신뢰성 및 가용성:FMEA 및 P-F 곡선으로 달성하는 방법

예기치 않은 실패와 계획되지 않은 가동 중지로 고통받는 조직의 경우 FMEA(고장 모드 및 영향 분석)는 높은 자산 안정성과 가용성을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

신뢰성과 가용성을 제대로 확보하고 있으며 수익성을 향한 여정은 아직 멀었습니다.

여기에 놀라운 사실이 있습니다.

많은 조직과 제조업체는 이러한 여정을 결코 거치지 않고 행복하게 계속 진행합니다(사용 가능한 제품이 고객에게 제시간에 도착하는 경우) ) 하향 나선형으로.

'하지만 당신이 말하는 그 여정은 RCM입니다!'라고 그들은 외칩니다. '우리에게는 너무 비싸요!'

같은 제조업체는 항상 낭비된 제품을 폐기하고, 새 베어링을 구입하고, 유출된 오일을 청소하고, 기계를 수리하고, OEM(Original Equipment Manufacturer)에 전화할 시간(및 돈)이 있는 것 같습니다. 사람들이 초과 근무를 하도록 합니다. 그리고 일년에 한 번 – 많은 팡파르와 의식으로 – 사후 유지 보수 '영웅'에게 상을 수여합니다.

흠.

당신은 다음과 같이 생각하고 있습니다. '사람들은 회사 뉴스레터에서 사진을 얻습니다. 공장을 사후 유지보수 상태로 유지하기 위한 부사장의 악수 ?'.

예, 그렇습니다. 하지만 그 이상으로 넘어갑시다.

좋은 자산 안정성과 고가용성을 얻기 위해 전체 RCM 연구가 필요하지 않습니다. 그러나 좋은 출력을 제공하는 우수한 FMEA(고장 모드 및 영향 분석)와 상태 모니터링 기술이 올바른 검사 빈도에서 올바른 오류 모드에 집중되도록 하기 위해 P-F(기능 장애에 대한 잠재적 장애) 곡선을 적용해야 합니다.

실패 모드 및 영향 분석:맨 아래(또는 맨 위)로 이동

FMEA는 설계자, 기술자 및 엔지니어가 중요한 자산 또는 구성 요소가 어떻게 고장날 수 있는지, 전체 시스템에 미치는 영향, 효과를 완화하기 위해 할 수 있습니다.

FMEA의 핵심은 고장 모드, 발생 가능성을 이해하고 특정 유지 관리 작업, 재설계 또는 '아무것도 하지 않는'(경우 위험이 충분히 낮습니다).

FMEA는 두 가지 기본 유형으로 제공됩니다.

상향식 – 이 FMEA는 자산의 모든 구성 요소를 나열하고 실패할 수 있는 모든 가능한 방법을 나열하는 것으로 시작합니다. 흔히 '하드웨어 접근 방식'으로 알려져 있습니다. 이러한 유형의 FMEA는 더 힘들지만 항공 및 원자력과 같은 높은 안전 및 환경 영향 분야에서 자주 사용됩니다.

예기치 않은 자산 실패는 이러한 부문에서 용인될 수 없습니다.

하향식 – 이 유형의 FMEA('기능적 접근 방식'이라고도 함)가 더 일반적이며 – 예, 짐작할 수 있습니다 – 자산의 기능을 먼저 고려합니다. 기능이 알려지면 '어떻게 기능적으로 실패할 수 있나요?'라고 묻습니다. 이는 실패 모드와 효과 및 완화 조치 검색으로 이어집니다.

하향식 FMEA는 모든 개별 구성 요소가 아니라 잠재적인 문제에 가장 중요한 기여자만 직접 처리합니다.

수치적 위험 요소를 추가하는 FMECA(중요도 C)도 있습니다.

FMEA와 FMECA를 포함하는 이 예를 살펴보십시오.

간단하게 유지하고 자동차 앞유리 와이퍼를 고려할 것입니다. 처음에는 검사를 하지 않고 계속 진행하면서 검사가 실패하도록 내버려 둔다고 가정합니다.

