재제조 부품 선정을 위한 FMEA의 적용 방법 연구

유영철,홍성훈 한국품질경영학회 2021 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2021 No.-

FMEA(Failure Modes and Effects Analysis; 고장 모드 및 영향 분석)은 아이템을 구성하고 있는 부품 또는 기기 등의 고장 모드와 영향을 상향식(Bottom-up)으로 분석하는 정성적 고장 분석 기법 중의 하나이다. FMEA는 무엇이 잘못될 수 있는가, 어떤 부분이 취약 한가 등에 대한 위험(Risk)을 사전에 파악하고 이를 개선하기 위하여 계획을 수립하고, 시행, 평가하여 잠재적 고장 영향을 최소화시키는 예방 도구로 설계 및 공정 단계의 문제점 개선, 신뢰성 시험 수립 등에 활용된다. 이러한 설계 및 공정 FMEA의 분석 방법 및 절차는 KS A IEC 60812, MIL-STD-1629A, SAE J 1739 등의 표준과 AIAG&VDA의 FMEA Handbook 등에 잘 정의되어 있다. 본 연구는 앞에서 설명한 설계 및 공정 FMEA 기법을 기반으로 재제조 대상 부품의 선정 및 재제조 범위 등을 결정하기 위한 재제조 FMEA의 적용 방법 및 절차에 대한 가이드라인과 작성 양식을 제안하기 위한 것이다. 재제조 FMEA의 분석 절차는 계획수립 및 준비(Planning & Preparation) → 구조 및 기능 분석(Structure & Function Analysis) → 고장 분석(Failure Analysis) → 위험 분석(Risk Analysis) → 결과 문서화(Results Documentation)의 5단계로 이루어진다.

고체 로켓 추진 기관의 신뢰성 분석을 위한 준-정량적 FMECA

문근환(Keun Hwan Moon),김진곤(Jin Kon Kim),최주호(Joo Ho Choi) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.6

본 연구에서는 고체 로켓 추진 기관의 신뢰성 분석을 위해 준-정량적 FMECA를 수행하였다. 준-정량적 FMECA는 고장모드 및 영향 분석(FMEA)과 치명도 분석(CA)를 포함하는 분석 기법으로서, FMECA 수행을 위해서 FMEA는 고체 로켓 추진 기관을 43개의 부품으로 나누어 각 부품에 대하여 도출된 총 137개의 고장모드에 대해 수행하였다. 또한 일부 고장모드의 고장률 데이터를 이용하여 치명도 분석을 수행하였다. 준-정량적 FMECA 수행을 통하여 고체 로켓 추진 기관의 각 부품에서 발생 할 수 있는 잠재적 고장모드와 고장원인 및 영향을 분석, 정리할 수 있었으며, 우선적인 개선 조치가 필요한 중요 고장모드를 확인할 수 있었다. In this study, semiquantitative failure mode, effects, and criticality analysis (FMECA) for the reliability analysis of a solid rocket propulsion system is performed. The semiquantitative FMECA is composed of failure mode and effects analysis (FMEA) and criticality analysis (CA). To perform FMECA, the structure of the solid rocket propulsion system is divided into 43 parts down to the component level, and FMEA is conducted at the design stage considering 137 potential failure modes. CA is then conducted for each failure mode, during which the criticality number is estimated using the failure rate databases. The results demonstrate the relationship between potential failure modes, causes, and effects, and their risk priorities are evaluated qualitatively. Additionally, several failure modes with higher criticality and severity values are selected for high-priority improvement.

정성적 및 준-정량적 신뢰성 분석 기법을 이용한 하이브리드 로켓 설계

문근환(Keun Hwan Moon),박영훈(Young Hoon Park),최주호(Joo Ho Choi),김진곤(Jin Kon Kim) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.41 No.1

