신뢰성 투자의 합리화

실패의 실제 비용은 얼마입니까? 불행히도, 우리는 장애가 발생한 후에야 알 수 있습니다. 그리고 신뢰성은 장애를 피하는 것입니다. 그래서, 여기에 우리의 곤경이 있습니다. 이벤트가 아닌 것은 얼마의 가치가 있습니까? 제조 신뢰성 엔지니어링 세계는 매개변수 및 결정론적 용어로 자신의 세계를 정의하는 데 익숙한 고도로 유능하고 잘 훈련된 사람들로 가득합니다.

현재 조건에서 미래를 예측하고 새롭고 더 수익성 있는 미래를 만들기 위해 변화를 정당화하는 프로세스에 익숙해지려면 제조 신뢰성 전문가가 자신의 세계를 확률론적이고 비모수적 용어로 정의하는 프로세스에 익숙해져야 합니다.

우리는 두 가지를 알고 있습니다. 모든 제조 프로세스는 실패할 것이고 실패는 조직에 어느 정도 영향을 미칠 것입니다. 마찬가지로, 우리가 모르는 두 가지가 있습니다. 프로세스가 실패할 때와 조직에 미치는 영향의 심각성입니다.

내 경험에 따르면 안정성 전문가는 실패의 영향을 정의할 때 두 가지 극단 중 하나에 끌리는 경향이 있습니다. 한편 보수적인 신뢰성 엔지니어는 인건비가 매몰되었다고 가정하고 부품에 대한 회피 비용만 주장합니다. 공장의 생산 능력이 매진될 것이라고 가정할 수 없기 때문에 가동 중지 시간 비용이 없습니다. 그리고 우리는 부상, 환경 영향 등과 같은 위험 기반 비용을 가정할 수 없습니다. 다른 극단적인 측면에서 지나치게 열성적인 신뢰성 엔지니어는 잠재적인 베어링 고장을 감지하고 수리 일정을 잡지 않았다면 펌프가 실패하여 매진된 생산이 완전히 손실되고 공장이 폭발하여 모든 사람이 사망하는 화재가 발생했으며 주요 환경 폐기물 지대가 생성되었으며 지구가 축에서 회전을 중단했습니다! 농담이지만 ​​요점은 진실이 그 사이 어딘가에 있다는 것입니다.

그림 1. 실제 실패 비용은 사실이 확인될 때까지 결정론적으로 추정할 수 없습니다. 계획 목적을 위해 확률적 접근 방식을 사용해야 합니다.

기본적으로 신뢰성은 위험 관리와 유사합니다. 위험 관리자는 미래를 예측할 수 있는 유일한 합리적인 방법이기 때문에 확률론적이고 비모수적인 방식으로 세상을 봅니다. 위험 관리 101의 한 장 및 주제와 관련된 여러 관련 표준을 차용하여 제조 프로세스의 기능적 실패 비용을 추정하는 방법을 설명하는 모델을 만들었습니다. 이 모델은 그림 1에 나와 있습니다. 다음은 위험 조정 실패 비용 모델을 만들고 사용하기 위한 단계별 지침입니다.

그림 2. 모니터링, 계획 및 안정성 개선을 배포한 후 예상되는 연간 실패 비용

1) 장애 심각도 기반 비용 추정치 생성: 그림 1에서 알 수 있듯이 각 기능 장애에는 관련 비용이 있습니다. 여기에는 부품, 인건비, 가동 중지 시간, 위험 기반 비용 등이 포함될 수 있습니다. 핵심은 장애 심각도 기반 비용 모델을 만드는 것입니다. 심각도가 높은 이벤트는 상당한 가동 중지 시간 비용 및/또는 부수적 비용을 초래할 수 있는 반면, 보통 및 경미한 이벤트는 조직에 미치는 영향이 적습니다. 내 예제 모델에서 심각도가 높은 실패 비용은 이벤트당 $15,000, 중간 심각도 실패 비용은 $4,500, 낮은 심각도 실패 비용은 $2,200입니다. 이것은 영향이 보통인 것으로 판단되는 모든 이벤트의 비용이 정확히 $4,500라는 말은 아닙니다(비모수적 사고 한도가 설정되어 있음을 기억하십시오). 이는 해당 장애 심각도 범주 내의 가중 평균입니다.

저는 세 가지 심각도 분류를 선택했으며 이는 클라이언트와 작업할 때의 일반적인 접근 방식입니다. 원하는 만큼 카테고리를 만들 수 있습니다. 그러나 각 추가 범주에 대한 유용성의 한계 수익이 감소합니다. 또한 인건비가 매몰된다는 논리에 근거하여 인건비를 할인하려는 유혹을 물리칠 것을 제안합니다. 진실은 노동이 가변 비용이라는 것입니다. 제조 공정이 더 자동화되고 안정적으로 되면 운영 및 유지 관리에 필요한 인력이 줄어들 것입니다.

