신뢰할 수 있는 장비를 위한 최적 고장 분석 기법 선정 가이드

과거 고장에서 배우는 것이 미래 장비 고장 이해와 예방의 최선책입니다. 실무에서 그 학습 과정은 고장 분석이라는 우산 아래 들어옵니다.

요즘은 선택할 수 있는 고장 분석 기법이 많습니다. 각각 고유한 장점, 과제, 용례를 가집니다. 무엇이 가용한지, 어떤 단계가 필요한지, 귀사 상황에 적합한 기법이 무엇인지 봅시다.

고장 분석이란?

고장 분석은 자산 오작동/고장의 근본 원인을 식별하기 위해 고장 데이터를 수집하고 분석하는 프로세스입니다. 이 정보는 기계/구성요소 설계 개선, 유지보수 일정 조정, 유지보수 프로세스 개선에 사용될 수 있습니다. 궁극적 목표는 자산 신뢰성 향상입니다.

고장 분석 프로세스는 일반적으로 고장 발생 후 수행됩니다. RCA(근본 원인 분석) 프로세스의 필수적 부분입니다. 그러나 잠재적 고장을 초래할 다양한 요인 결정에도 사용되어 올바른 예방 방법을 선정하고 적용할 수 있습니다.

목적에 따라 고장 분석은 플랜트 및 유지보수 엔지니어, 신뢰성 엔지니어, 고장 분석 엔지니어가 수행할 수 있습니다.

유지보수 엔지니어는 플랜트 운영 지식 기반으로 1차 고장 분석을 수행합니다. 내부 팀에 필요 전문성이 없으면 고장 분석 서비스를 제공하는 컨설턴트 고용이 권장됩니다.

마지막으로, 신뢰성 엔지니어는 다양한 고장 분석 기법을 고용하여 내결함성 개선과 시스템 견고성 보장에 힘씁니다.

고장 분석 일반적인 용례

고장 분석 수행의 가장 흔한 이유는 아래에서 논의됩니다.

근본 고장 원인 식별

많은 경우 기계 고장은 제때 해결되지 않은 더 깊은 문제의 표면적 발현입니다. 때로는 서로 다른 요인 조합이 예기치 못한 고장을 초래합니다.

고장은 매우 비용이 많이 들고 파괴적이므로, 유지보수 팀은 예방에 많은 노력을 기울여야 합니다. 정기 유지보수 외에 근본 고장 원인 식별—제거—가 고장을 막는 최선책입니다.

잠재적 고장 예방

기계나 시스템은 많은 상호연결되고 상호의존적인 구성요소를 가집니다. 이 구성요소들이 시스템 전체 고장을 초래할 확률은 동일하지 않습니다. 시스템 정보와 데이터로 잠재적 고장 확률 분석 가능.

테스트와 시뮬레이션으로 가장 약한 고리 찾아 개선—설계 조정이나 운영 및 유지보수 권장사항 변경을 통해.

제품 설계 개선

앞 문단에서 암시했듯, 고장 분석은 장비나 구성요소 설계 개선에 수행될 수 있습니다. 엔지니어는 다양한 고장 분석 기법으로 설계 잠재 이슈를 식별할 수 있습니다.

더 실용적으로, 최종 제품에 사용할 구성요소와 재료 특성 평가를 위해 파괴 테스트 수행 가능.

이 테스트와 분석의 통찰로 제품 품질 생성 또는 개선.

컴플라이언스 보장

정부나 산업 단체가 부과한 규정과 표준이 종종 고장 분석을 요구합니다. 고장 분석 방법은 제품이 요구 표준을 준수하는지 확인하는 데 사용됩니다.

책임 평가

고장 관련 법적 절차는 고장 원인 분석을 요구합니다. 계약 조건 충족 확인을 위한 특정 보험 청구 정산의 일부로도 수행. 그런 경우 고장 분석이 법적 요구사항일 수 있습니다.

자연스럽게 고장 분석 결과는 소송 방어에도 사용될 수 있습니다.

고장 분석 수행 단계

고장 분석 기법은 특정 용례에 따라 크게 다릅니다. 하지만 고장 분석 수행 단계는 같은 패턴을 따릅니다.

1단계: 문제 정의

명확히 정의된 문제 진술은 모든 심층 분석에 필수적. 고장 분석은 엔지니어가 문제를 최대한 명확하고 간결하게 정의하도록 요구. 문제 진술은 다음 포함해야:

• 발생한 고장
• 수집 필요 데이터
• 사용할 고장 분석 기법
• 고장 분석 기대치 (목표)

2단계: 고장 데이터 수집

모든 관련 데이터 수집. 정량적 데이터와 정성적 데이터 모두 포함.

정량적 데이터는 운영 데이터, 유지보수 데이터, 기계 연령 등. 다음에서 획득:

• 유지보수 기록
• CMMS 데이터베이스 또는 자산 건전성 및 성과 모니터링에 사용된 기타 도구
• 문제 해결 과정
• 고장 조사의 일환으로 육안 검사 수행

정성적 데이터는 쉽게 정량화 불가. 기계 운영자, 유지보수 기술자, 운영 관리자 등 인터뷰로 획득. 고장 관련 모든 관련 데이터 수집.

3단계: 고장 타임라인 생성

근본 원인은 우리가 관찰하는 표면적 고장을 형성하는 연쇄 반응을 만듭니다. 수집된 고장 데이터는 발생한 이벤트 시퀀스에 빛을 비출 수 있습니다. 충분한 정보로 분석 수행 팀이 고장 타임라인 생성. 이는 분석 프로세스의 시각적, 정신적 보조 도구 역할.

희망적으로 타임라인이 이벤트 간 인과관계에 대한 명확성 제공.