본 연구에서는 대표적 정성적 신뢰성 분석 기법인 FMEA(고장모드 및 영향 분석)와 준-정량적 분석 방법인 치명도 분석을 이용하여 소형 하이브리드 로켓 설계를 수행하였다. 설계 중인 하이브리드 로켓을 총 31개의 부품으로 나누고 각 부품에서 발생할 수 있는 총 72개의 고장모드를 고려하여 FMEA를 수행하였으며 고장모드의 원인과 영향을 분석하였다. 또한 고장모드들의 정성적인 심각도 평가를 수행하고, 고장모드의 고장률 데이터를 이용하여 치명도 분석을 추가적으로 수행하였다. 분석 결과 설계 시 중점적으로 고려해야 할 고장모드를 파악하였으며 하이브리드 로켓의 신뢰도를 높이기 위해 고장모드들의 설계 및 재질 변경 등의 개선 조치를 설계에 반영하였다. In this study, design of a small hybrid rocket is carried out using Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and Criticality Analysis(CA), which is a method for qualitative and semi-quantitative reliability analysis. In order to carry out FMEA, the structure of the hybrid rocket is divided into 31 parts and 72 potential failure modes. As a result of the FMEA, the relationship between potential failure modes, causes and effects, and their severity are evaluated qualitatively. Criticality analysis is followed for the failure modes, in which the criticality number is estimated using the failure rate information available from the handbook. Moreover, the failure modes with higher criticality and severity are chosen for improvement, and a series of design or material changes are made for the improvement of the hybrid rocket reliability.

고장형태 및 영향분석(FMEA)을 위한 소프트웨어의 개발

갈원모 서울保健大學 1994 論文集 Vol.14 No.1

This thesis is concerned with development of the reliabilty software which can analyze reliability data and give fundamental information which will be repeatedly used to improve reliability of systems, items or parts, The software can also perform failure mode and effect analysis (FMEA), which is widely used tool in reliability prediction and assessment. This software is composed of two major modules: reliability data analysis module and FMEA module. In reliability data analysis module, failure time data are collected and analyzed by use of various statistical techniques. After analysis, failure time data can be kept for future use in reliability data bases and reliability measures such as MTBF, MTTF, failure rate, or reliability are calculated. In FMEA module one can select the type of FMEA sheet, classify components and fill each entry of FMEA sheet by direct typing. This software is written in Turbo C on IBM PC/AT or compatibles.

소프트웨어 architecture 설계와 소프트웨어 FMEA의 통합 수행을 위한 새로운 방법론

한풍규(Poonggyoo Han) 한국자동차공학회 2024 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2024 No.6

Software FMEA is one of the several safety analysis tools that can be used during software development process to analyze software defects and their effects and take preventive measures to improve the reliability of software and the products that contain them. Nevertheless, software FMEA is subjective to the knowledge and experience of the performing organization and has limitations in that it is not quantitative, and in some cases, software FMEA is sometimes mistakenly perceived as a just formal procedure. In addition, in order to perform software FMEA, it is necessary to analyze customer requirements, and then system and software architecture design. However, the actual software development practice is often not very systematic. This paper presents a new method for integrating software architecture design and software FMEA. Among seven steps of software FMEA presented in AIAG-VDA 2019, the core concept of this integrated methodology is to add a new signal analysis process between functional analysis (step 3) and failure analysis (step 4). By performing structural analysis, functional analysis, and signal analysis in turn, the integrated software FMEA yields a software architectural design also. Then, it is possible to improve the efficiency and effectiveness of software FMEA by performing conventional failure analysis, risk analysis, and optimization with the software architecting results such as task time, input and output variables, and task order for each software element, It may be possible to link software FMEA results to test cases for software verification in the future, and it is expected that it will be possible to create an opportunity to extend the linkage to dependent failure analysis which was performed as a different safety analysis from software FMEA. By doing so, it can be utilized as a way to improve consistency and traceability from software architecture design to test case creation.

AIAG & VDA 통합 FMEA 프로세스 기반 DFMEA 사례 연구

최진우(Jinwoo Choi),김명수(Myung Su Kim) 한국자동차공학회 2023 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2023 No.11

본 논문에서는 기계 및 전기 전자 시스템에서 사용되는 고장 분석 프로세스인 AIAG & VDA 통합 FMEA 프로세스를 기반으로 소프트웨어 시스템의 고장 분석을 수행한다. AIAG & VDA 통합 FMEA 프로세스는 총 7단계로 구분한다. 1~3단계는 시스템 분석, 4~6단계는 고장 분석 및 위험 완화, 7단계는 결과를 문서화하는 것이다. 소프트웨어 DFMEA를 수행함으로써 초기 소프트웨어 아키텍처 설계 단계에서 고장 분석이 가능하고, 이러한 분석을 통해서 소프트웨어 및 하드웨어의 설계를 수정하여 설계 약점을 보완하고 제어기의 잠재적인 결함을 제거할 수 있다. 본 논문에서는 AIAG & VDA 7단계 FMEA 프로세스를 기반으로 e-Compressor의 소프트웨어 DFMEA를 수행하고, 설계의 약점을 조기에 식별하고 보완하기 위한 조치를 수행하였다.

