하에서 고장 없이 일정기간동안 최초의 품질과 성능을 유지하는 특성’을 말하며 신뢰성이 좋은 제품은 고장 없이 오래 쓸 수 있고 소비자가 만족하는 제품을 말하는 것이다.
따라서 신뢰성기술은 제품 사용 중의 고장발생이나 사용수명 등에 대한 평가를 실시하여 이를 입증하는 대표적인 선진국형 기술이며 우리나라에서는 신뢰성 평가기술이 미흡하여 국산 부품·소재가 수요자의 신뢰를 얻지 못하고 시장진입에 큰 어려움을 겪고 있는 것이 현실이다.
경제적인 측면에서는 국내 전기사용량의 약 20%를 조명기기 관련 제품들이 차지하고 있으나 대부분의 조명업체들이 영세하여 R&D투자가 어렵고 이에 따라 신기술·신제품 개발은 물론 부품·소재와 완제품에 대한 신뢰성을 입증할 수 있는 평가능력이 절대 부족한 상태이기 때문에 국내시장도 선진 다국적 기업들의 생산제품에 급속하게 점유당하는 계기가 되고 있다.
PHILIPS, GE, OSRAM, SYLVANIA 등 선진 다국적 기업들은 선진 기술력을 앞장세운 무차별적인 제품홍보 공세와, 수입자유화에 따른 저가의 중국, 동남아제품의 범람으로 국내조명산업 전반이 위축되어 가고 있는 실정이며 또한 안전성 및 신뢰성이 확보되지 않은 일반조명시스템에 대해 등기구업체 및 건설업체의 사용 기피로 국내조명산업의 수익성 악화 및 이로 인한 발전낙후의 악순환이 지속되고 있음을 알고 있다.
더구나 2002년 7월부터 시행되고 있는 제조물 책임법(PL)으로 인하여 조명제품의 안전성 확보 및 제조업체의 위험 분산을 위한 확대 대책이 현안으로 대두되고 있다.
이를 극복하기 위해서는 조명업계가 적극적인 신뢰성 향상사업을 통해 국내생산 조명관련 부품·소재의 신뢰성 인정으로 선진제품과 품질수준이 동등하게 되면 내수 활성화로 수입대체는 물론 수출증대 효과도 지대하여 조명산업발전이 극대화 될 것으로 믿어 의심치 않는다.
이미 미국ㆍ유럽에서는 ULㆍVDE의 안전인증규격을 적용하면서 부품ㆍ소재와 완제품을 별도로 구분하여 신뢰성평가를 실시하고 동 신뢰성평가 결과 적합한 부품ㆍ소재를 사용한 완제품에 대한 품질 경쟁력 및 신뢰도를 제고시키는 정책을 지속적으로 추진하고 있음을 이미 경험한 바 있다.
기술적인 측면에서 보면 우리나라의 조명기기산업은 내수지향형으로서 자체기술의 개발보다는 해외기술을 모방하여 성장하여 왔으므로 조립, 생산기술 수준은 향상되어 왔으나, 설계기술, 소재기술, 부품가공기술, 금형기술, 광학기술등의 원천핵심 기술은 선진 외국제품의 75%∼92%수준 정도의 열세를 보이고 있다.
핵심부품·소재산업이 극히 취약하여 상당부분 수입에 의존함에 따라 가격경쟁력이 떨어지고, 전문인력 및 고급 기술력의 부족과 협소한 국내시장에서 소규모업체의 시장난립으로 인한 채산성 악화 등으로 인해 적극적인 기술개발을 외면하고 조명제품 전반에 걸쳐 제품의 성능이 떨어지고, 기초기술이 낙후되어 있는 상태로서 이들의 성능을 향상시키기 위한 개발노력이 부족한 면도 없지 않다.
특히 상대적으로 적은 규모인 개발비나 정부지원도 신기술 신제품에만 집중되어 있어 기초 원천기술의 향상에는 거의 투자가 되지 않고 있는 형편이다.
램프의 발광관, 봉입물질, 전극물질, 형광물질, 외관 등의 부품·소재가 적절한 특성의 정합수준을 달성하지 못하고 있으며, 국내에서는 생산이 거의 되지 않고 수입에 의존하는 경우가 많고 조명기구의 경우도 반사판소재, 소켓, 단자, 전자식 및 자기식안정기, 콘덴서 등의 부품과 소재에서 많은 신뢰성문제가 발생하고 있다.