4단계: 유용한 데이터 선별 및 나머지 폐기

이전 단계 생성 타임라인은 유용한 데이터 식별에도 사용. 2단계 수집된 정량적/정성적 데이터를 타임라인 이벤트에 매핑. 타임라인에 자리 잡은 데이터가 최종 분석에 유용.

나머지 데이터는 고장 원인 이벤트와 관련 없으므로 폐기 가능. 이렇게 고장 분석 팀이 무관한 정보 분석에 시간과 노력 낭비 안 함.

5단계: 선정된 고장 분석 기법 수행

다음 단계는 선정된 고장 분석 기법 수행 (다음 섹션에서 논의). 방법 선택은 특정 용례, 산업, 고장 분석 엔지니어 경험에 의존.

6단계: 결과 검토, 테스트, 해결책 적용

고장 분석 결과 상세 연구. 대부분 고장 분석 목적은 미래 고장 예방할 시정책 구현. 다양한 제안된 해결책 테스트하고 최선 해결책으로 시스템/기계 개선.

일반적인 고장 분석 기법

고장 분석은 정확한 과학이 아닙니다. 고장 뒤 진짜 원인을 탐구하는 호기심 어린 탐험이며 기술로 간주될 수 있습니다.

그래도 구조 없이 고장 분석 불가. 수년간 엔지니어들이 모든 종류의 고장 분석에 프레임워크로 사용할 수 있는 꽤 많은 기법 개발.

가장 인기 있는 고장 분석 기법 아래 논의.

5 Whys (5가지 왜)

5 Whys는 이벤트 간 인과관계 식별에 사용되는 단순 방법론. 초기 문제 '왜' 발생했는지 묻기 기반. 첫 답이 다음 '왜' 질문 기초 형성. 근본적이거나 완전히 우리 통제 밖인 것에 도달할 때까지 계속.

추천 읽기: 5 Whys: 궁극의 근본 원인 분석 도구.

피시본 다이어그램/이시카와 다이어그램

피시본 다이어그램(일명 이시카와 다이어그램)은 물고기 뼈 형태로 시각화된 고장 분석 기법. 머리가 분석 중인 문제를 나타내고 뼈가 잠재적 원인들.

전체 다이어그램은 여러 요인이 우리가 조사하는 고장/이벤트/효과로 이어질 수 있다는 아이디어에 기반. 의료 분야, 항공우주 산업, IT에서 프로세스 개선에 널리 사용.

추천 읽기: 근본 원인 분석을 위한 피시본 도구 사용법.

고장 모드 및 영향 분석 (FMEA)

FMEA는 선제적 고장 분석 기법. 과거 데이터와 미래 예측으로 잠재적 고장 예측. 기계가 고장날 잠재적 방식과 각 고장의 결과를 살펴봄.

고장 모드 및 영향 분석은 전문가 팀이 시스템 각 부분을 조사하는 예방적 결함 분석 기법. 엄격한 브레인스토밍 세션을 촉발하는 프레임워크 역할.

이 기법은 신뢰성 공학, 안전 공학, 품질 관리에 광범위하게 사용.

추천 읽기: FMEA & FMECA: 고장 모드 및 영향 분석 수행 방법.

결함 트리 분석 (FTA)

결함 트리 분석은 불리언 논리 관계로 고장 근본 원인 식별. 고장이 시스템 통해 어떻게 전파되는지 모델링 시도. 이는 신뢰성 엔지니어가 구성요소 고장이 항상 시스템 전체 고장으로 연쇄되지 않는 적절한 이중성을 가진 잘 정의된 시스템 생성 돕습니다.

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FTA는 항공우주 산업, 발전, 국방에서 널리 사용.

추천 읽기: 결함 트리 분석이란 및 수행 방법.

파레토 차트

경험칙으로, 어떤 시스템에서든 80% 결과(또는 고장)는 전체 잠재 원인 20%가 유발.

이 원리는 파레토 원칙(일부는 80-20 규칙으로 앎)으로 불림. 원인과 결과 간 이런 치우침은 부의 분포부터 기계 고장 원인까지 다양한 분포에서 명확.

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파레토 차트는 가장 많은 고장 유발하는 근본 원인 식별하는 정량적 도구. 여러 근본 원인 해결 필요하지만 자원 부족한 시나리오에서 널리 사용.

추천 읽기: 파레토 차트 사용 근본 원인 분석 수행법.

장벽 분석

장벽 분석은 대상 안전에 대한 장벽 결정하는 근본 원인 분석 방법론. 여기는 보호되어야 할 구성요소, 기계, 시스템이 대상 정의.

기계 고장 초래할 다양한 경로 식별. 이 경로들에서 안전 작동에 장벽 역할 하는 요소들 결정. 시스템 문제 제거 위해 변경.

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장벽 분석은 성공적 운영에 대한 걸림돌 식별. 장벽 우회 또는 제거 결과. IT 산업에서 널리 사용되는 근본 원인 분석 기법.

추천 읽기: 근본 원인 조사를 위한 장벽 분석 예시.

고장 분석 기법 빠른 비교

아래는 내부 팀 사용 교육 시간, 각 기법 수행 소요 시간, 각 고장 분석 방법의 주요 장점과 한계 기반 빠른 비교표.

핵심 요약

고장 분석은 많은 목적을 가진 다재다능한 도구. 과거 고장 조사, 고장 메커니즘 이해, 미래 고장 모드 예측에 사용 가능.

고장 분석 수행에 '일률적 솔루션' 없음. 기법 선택은 분석 목표, 가용 리소스, 관련 데이터 접근, 고장 분석 팀 지식과 선호도에 의존.