스마트 폰의 소프트웨어 보안성 분석을 위한 FTA와 FMEA의 통합적 방법

김명희 ( Myong Hee Kim ),( Wildan Toyib ),박만곤 ( Man Gon Park ) 한국정보처리학회 2013 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.2 No.12

최근 우리 생활에 스마트 기술의 빠른 전파 때문에 정보 과학 및 기술 분야에 있어서는 스마트 폰의 소프트웨어 보안성이 중요한 이슈가 되고 있다. 보안성 중요 시스템인 스마트 폰은 은행 서비스, 유비쿼터스 홈 관리, 항공 고객의 검색 등의 서비스 시스템에 이용되기 때문에 비용의 리스크, 손실의 리스크, 이용가능 리스크, 그리고 사용상의 리스크에 관련 되어 있다. 스마트 폰의 보안성 이슈는 이들의 관찰된 고장들을 사용하여 소프트웨어 장애 분석을 하는 것이 핵심 접근 방법이다. 본 연구에서는 손으로 조작하는 디바이스들의 수렴하는 보안성과 신뢰성 분석 기법을 얻기 위해서 결함 트리 분석 (FTA)와 고장 모드 효과 분석(FMEA)을 사용하여 스마트 폰의 소프트웨어 보안성 분석을 위한 하나의 유효한 통합적 프레임 워크를 제안한다. 그리고 만약 하나의 고장 모드 효과 분석이 더욱 더 간단해지면 스마트 디바이스들의 보안성 개선뿐만아니라 고장효과 의 감소를 위해서 제안된 통합적인 프레임 워크는 핵심 해법이 됨을 논의한다. Recently software security of the smart phone is an important issue in the field of information science and technology due to fast propagation of smart technology in our life. The smart phone as the security critical systems which are utilizing in terminal systems of the banking, ubiquitous home management, airline passengers screening, and so on are related to the risk of costs, risk of loss, risk ofavailability, and risk by usage. For the security issues, software hazard analysis of smart phone is the key approaching method by use of observed failures. In this paper, we propose an efficient integrative framework for software security analysis of the smart phone using Fault Tree Analysis (FTA) and Failure Mode Effect Analysis (FMEA) to gain a convergence security and reliability analysis technique on hand handle devices. And we discuss about that if a failure mode effect analysis performs simpler, not only for improving security but also reducing failure effects on this smart device, the proposed integrative framework is a key solution.

FMEA를 통한 공중발사 로켓, 미리내Ⅱ의 신뢰성 설계

김진호(Jin-Ho Kim),배보영(Bo-Young Bae),이재우(Jae-Woo Lee),변영환(Yung-Hwan Byun),김경미(Kyung-Mee Kim) 한국항공우주학회 2008 韓國航空宇宙學會誌 Vol.36 No.12

신뢰성 분석과 고장형태 및 영향분석(FMEA)으로 구성된 신뢰성 설계 절차를 정립하고, 극소형 위성 발사를 위한 공중발사 로켓, 미리내Ⅱ의 신뢰도 분석을 수행하였다. 신뢰성 분석 결과를 이용하여 미리내Ⅱ가 주어진 운영환경 내에서 임무시간동안 목표 궤도 진입이 가능한지를 분석하였다. 신뢰성 분석 과정에서는 작업분류체계(WBS)를 이용하여 시스템을 목록화 하였으며, 시스템의 작통개념도를 바탕으로 신뢰도 블록선도(RBD)를 정립하여 신뢰성 구조를 파악하였다. FMEA를 통하여 구성품 및 부품들의 위험 우선순위를 판단하였고 위험도가 높은 구성품 및 부품들을 설계 변경한 결과, 목표 신뢰도를 만족하였으며 위성이 목표 궤도에 안전하게 진입될 수 있는 신뢰성 설계를 수행하였다. The procedure of design for reliability which consists of reliability analysis and Failure Modes and Effects Analysis(FMEA) is established and reliability assesment is performed for the nano-satellite air-launching rocket, Mirinae Ⅱ. By means of using the reliability analysis result, the feasibility to insert the Mirinae Ⅱ to the target orbit for given mission time under operating environment is assessed. During the reliability analysis process, the system is categorized by Work Breakdown Structure(WBS), and reliability structure is defined by both Reliability Block Diagram(RBD) and schematics of the system. FMEA is used to determine the risk priority number of components and parts. The target reliability is satisfied by changing the design of components and parts with high-risk, hence the design for reliability to put the satellite into the target orbit safely has been performed.

