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미래를 내다보고 시스템 오류가 발생하기 전에 식별할 수 있는 능력이 있다면 놀랍지 않습니까? 그것은 얼마나 초강대국이겠습니까! 다행히도 초능력은 필요하지 않습니다. 결함 트리 분석이 있습니다.
결함 트리 분석은 자산 실패 및 기타 중요한 이벤트의 근본 원인을 찾는 많은 기술 중 하나입니다. 많은 회사에서 시스템 안정성을 개선하기 위해 이를 사용하고 있습니다.
Fault Tree Analysis의 히스토리와 사용 시기를 살펴보겠습니다. 머지 않아 다양한 유형, 기호 및 접근 방식과 성공을 위한 유용한 소프트웨어 솔루션을 확실히 이해하게 될 것입니다.
결함 트리 분석 ( FTA ) 시스템 자체를 그래픽 및 수학적으로 표현하여 시스템 또는 기계 고장의 가능성을 분석하는 도구입니다. 근본 원인 분석 프로세스를 통해 잠재적인 장애의 근본 원인을 역설계하는 하향식 접근 방식입니다.
다시 말해, "이 기계가 고장날 가능성이 얼마나 됩니까?"라고 스스로에게 묻는다면 Fault Tree Analysis가 그 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다.
FTA는 실패가 시스템을 통해 이동하는 방식을 복제합니다. 구성 요소 오류가 시스템 전체의 오류로 이어지는 방식에 대한 그래픽 모델을 생성합니다. 이러한 모델은 신뢰성 엔지니어가 구성 요소 오류가 시스템 전체의 오류로 이어지는 것을 방지하는 적절한 중복성을 가진 잘 정의된 시스템을 만드는 데 도움이 됩니다. 즉, 더 많은 내결함성이 있는 시스템을 만듭니다.
그 과정이 로켓 과학처럼 들리더라도 FTA에서 사용되는 용어는 매우 간단합니다.
FTA를 모델링하는 데 사용되는 분석 그래프는 나무처럼 보이기 때문에 (당연히) 이를 Fault trees라고 합니다. . 결함 트리 다이어그램은 하나 이상의 작은 실패 이벤트가 어떻게 치명적인 실패로 이어지는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 이는 향후 올바른 시정 및 예방 조치를 선택하는 데 도움이 됩니다.
1962년 Bell Telephone Laboratories는 미닛맨 시스템이라고 하는 미 공군을 위한 대륙간 탄도 미사일(ICBM) 시스템을 위한 보호 장치를 설계했습니다. 이처럼 복잡하고 위험한 기술에는 안전이 매우 중요했습니다. 신뢰성 분석을 개선하기 위해 Bell Laboratories는 결함 트리 분석 방법을 만들었습니다.
이 새로운 방법론에는 FMEA(고장 모드 및 영향 분석)의 개념을 시각화하는 데 도움이 되는 그래픽 요소가 추가되었습니다. 이는 유사하지만 매우 관련된 고장 방지 방법입니다. 나중에 보잉은 FTA를 채택하여 오늘날 중요 시스템의 고장 가능성을 분석하는 데 널리 사용되는 인기 있는 분석 방법이 되었습니다.
이 엄격한 분석을 통해 복잡한 시스템이 안전하고 안정적으로 작동하여 비행기가 날고, 자동차가 운전하고, 우리 주변의 세상이 최대한 효율적으로 작동하도록 합니다. 놀랍죠!?
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오류 트리 분석 시스템 설계 시 또는 작동 중에 수행할 수 있음 (잠재적 실패를 예상하고 예방 조치를 취하기 위해). 목표는 실제로 발생하기 전에 장애가 발생하거나 중대한 사고를 일으킬 가능성이 높은 하위 시스템 및 구성 요소를 강화하는 것입니다.
이는 단독으로 또는 FMEA 분석을 보완하여 구현할 수 있습니다.