2) 확률 가중 요소 생성: 내 예에서는 오류 이벤트의 10%가 심각도가 높음, 20%가 보통, 70%가 심각도가 낮음을 가정했습니다. 각 심각도 범주에 대한 총 고장 비용을 관련 가능성 추정치로 곱하고 제품을 합산하여 고장 이벤트에 대한 가중 평균 총 비용을 생성합니다. 내 예에서 심각도가 높은 이벤트는 가중 평균에 $1,500를 기여하는 반면, 심각도가 중간 및 낮음 이벤트는 각각 $900 및 $1,540, 이벤트당 총 $3,940를 기여합니다. 이것은 우리의 다음 실패 비용이 정확히 3,940달러라는 것을 암시합니까? 당연히 아니지. 다시 말하지만, 우리는 확률적으로 그리고 비모수적으로 생각하고 있습니다.

3) 연간 이벤트 수 추정: 금융 세계에서 비용 편익 분석은 연간 비용과 편익을 기반으로 합니다. 따라서 우리는 1년에 예상할 수 있는 이러한 유형의 실패 이벤트 수를 추정해야 합니다. 내 예에서는 연간 2개의 이벤트가 예상됩니다. 따라서 이 기능 장애 모드에 대한 예상 평균 연간 장애 비용은 $7,880입니다. 귀하가 취하는 완화 조치는 심각도 분포에 영향을 미치거나 연간 장애 이벤트 수를 줄입니다(평균 장애 시간[MTBF] 또는 평균 장애 시간[MTTF] 증가).

4) 가능성 분포 변경: 대체로 계획 도구는 가능성 분포를 수정하는 경향이 있습니다. 예를 들어, 보호 모니터링, 검사 및 예측 모니터링은 심각하거나 치명적인 수준으로 확대될 기회가 주어지기 전에 초기 단계에서 문제를 감지하는 데 도움이 됩니다. 마찬가지로 효과적인 계획, 일정 및 작업 관리 프로세스를 통해 감지된 문제를 처리할 수 있습니다. 이러한 측정은 기본 실패율에 영향을 미치지 않지만 가능성 분포에 영향을 미치는 경향이 있어 이벤트가 심각도가 높을 가능성을 낮추고 심각도가 낮은 이벤트가 될 가능성을 높입니다.

이 예에서 오류를 감지하고 관리하는 능력을 개선하면 심각도가 높은 이벤트의 가능성이 10%에서 2%로 감소하고 중간 정도의 심각도 이벤트의 가능성이 20%에서 5로 감소하는 것으로 추정됩니다. 낮은 심각도 이벤트의 가능성은 70%에서 93%로 증가합니다. 심각도 가능성을 재분배하면 이벤트당 예상 가중 평균 비용이 3,940달러에서 2,796달러로 줄어듭니다(그림 2).

5) 실패율 변경: 반면에 사전 조치는 제조 공정의 신뢰성에 영향을 주어 실패율을 줄입니다. 윤활, 오염 제어, 균형 및 정렬을 개선하기 위한 사전 예방적 상태 제어 및 모니터링은 물론 문서화된 표준 작동 절차(SOP) 및 표준 유지 관리 절차(SMP)에 따른 정밀 작동 및 유지 관리 조치는 고장 발생률을 줄입니다. 이 예에서 우리는 연간 2회의 실패를 1회로 줄일 수 있다고 추정하고 있습니다. 안정성 개선 이니셔티브와 결합된 문제 감지 및 관리 능력을 개선하여 이벤트당 비용을 줄인다고 가정하면 연간 실패 비용을 7,880달러에서 2,796달러로 줄일 것으로 예상됩니다(그림 1 및 2).

따라서 이 예에서 장애를 감지하고 관리하는 능력을 개선하면 지정된 기능 장애 모드에 대해 연간 1,144달러의 순 이익을 얻을 수 있습니다. 안정성 개선 이니셔티브와 결합하여 순 이익은 $5,084입니다. 변경을 수행하는 데 필요한 안정성 투자가 조직에 적절한 수익률을 제공하는 한 이니셔티브는 계속되어야 합니다.

이 칼럼에서는 기능 장애 모드의 비용을 수량화하는 데 도움이 되는 위험 관리 모델을 채택했습니다. 향후 호에서 우리는 사용 가능한 경험적 데이터가 거의 없을 때 추정을 위한 모델을 논의하기 위해 불확실성 하에서 의사결정 분야에 뛰어들 것이며, 비용 편익 분석을 수행하고 제안된 제안을 제시하기 위해 이를 함께 가져올 것입니다. 귀하의 승인 등급을 극적으로 향상시킬 수 있는 형태로 신뢰성 향상 프로젝트를 수행하십시오.