여러 대의 차량의 주행거리에 따른 타이어의 마모도를 반복 측정한 필드 열화시험 자료를 이용하여 자동차 타이어의 기대수명을 예측하였다. 기존에 사용되는 선형 모형은 각 차량별로 반복측정된 관측값의 상관성을 고려하지 못하며, 특히 이상값에 민감한 추정치를 제공한다. 본 연구에서는 관측 값의 상관성 뿐만 아니라 이상값에 민감하지 않는 평균모수과 분산모수에 각각 변량효과를 모형화하는 이중 다단계 일반화 선형 모형 (DHGLM)을 고려하였다. 모형적합을 위해 모수 및 변량효과에 대한 정확한 추론 결과를 제공하는 다단계 우도를 사용하였다. 또한, 다양한 모형 선택 및 실 데이터 분석지 잔차 도표를 추론 결과와 함께 제시하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 실제 열화실험 자료에 적용한 결과 반복측정되고 이상값이 있는 자료에 매우 유용한 분석 도구임을 밝힐 수 있었다.