일반적으로 결함 트리 분석은 미래의 실패를 예방하고 새로운 워크플로, 제품 및 서비스에 대한 중요한 관심 영역을 식별하는 데 도움이 됩니다. 그렇기 때문에 다양한 산업에서 FTA를 다음과 같은 안전 분석 및 위험 완화 방법으로 사용합니다.
<울>여기에서 주제를 알아차리셨나요? 문제가 발생하면 사람들의 삶에 중대한 영향을 미칠 수 있는 산업입니다. 비행기가 추락하거나 의료 기기가 제대로 작동하지 않으면 인명 손실이나 기타 비극적 사건의 위험이 높습니다. FTA는 해당 산업이 고위험 활동을 안전하게 유지하기 위해 사용하는 것입니다.
FTA는 많은 수학 및 문제 해결이 포함된 기술적인 주제가 될 수 있습니다. 그러나 이를 알고 비즈니스에 적용하면 몇 가지 뛰어난 이점이 있습니다. 그것은:
<울>이러한 모든 이점을 통해 FTA를 분석 도구 상자에 가져오는 것이 합리적입니다. 그것으로 당신은 미래를 보고 사물을 예측할 수 있는 힘이 있습니다. 당신은 전능하고 추론적인 마법사입니다!
FTA 는 결함 트리를 구축하여 수행됩니다. . 단층 나무에는 식물과 산업 전반에 걸쳐 사용되는 일련의 표준 기호 및 명명 규칙이 있습니다.
결함 트리는 일련의 활동 사이의 흐름과 관계를 보여주는 방향성 비순환 그래프(DAG)(즉, 처음부터 끝까지 한 방향으로 읽게 됨)입니다. 활동은 이벤트로 분류됩니다. 또는 게이트 .
이벤트는 시스템 또는 프로세스에서 발생하며 개별 구성 요소의 고장과 같은 장애를 일으키거나 기여할 수 있습니다. 아래에서 결함 트리에서 발생하는 이벤트를 설명했습니다. 이벤트 기호에는 하나의 입력과 하나의 출력만 있습니다.
다음은 각 이벤트의 의미에 대한 간단한 설명입니다.
<울>논리 게이트라고도 하는 게이트는 오류가 시스템을 통해 확산되는 방식을 나타냅니다. 경우에 따라 단일 이벤트로 인해 최상위 이벤트(즉, 치명적인 오류)가 발생할 수 있습니다. 다른 경우에는 둘 이상의 서로 다른 이벤트가 조합되어 상위 이벤트가 발생할 수 있습니다. 여기에서 부울 논리의 개념이 등장합니다.
게이트는 부울 논리 연산자(AND, OR, UNION, NOT 등)를 나타내며 이벤트가 결합하여 실패를 일으키는 방법을 보여줍니다. 각 게이트에는 하나의 출력 이벤트만 있지만 하나 이상의 입력 이벤트가 있을 수 있습니다.
결함 트리를 그리는 데 가장 많이 사용되는 게이트는 다음과 같습니다.
<울>표준 결함 트리 분석이 유일한 방법은 아닙니다. FTA의 다른 확장은 특정 사용 사례 및 산업을 위해 개발되었습니다. 확장 기능은 표준 결함 트리로 쉽게 표현되지 않는 기능을 시각화할 수 있습니다. 그 중 일부는 다음과 같습니다.
<울>일반적으로 FTA는 두 가지 범주로 나뉩니다. 질적 및 양적 .
정성적 분석은 매번 수행되는 반면 정량적 분석은 결함 트리에서 이벤트의 확률을 알고 있는 상황에서 추가 기능으로 수행할 수 있습니다. 각각에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
정성적 FTA는 시스템의 취약성을 분석하기 위해 결함 트리의 구조에 대한 통찰력을 얻는 데 사용됩니다. 다음과 같이 정성적 결함 트리 분석을 수행하는 다양한 방법이 있습니다.
<울>정량적 FTA는 분석 중인 실패의 실제 확률을 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 실패 확률을 수치로 지정하면 위험을 더 잘 이해하고 우선 순위를 지정하는 데 도움이 됩니다.