FMEA에 의한 비행안전 비행제어시스템 설계연구

김성수,하철근,최기영 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

본 논문에서는 비행안전에 관련된 다중구조 비행제어시스템의 설계 방법을 제시하였다. 고장율 예측 데이터와 신뢰도 블록 다이어그램(RBD) 해석에 의한 다중구조 신뢰도 분석 결과를 사용하였다. 해석 대상은 소형 무인기에 널리 사용되는 통합형 비행제어시스템이다. 항공기를 잃을 수 있는 설계점을 치명적 고장이라 정의하고 이를 제거하기 위해 고장모드 영향 및 치명도 해석(FMEA/CA)을 수행하였다. 해석결과 치명적 결함이 발생할 수 있는 모듈을 식별할 수 있고 이 부분을 하드웨어 여분방식에 의한 다중구조 시스템으로 재구성하였다. 이러한 설계 방식은 하드웨어 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있으며 특히, 소프트웨어 고장허용기법이 적용될 경우 고장허용 시스템을 설계하는데 보다 효과적으로 대처 할 수 있다. In this paper, presented redundancy flight control system design method connected with flight critical. Used redundancy reliability analysis result by failure data and Reliability Block Diagram(RBD) analysis. Analysis target is integrated flight control system that is used widely to small UAV. Defined that critical fault is design point that can lose aircraft and achieved FMEA/CA to remove this fault. Discriminated module that critical fault can occur in FMEA/CA result. And reconstructed this part by redundancy system by hardware extra method. This design way can use hardware resources more efficiently. Specially, is very effective to design fault tolerant system in case software fault tolerant method is applied.

An Analysis of the Impact of Failure Modes for Components of Oil Immersed Transformer

Sang Chul Kim 위기관리 이론과 실천 2018 Crisisonomy Vol.14 No.5

본 연구에서는 유입변압기에 대하여 통계자료, 사용연한 등의 분석을 통하여 그 위험성을 확인하였 다(Kim, 2017). FMEA 기법 적용이 가능한 신뢰성평가 소프트웨어를 이용하여(Kim, 2017) 유입변압 기의 구성부품을 분류하였으며 이를 기반으로 고장모드 및 고장모드 퍼센트 등을 결정하고 위험우 선순위지수와 중요도를 도출하였다. 유입변압기의 구성부품별 중요도는 “H 등급”에 대하여 절연체 (1 모드), 절연유(1 모드), 탱크(1 모드), 부싱(1 모드)에서 나타났으며, 변압기에서 사용된 절연체는 열이나 기계적인 응력에 의해 열분해(탄성저하)되어 파손되며 과열, 화재를 야기할 수 있다. 또한 절연유는 코일에서 이상 동작 시 온도상승과 이상음이 발생하게 되고 과열되면 폭발 또는 정전 등을 일으킬 수 있다. 중요도 분석과 다르게 위험우선순위에서 절연유의 순위가 낮은 이유는 이상음 발생 및 높은 온도 등의 확인이 용이하다는 점에서 검출도 값이 낮게 나타났기 때문이다. 또한 중요도 분석에서는 순위가 낮게 나타났고 위험 우선순위에서 높게 나타난 코일의 단락 부분은 일상관리에 서 검출이 용이하지 않아 검출도 값이 높아 위험우선순위가 높게 나타났다. This paper confirmed the risk of oil immersed transformer through analyzing statistical data and other information. It classified the components by using the reliability evaluation software where FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) technique can be applied, and used these to determine the failure mode and its percentages and derive the RPN (risk priority number) and criticality. The criticality of the components was found in insulation, insulating oil, tank and bushing for “H grade.” Insulation may be thermally decomposed and damaged due to mechanical stress, causing overheating or fire. In addition, when the abnormal operation of the coil occurs, the temperature of insulating oil rises and an abnormal sound is generated, which may cause an explosion or a power failure if overheated. Unlike the criticality analysis, the RPN of insulating oil is low due to the easy detection of abnormal sound and high temperature.