기능	기능 장애	실패 모드	잠재적 영향	심각도	잠재적 원인	발생	감지 모드	감지	RPN
자산 또는 구성요소의 기능은 무엇입니까?	기능을 수행하지 못하는 이유는 무엇입니까?	기능 장애의 원인은 무엇입니까?	영향은 무엇입니까? 즉 효과	효과가 얼마나 심합니까?	장애 모드의 원인은 무엇입니까?	얼마나 자주 발생합니까?	예방 또는 탐지를 위한 기존 통제 수단은 무엇입니까?	현재 방법을 사용하면 얼마나 쉽게 감지할 수 있습니까?	위험 우선 순위 번호 =Sev x Occ x Det.
전면 유리창에서 비와 안개를 제거합니다(요청 시).	시작하지 못했습니다.	퓨즈가 끊어졌습니다.	폭우 속에서 자동차가 앞유리를 닦을 수 없습니다.	10	와이퍼를 막는 파편(과전류 및 퓨즈 끊어짐)	2	실패 시 찾기(운전 중)	7	140

권장 조치	책임	목표 날짜	취한 조치	SEV	OCC	DET	RPN
원인의 발생을 줄이거나 탐지를 개선하려면 어떻게 해야 합니까?	누가 작업에 책임이 있습니까?	조치의 목표 날짜는 무엇입니까?	조치로 위험이 감소했는지 확인하기 위해 RPN을 다시 계산합니다.				작업 후 새 RPN.
1. 모든 여행 전에 앞유리 와이퍼에 장애물이 있는지 검사하십시오. 2. 교체용 퓨즈를 휴대하십시오.	자동차 소유자	즉각적 효과	알림으로 차에 휴대하는 체크리스트. 그리고 교체용 퓨즈.	10	2	2	40

보다시피, 조치를 구현한 후에는 위험 우선 순위 번호가 줄어듭니다.

공장에서 FMEA 또는 FMECA를 수행하면 유지 관리 전략이 세워집니다.

유지 관리 전략:고유한 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

따라서 FMEA의 주요 결과는 주로 무엇을 당신은 할 필요가 있습니다. 여기에는 시간 기반 교체, 상태 모니터링, 장비 재설계, 오류 찾기 작업, 검사 ​​또는 정밀 검사 등이 포함될 수 있습니다.

유지 관리 전략을 더욱 구체화하고 나중에 구현하려면 누가 작업을 언제, 어떤 예비 부품이 필요한지 결정해야 합니다.

기억해야 할 사항:

적시에 적절한 유지 관리를 수행하면 고유한 높은 수준의 자산 신뢰성. 정확하고 적절한 유지 관리만으로는 절대 개선할 수 없습니다. 초기 기능 이상의 고유한 안정성 - 내장 특성.

그러나 좋은 유지 관리 전략은 그것이 속한 곳에서 고유한 안정성을 높게 유지할 수 있습니다.

상태 모니터링 및 상태 기반 유지 관리:가용성은 최고입니다.

잠시 상태 모니터링(예측 유지 관리라고도 함) 전술에 집중하겠습니다. 센서, 데이터 및 정보를 통해 자산의 상태를 이해할 수 있기 때문에 이는 가치가 있습니다. 이들은 산업용 사물 인터넷(IIoT) 및 인더스트리 4.0의 원동력입니다.

언제든지 자산 상태를 파악하면 모든 유지 관리 중 가장 비용 효율적인 방법인 상태 기반 유지 관리(CBM)를 수행할 수 있습니다. .

기억해야 할 사항:

조건 기반 유지 관리는 자산 신뢰성을 개선하지 않으며 앞으로도 개선하지 않을 것입니다. , 고유 또는 기타. 그것이 제공할 것이며 조직 목표만큼 중요한 것은 자산 가용성입니다. . 계획되지 않은 다운타임을 줄이는 것만으로도 가용성을 높일 수 있습니다.

CBM은 자산의 측정된 상태만을 기준으로 수리 또는 교체 작업을 수행합니다. 잠재적 또는 임박한 자산 또는 구성 요소 오류에 대한 조기 경고 신호를 제공합니다.

하지만 상태 모니터링 기술을 사용하는 경우 데이터를 얼마나 자주 측정해야 하나요?

P-F 곡선 및 간격

먼저, 우리가 말하는 이 P-F 곡선은 무엇입니까? 고장 모드가 설정되면 자산의 상태가 시간이 지남에 따라 어떻게 악화되는지를 나타내는 곡선입니다.

여기 다이어그램은 개념을 보여줍니다.

곡선의 수평 부분은 자산 상태가 양호합니다. 이 부분은 다음과 같은 유지 관리 모범 사례를 통해 연장할 수 있습니다.