양적 FTA의 결과는 확률적 또는 중요도 측정의 형태일 수 있습니다.
<울>기본 이벤트의 확률을 알면 중간 이벤트를 연결하는 게이트를 기반으로 중간 이벤트의 확률을 쉽게 계산할 수 있습니다. 가장 일반적인 게이트는 AND 게이트와 OR 게이트입니다. 다음은 간단한 예입니다.
양적 FTA 방법의 예
여기서 A, B, C, D는 기본 이벤트입니다. E는 중간 이벤트이고 TE는 상위 이벤트입니다. 중간 이벤트 E는 AND 게이트를 사용하여 기본 이벤트 A, B, C에 연결됩니다. 중간 이벤트 E가 발생하려면 A, B, C가 실패해야 합니다. A, B, C의 실패 확률이 알려져 있습니다. 따라서:
최상위 이벤트 실패 TE는 OR 게이트를 통해 E와 D를 연결하여 도달합니다. E 자체는 실패 사건이고 기본 사건 D의 발생 확률은 알려져 있습니다.
상위 이벤트 실패 확률은 정성적 FTA 방법을 사용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
결함 트리 분석을 완료하기 위해 취해야 하는 일반적인 단계를 매핑했습니다.
복잡한 시스템을 다룰 때 방에서 다른 목소리를 원합니다.
해당 분야의 숙련된 전문가는 직업 생활에서 과거의 경험을 참조할 수 있습니다. 그들은 또한 그들에게 가장 큰 영향을 미치는 시스템의 기술적 측면을 알고 있을 것입니다. 기술 지식이 부족한 다른 팀원들은 즉시 사용 가능한 아이디어와 기타 유용한 정보를 제공하여 기여할 수 있습니다.
브레인스토밍 세션 및 회의에는 FTA 수행 경험이 있는 리더가 필요합니다. 모든 FTA 팀에는 각 분야의 엔지니어, 산업 엔지니어, 시스템 설계 전문가가 필요합니다.
FTA는 위에서 아래로 작동합니다. 최상위 이벤트부터 시작한 다음, 이를 유발하거나 기여할 수 있는 다양한 실패를 식별해 보십시오. 각 이벤트를 구축하기 위해 계속 파고들면 결국 근본 원인으로 이어질 것입니다. 당신은 아름다운 단층 나무를 남길 것입니다.
프로세스를 시작하고 완료하려면 잠재적인 실패, 특성, 기간 및 실패의 다양한 영향을 정의해야 합니다. 교통량이 많은 지역이나 공장의 방화문을 예로 들어 보겠습니다.
이 문은 정전이 되거나 화재 경보가 발령될 때까지 열려 있습니다. 화재 경보기에 결함이 있는 경우 배선에 문제가 있거나 백업 배터리가 부족하거나 누군가 조작한 것입니다. 알람은 문이 닫히지 않아야 할 때 닫히도록 합니다. 결과적으로 낮은 수준의 오류가 발생하지만 엄청난 좌절을 야기하고 전체 조직을 방해할 수 있습니다.
FTA를 수행하는 팀은 시스템 내부 작동에 대한 깊은 이해가 필요합니다. 시스템 수준에서 일하는 엔지니어는 모든 것이 어떻게 작동하고 어떤 실패를 피하고 싶은지 잘 알고 있을 것입니다. 그런 다음 다른 팀 구성원이 질문을 제기하여 탐색할 가치가 있는 실패 원인의 확장 목록을 생성할 수 있습니다.
시스템에 대한 지식과 전문성을 갖춘 사람이 토론을 안내해야 합니다. 목표는 시스템의 요구 사항, 연결 및 종속성을 잘 파악하는 것입니다.
팀은 시스템의 개략도, 다양한 구성 요소의 사양 및 기타 사용 가능한 제조업체 정보를 수집해야 합니다. Limble CMMS를 사용하는 경우 이러한 자산 사양은 버튼 하나만 누르면 사용할 수 있습니다. 이러한 자료를 연구하면 각 하위 시스템과 구성 요소가 서로 연결되는 방식을 이해할 수 있습니다.