또한 생산된 제품의 성능을 평가하는 기준과 기술이 부족하고 평가분석 할 장비 등의 인프라 구축이 되어 있지않아 자사의 제품에 대한 성능도 제대로 파악하지 못하고 있는 업체들도 많아 성능향상과 신제품개발에서의 적절한 방향을 설정 하기가 어렵게 되어 있다.
정부에서의 신뢰성인증 대상품목 발굴의 기본계획은 차세대 성장 동력산업 등을 견인하는 핵심부품·소재 또는 산업계 니즈를 충실히 반영한 신뢰성평가품목 이거나 선택과집중에 따라 신뢰성 적용이 시급한 분야를 우선 발굴하여 지원하고 있다.
2000년 시범사업을 포함하여 2001년에는 54개 품목을 발굴하였고 2002년에 69개품목, 2003년도에 78개 품목을 발굴하여 신뢰성향상사업 및 평가인증사업을 추진했으며 2004년에도 90여개 품목을 발굴하여 추진해 나갈 계획이다.
품목선정의 세부원칙으로는 신뢰성확보가 시급하고 시장에서 수명 또는 고장률 등의 신뢰성데이터를 요구하는 품목과 세계일류상품, 차세대 동력산업 등의 핵심부품·소재 또는 향후 Global sourcing이 유망하여 세계시장 선점이 가능한 품목, 생산업체 및 수요기업수가 많아 매출액과 시장규모 등을 고려시 파급효과가 큰 품목을 선정하여 중점적으로 지원하고 있다.
조명부품·소재의 신뢰성향상사업을 수행하고 있는 우리연구소에서는 2002년에 제조업체 및 수요기업에 일반조명시스템에서 고객 불만이 가장 많고 신뢰성이 확보되면 선진제품과 경쟁력을 갖출 수 있는 품목을 설문 조사하여 신뢰성평가가 가장 시급한 것으로 판명된 백열전구, 형광램프, 안정기내장형램프 등의 일반조명용 램프 및 형광램프용 전자식 및 자기식 안정기를 우선 발굴하였고 해외규격(ISO/IEC, UL, CSA 등)과 선진 단체규격을 참조하고 국내·외 시료에 대한 가속수명시험 등의 신뢰성평가를 통한 정확한 데이터를 확보한 후 고장물리를 기초로 한 FMEA등의 고장모드, 고장해석 결과를 신뢰성평가 방법의 자료로 활용하여 세계최고수준의 신뢰성평가기준(품질평가기준 + 수명, 고장율 평가기준)을 개발하는데 주력했다.
그 후 일반품질평가는 기존에 구축되어 있는 장비를 최대한 활용을 하고 신뢰성 평가기준에 따른 가속수명 평가시험(ALT: Accelerated life testing) 장비를 개발 및 확충하여 인증평가는 물론 동종업계가 활용할 수 있도록 구축했다.
구축된 장비를 보면 일반조명시스템의 전압, 개폐사이클, 온도, 진동, 충격 등의 사용환경에 따른 스트레스를 변화시켜 조기에 고장모드를 발견할 수 있도록 수명시험대, 가속수명시험챔버, 내구성시험장치, 촉진내후성시험장치 등의 평가 장비와 시험 중에 발생한 고장현상을 분석 할 가스정량분석기, 3차원측정기, 형광체분광분석기, 전자현미경, Power Analyzer등의 고장분석을 위한 분석장비로 나누어 구축했다.
또한 평가시험데이터를 통계적으로 분석하고 제품의 개발단계에서 수명예측이 가능한 Relex 7.0과 ALTA 6 등의 신뢰성 Software를 설치하여 운영하고 있다.
2003년에는 자동차용 전구(할로겐 필라멘트전구, 고압방전전구) 및 형광램프용 스타터(글로우스타터, 전자스타터)를 발굴하여 2002년도와 동일한 절차에 따라 수행하고 있고, 2004년도에는 고압방전램프, 고압방전램프용 안정기, 형광램프용 고조도반사갓, 형광램프용 홀더, 도로표지병 반사판 등을 발굴하여 전반적인 일반조명시스템에 대한 신뢰성향상사업을 지속적으로 추진해 나갈 계획이다.