• 자산 설치
• 기초 및 지원 구조
• 자산 윤활
• 자산 정렬 및 균형 조정
• 자산 기능 내에서 적절한 작업

그러나 실패 모드가 나타나면 실패가 시작된 지점이 있습니다. 하지만 데이터 수집 중에는 여전히 보이지 않습니다.

그런 다음 시간(또는 자산 스트레스 주기)이 P 지점으로 이동합니다.

포인트 P는 잠재적 실패를 의미합니다. . 여기에서 상태 모니터링 기술이 잠재적인 오류를 감지하기 시작할 수 있습니다. 그런 다음 자산 상태는 기능 장애인 F 지점에 도달할 때까지 점진적으로(또는 빠르게) 저하됩니다. .

즉, 안녕하세요 당신의 자산을 위해.

게임이 시작되었으며 사후 유지 관리 '영웅'을 불러내야 합니다.

P와 F 사이의 시간 차이를 P-F 간격이라고 합니다. 몇 초에서 수십 년이 될 수도 있습니다. 그것은 모두 실패 모드와 해당 자산에 따라 다릅니다.

특정 실패 모드에 대한 P-F 간격은 항상 평균이라는 점을 기억하는 것이 좋습니다. 숫자 – 이러한 항목에는 항상 통계적 변동이 있습니다.

그러나 과거 실패, RCA(Root Cause Analysis), OEM 데이터 등을 통해 그것이 무엇인지 잘 알고 있다면 다음과 같은 간격을 설정할 수 있습니다. 상태 모니터링 검사를 수행합니다. 검사 간격에 대한 좋은 경험 법칙은 일반적으로 예상 P-F 간격의 절반 이상입니다.

중요한 펌프 드라이브 엔드 베어링이 8mm/s로 진동할 때 고정되기까지 서비스 기간이 3개월밖에 남지 않았다고 상상해 보십시오. 최소한 얼마나 자주 진동을 측정해야 합니까?

검사/측정 간격

이렇게 하면 예상 P-F 간격 내에서 특정 결함을 캡처할 수 있습니다(여기의 대부분의 전략가는 보수적이고 일반적으로 1개월의 검사 간격을 권장하지만 통계적 변동을 기억하십니까? ).

다양한 상태 모니터링 기술이 P-F 간격 동안 다양한 수준의 조기 경보를 제공할 수 있다는 것은 널리 받아들여지고 있습니다. 대략적인 가이드는 아래 다이어그램을 참조하십시오. 모든 실패 모드를 모두 잡을 수 있는 기술은 없습니다.

최상의 전략은 상태 모니터링 기술의 조합을 활용합니다.

규정적 유지 관리를 향한 여정

마지막으로 IIoT 및 인더스트리 4.0 진행 상황을 고려할 때 처방적 유지 관리를 향한 여정을 고려해야 합니다.

처방적 유지보수(Rx)는 예측적 유지보수(PdM)처럼 임박한 장애를 예측하는 대신 Rx 분석에서 운영 및 유지보수에 대한 결과 중심의 권장 사항을 생성하기 위해 노력한다는 점에서 고유합니다. RxM은 아직 초기 단계에 있지만 많은 선구자들은 RxM이 다음 수준의 안정성 및 유지 관리 모범 사례가 될 가능성을 고려하고 있습니다. www.plantservices.com (Sheila Kennedy)

'하지만 그는 무엇입니까? ?'라고 묻는 소리가 들립니다.

따라서 예측적 유지보수를 넘어선 다음 영역은 처방적 유지보수가 될 것입니다.

상상할 수 있습니까 저것?

센서, 네트워크, 알고리즘, 기계 학습 및 AI를 결합하여 유지보수 팀에 무엇을 알릴 수 있습니까? 해야 할 일과 언제 안정성을 유지하고 가용성을 높이려면 이를 수행해야 합니다. 또는 잠재적인 오류가 감지된 후 남은 유효 수명을 연장하기 위해 자산(속도 및 부하)을 관리하는 방법도 있습니다.

미래의 유지 관리 전략은 기술과 사람이 만든 FMEA, P-F 간격 및 OEM 문제 해결 가이드를 통해 유동적이고 변경 가능하며 지능적으로 정보를 제공합니다.

아직 오지 않았지만 곧 올 것입니다...

다음 읽기:유지 관리 중인 IIoT에 대한 종합 가이드