팀이 시스템의 내부 작동을 이해하면 다음 단계는 부울 논리를 사용하여 시스템의 기능 맵을 그래픽으로 표시하는 것입니다. 위의 결함 트리 기호와 구조를 사용하여 팀은 시스템과 시스템이 모두 연결된 방식을 그래픽으로 그릴 수 있습니다.
결함 트리가 완료된 후 팀은 달성하려는 목표에 따라 MCS, MPS 또는 CCF를 식별할 수 있습니다.
<울>먼저 FTA를 수행하는 이유에 따라 팀이 MCS, MPS, CCF 또는 3가지 조합을 찾아야 하는지 여부가 결정됩니다.
종종 동일한 실패 이벤트로 이어질 수 있는 여러 경로를 찾을 수 있습니다. 광범위한 시스템의 경우 모든 장애 원인을 한 번에 해결하는 것은 거의 불가능합니다.
먼저 처리할 이벤트의 우선 순위를 지정하기 위해 팀은 다양한 중요 세트에 대한 각 실패 확률을 계산할 수 있습니다. 실패 가능성이 가장 높은 중요한 세트에 최우선 순위를 부여해야 합니다.
이것은 선택 사항이지만 중요한 단계입니다. 각 실패의 확률을 안다면 그것을 사용할 가치가 있을 것입니다!
이제 오류 트리 분석을 사용하여 실패 위험을 최소화할 때입니다.
<울>특히 CCF에 대한 한 가지 잠재적인 위험 완화 전략은 예방적 유지보수 .
Limble과 같은 CMMS 시스템을 사용하면 필요한 유지 관리 일정을 준수할 수 있습니다. 여기에는 예비 부품 관리에 대한 모범 사례를 따르는 것이 포함되므로 유지 관리 팀은 항상 교체 부품을 재고로 보유하고 있습니다. 실패 가능성을 최소화하기 위해 이러한 노력을 기울여야 합니다.
다음은 프로세스 작동 방식에 대한 그림을 그리는 데 도움이 되는 두 가지 다른 오류 트리 분석 예입니다.
시동되지 않는 자동차에 대한 FTA의 예
*아래의 설명은 위에 표시된 FTA와 직접적으로 일치하지 않습니다. 시동을 걸 때 "브레이크에서 발을 떼십시오"보다 더 실용적인 설명을 드리고 싶었습니다. 🙂
어느 날 아침에 일어나 일할 준비를 합니다. 당신은 차에 올라타 키를 돌리기만 하면 아무 일도 일어나지 않습니다. 자동차가 시동되지 않습니다. 뒤집어지지도 않습니다.
자동차에 대해 한두 가지만 알면 차에서 내려 후드를 열고 배터리를 확인합니다. 다음으로, 차에 다시 타기 전에 가스 게이지를 확인하여 가스가 부족한지 확인하여 밤새 불이 켜져 있지 않은지 확인합니다.
이 예에서 자동차가 시동되지 않는 것은 고장 또는 TE(Top Event)입니다. 자동차가 시동되지 않는 이유에 대한 세 가지 옵션은 모두 OR 게이트로 연결되어 있습니다. 즉, 세 가지 중 하나 또는 조합으로 인해 차량이 시동되지 않을 수 있습니다.
여기서 한발 더 나아가 배터리를 확인해보면 고장의 원인이 될 수 있는 몇 가지 사항이 있습니다. 배터리가 오래되어 교체해야 하거나 배터리가 방전되어 점프해야 합니다. 다음 질문은 배터리가 방전된 이유입니다. 헤드라이트가 켜져 있는 경우 다음 작업은 앞으로 이를 방지하는 방법을 결정하는 것입니다. 차에서 내리기 전에 꼭 확인하세요.
고장 확률을 계산한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 이벤트에 발생 확률을 나타내는 숫자를 할당한 다음 정성적 FTA 방법을 사용하여 상위 이벤트 실패를 계산해야 합니다.