2002년도에 발굴되었던 백열전구, 형광램프, 안정기내장형램프 및 형광램프용 안정기 등에 대해서는 생산업체 및 수요업체의 기술·품질전문가로 Working group을 구성하여 업체에서 활용하고 있는 신뢰성평가기법 또는 수명시험이나 고장률, 고객 불만 데이터를 근거로 하여 고장모드와 고장메커니즘의 매트릭스를 작성하여 신뢰성평가에 적합한 평가기준(안)을 작성하여 수차에 걸쳐 검토회의했다.
Working group회의에서 확정된 평가기준안을 조명분야의 실시기관인 한국전기연구원의 기술위원회에 상정하여 의결된 후 산업자원부 기술표준원의 전문위원회에 최종 상정하여 승인되는 절차로 평가기준이 제정됐다.
2002년도 대상품목인 일반조명용 램프(RS C 0034:2003)와 형광램프용안정기(RS C 0035:2003)의 평가기준이 제정되었고 이 기준에 따른 신뢰성인증 평가업무가 동종업계의 적극적인 협조로 시험 진행 중에 있다.
이러한 시험평가에서 발생한 고장데이터를 분석하여 업체에 신뢰성향상방안을 제시하여 신뢰성이 지속적으로 유지될 수 있도록 할 것이다.
일반조명시스템의 신뢰성평가기준은 고장형태 및 영향분석 (FMEA: Failure Modes & Effect Analysis)을 충분히 파악하여 해석 가능한 시험방법, 안정성을 확보할 수 있는 요구 성능으로 했다. 일반적인 외관 구조검사 및 제품 특성시험 등에 관한 종합 성능시험 규정과 내환경성 및 수명평가시험을 통하여 정합성을 중요시 한 신뢰성을 정확히 파악하고 평가하는 것을 목적으로 하였다.
국내조명산업은 영세업체의 난립으로 인하여 생산기술의 고도화가 지연되고 고부가가치산업으로의 전환할 기회를 상실하고 있으나, 범 국가적으로 추진하고 있는 신뢰성향상사업에 적극 동참하여 국산개발 조명부품소재의 시장진입촉진, 부품소재의 고급화, 부품소재 설계기술 등의 원천기술의 자립을 통해 조명산업의 신뢰성을 높이고 핵심기반기술의 공동협력사업을 강화하면 지금까지의 저부가가치, 로우테크 산업에서 탈피하고 고부가가치 하이테크산업으로 전환하여 국내 조명업체의 품질경쟁력이 제고되어 조명산업 발전이 극대화 될 것이다.
또한 전문적인 연구 인력과 조직의 부재로 신뢰성기술을 수행할 능력이 부족한 경우가 많았기에 한국조명기술연구소와 생산업계 그리고 유관조합 및 단체와 공동으로 평가기술을 개발하고 전문인력을 양성할 수 있는 교육프로그램도 운영하여야 할 것이다.
우리연구소는 2010년까지 추진하고 있는 조명분야 부품·소재 신뢰성 향상사업에 램프 안정기 등의 일반조명시스템 부품 뿐만아니라 형광체, 유리세관, 확산 반사필름 등의 전자소재도 적극적인 개발 및 신뢰성평가 기반을 구축하고 관련 평가장비 인프라를 부품·소재 생산기업이 적극 활용하여 업계의 인프라 수준을 향상시키고 신뢰성향상을 위한 기술자문도 지원받을 수 있도록 하며 조명업체들이 신뢰성 평가시스템을 조기에 도입하여 고장데이터를 분석하여 해결하고, 이를 신속하게 제조공정에 Feedback시키는 체계적 설계개선 활동으로 고장 발생률을 획기적으로 줄임과 동시에 품질, 기술경쟁력을 제고시킬 수 있도록 신뢰성에 관련한 One-stop서비스를 지원하기 위한 시스템을 구축하여 차세대 동력산업으로 자리매김하고 세계일류화 상품울 생산할 수 있도록 국내조명산업의 경쟁력확보를 위한 축이 될 수 있도록 해야 할 것이다.
현재 우리 연구소에서는 백열전구, 형광램프용 전자식안정기가 신뢰성 평가 시험 진행중이며 1월 중에 조명 분야에서 국내 최초로 R(신뢰성인증)마크가 탄생할 예정이다.