이 예제는 마지막 예제보다 더 기술적입니다. 중요한 데이터를 저장하는 서버가 있는데 치명적인 오류가 발생했다고 가정해 보겠습니다.
서버 오류에 대한 오류 트리 분석 예
다음은 특정 요소에 대한 간단한 설명입니다.
<울>이 결함 트리는 상위 이벤트(시스템 장애)가 발생하는 경로, 컷 세트 및 확률을 매핑합니다.
실패는 게이트 G1 – G6을 통해 기본 이벤트에서 최상위 이벤트로 퍼집니다. Gate G1은 시스템이 사용 중일 때만 시스템 장애가 발생한다는 조건의 INHIBIT 게이트입니다. 이는 유지 보수를 위해 할당된 예정된 가동 중지 시간 동안 결함을 복구할 수 있음을 의미합니다. 게이트 G2는 기본 이벤트 B의 실패 또는 G3까지 전파된 하위 시스템의 실패를 나타냅니다. 게이트 G3은 CPU 하위 시스템(C1 및 C2 포함)이 모두 실패하는 경우에만 실패합니다.
각 CPU 하위 시스템은 전원 공급 장치(PS), CPU(C1 또는 C2) 및 G6을 통해 전파되는 메모리 구성 요소로 구성됩니다. 전원 공급 장치, CPU 또는 메모리 구성 요소에 장애가 발생하면 각 CPU 하위 시스템에 장애가 발생합니다. 두 CPU 하위 시스템이 모두 실패하는 경우에만 상위 수준의 실패가 발생합니다. G6은 투표 게이트이며 전파에 실패하려면 3개의 메모리 구성 요소 중 2개 이상이 실패해야 합니다.
시스템에 대한 부울 표현식은 다음과 같습니다(∩은 부울 연산자 "결합"을 나타내며, 기본적으로 두 구성 요소 기능이 결합되거나 겹치는 위치).
<울>두 가지를 결합하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.
<울>모든 중간 이벤트가 제거될 때까지 이러한 방식으로 계속할 수 있으며 최소한의 컷 세트에 도달할 수 있는 기본 이벤트만 남습니다. 이것은 하향식 접근 방식입니다.
기본 사건의 확률이 명시되어 있지 않으므로 정량적 분석을 수행할 수 없습니다.
논리 게이트 및 다이어그램에 대한 갈망을 만족시키지 못했다면 여기에서 추가 FTA 사례를 찾을 수 있습니다.
FTA가 유일한 분석 방법론은 아닙니다. 다른 몇 가지를 살펴보고 어떻게 비교하는지 살펴보겠습니다.
FTA는 실패 지점을 평가하기 위해 하향식 방법을 사용하지만 실패 모드 및 효과 분석 또는 FMEA 상향식 접근 방식을 사용합니다. 실패를 먼저 보는 대신 실패를 유발할 수 있는 각 단계에서 무엇이 잘못될 수 있는지 질문합니다.
또한 FMEA는 FTA와 같은 방식으로 서로 다른 이벤트 또는 조건부 이벤트 간의 관계를 확인하지 않습니다. 따라서 FTA는 보다 복잡하지만 철저한 분석입니다.
실패 모드 효과 및 중요도 분석(FMECA) 파악하기 쉽습니다. FMEA와 비슷하지만 중요도 분석 또는 순위 목록을 추가합니다. FMEA는 "가정"의 긴 목록을 살펴봅니다. FMECA를 사용하면 실패 순위를 매길 수 있으므로 작업을 더 잘 계획하고 우선 순위를 지정할 수 있습니다.
이벤트 트리 분석 초점 특정 질문에 대해 매우 간단한 방식으로 답변합니다. 게다가, 그것은 결함 트리 분석이 하는 일반적인 용도가 없습니다. 일반적으로 금융 산업에서 사용됩니다.
크고 복잡한 시스템에 대한 FTA는 한 페이지나 화이트보드에 그릴 수 없을 정도로 빠르게 커질 수 있습니다. 시도 및 실제 전송 요소를 사용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 그것들을 사용하더라도 다이어그램이 너무 커서 처리하고 읽고 이해할 수 없습니다. 결함 트리 분석 소프트웨어는 이러한 유형의 문제에 대한 탁월한 솔루션입니다.
그래픽 표현을 단순화하는 것 외에도 일부 응용 프로그램에는 MCS, MPS 및 CCF와 같은 FTA의 양적 측면을 자동으로 식별할 수 있는 알고리즘이 있습니다. 기본 이벤트에 대한 실패 확률을 알고 있는 경우 버튼 클릭으로 상위 이벤트 및 하위 시스템 실패 확률을 계산할 수 있습니다.
다음은 시도해 볼 수 있는 몇 가지 시스템입니다.
<울>이것들은 사용 가능한 모든 솔루션이 아니라 더 인기 있는 솔루션일 뿐입니다. 다양한 용도에 적합한 추가 기능이 많이 있습니다. 특정 목적과 산업에 따라 적합한 제품을 찾기 위해 둘러보세요.
알 수 있듯이, Fault Tree Analysis 프로세스를 개발하는 데 많은 연구와 전문 지식이 들어갔습니다. 이 주제에 대해 더 자세히 알아보려면 다음 추가 리소스를 확인하세요.
<울>결함 트리 분석은 확실히 복잡할 수 있습니다. 적절한 팀을 구성하고 충분히 연습하면 미래를 내다보고 실패와 그 원인을 예측할 수 있다는 것을 느끼기 시작할 것입니다. 예약된 유지 관리 중단 시간에 오류 수리를 계획하고 팀이 사후 대응 작업보다 사전 예방적으로 작업하도록 하는 마법사가 될 것입니다.
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Limble은 여러분의 모든 단계를 지원합니다. 당사의 CMMS 시스템에는 귀하와 귀하의 팀이 FTA를 효과적으로 구축하고 위험을 완화하기 위한 활동을 관리하는 데 필요한 모든 정보가 들어 있습니다. 귀하의 작업을 가능한 한 쉽고 간소화하는 것이 우리의 사명입니다. 질문이 있거나 CMMS가 귀하를 어떻게 지원할 수 있는지 알아보려면 저희에게 연락하십시오.
장비 유지 보수 및 수리
브레이징이란 무엇입니까? 브레이징은 두 개 이상의 금속 항목을 접합부로 용가재를 녹이고 흐르게 하여 접합하는 금속 접합 공정으로, 용가재는 인접 금속보다 융점이 낮습니다. 브레이징은 공작물을 녹이지 않는다는 점에서 용접과 다릅니다. 납땜은 납땜할 때보다 더 높은 온도와 훨씬 더 밀착된 부품을 사용한다는 점에서 납땜과 다릅니다. 브레이징 과정에서 용가재는 모세관 작용에 의해 밀착 부품 사이의 틈으로 흐릅니다. 용가재는 적절한 대기(일반적으로 플럭스)로 보호되는 동안 용융(액체) 온도보다 약간 높아집니다. 그런 다음 모재 위
수년 동안 구리 튜브와 피팅을 연결하는 가장 일반적인 두 가지 방법은 납땜과 납땜이었습니다. 이러한 검증된 방법은 여러 면에서 유사하지만 이들을 구별하는 몇 가지 뚜렷한 차이점도 있습니다. 이 백서에서는 가장 바람직한 결합 방법을 결정하는 데 도움이 되도록 두 결합 프로세스 간의 유사점과 차이점을 설명합니다. 구리 납땜이란 무엇입니까 ? 구리 튜브를 연결하는 가장 일반적인 방법은 소켓 유형, 구리 또는 구리 합금 피팅을 사용하는 것입니다. 여기에 튜브 섹션이 삽입되고 솔더링 또는 브레이징 공정을 사용하여 용가재로 고정됩니다.