장비 유지 보수 및 수리
산업 제조
실패 모드는 제품이나 프로세스가 예상된 매개변수를 벗어나 수행되도록 하는 모든 것입니다. 거의 눈에 띄지 않고 어떤 식으로든 성능에 영향을 주지 않는 아주 사소한 오류부터 제품 리콜과 생산 라인 폐쇄를 초래하는 심각한 오류까지 다양합니다. 가장 심각한 경우에는 오류 모드로 인해 최종 사용자가 부상을 입거나 소송으로 이어질 수도 있습니다.
고장 모드를 식별하는 것이 중요하지만 이는 고장 모드 영향 분석의 첫 번째 단계일 뿐입니다.
FMEA의 목적은 실패가 발생한 이유, 실패를 수정하는 것이 얼마나 중요한지 파악하고 향후 실패가 반복되지 않도록 조치를 취하는 것입니다. 프로세스, 설계 또는 전체 시스템을 살펴보더라도 FMEA는 최대 가동 시간, 안전 및 최종 사용자 만족을 보장하는 중요한 구성 요소입니다.
가장 간단한 적용에서는 FMEA를 수행하는 5가지 기본 단계가 있습니다.
DFMEA의 목적은 생산 효율성, 품질 및 안전에 대한 위협을 식별하고 해결하는 것입니다. 그렇게 하면 프로세스를 간소화하고, 공장 안전을 개선하고, 비용 효율성을 높이고, 제품 품질을 보존하고, 고객 만족도를 높일 수 있습니다.
그렇기 때문에 DFMEA 프로세스는 제조, 의료, 유틸리티, 건설 등 다양한 산업에 필수적인 위험 평가 및 위험 완화 도구입니다.
DFMEA는 제품 설계를 개선하고 장기적인 비용을 절감하기 위한 실용적인 도구입니다. 주요 이점은 다음과 같습니다:
디자인 관련 문제를 줄여 사용자 경험을 향상하고 보증 청구를 줄입니다.DFMEA를 사용하는 산업
DFMEA가 항공우주나 자동차 산업에만 국한된다는 생각이 남아 있지만 실제로는 훨씬 더 넓은 범위를 가지고 있습니다. 복잡한 제품이나 시스템을 설계하는 모든 산업은 DFMEA 구현의 이점을 누릴 수 있습니다. 예를 들어 제조 분야에서는 생산이 시작되기 전에 기계 부품, 전기 시스템 및 하위 어셈블리를 평가하는 데 일반적으로 사용됩니다. 전자 분야에서는 팀이 회로 레이아웃의 결함을 찾아내는 데 도움이 됩니다. 의료 기기 업계에서는 DFMEA를 정기적으로 적용하여 안전 위험을 초래할 수 있는 특정 설계 문제를 식별함으로써 향후 규제 검토를 회피합니다.
에너지 및 유틸리티 부문에서 DFMEA는 터빈, 변압기 및 기타 인프라 설계를 지원합니다. 소비재 회사는 제품 신뢰성을 향상하고 보증 청구를 줄이기 위해 이를 활용합니다. 농업, 국방, 건설 기계 같은 부문에서도 DFMEA 원칙을 적용하여 실패 위험을 줄이고 장기적인 자산 성과를 보장합니다.
설계 실패 모드 및 영향 분석은 분석 중인 설계 전반에 걸쳐 전문 지식을 갖춘 사람들 그룹을 모아 작업합니다. 이 사람들은 디자인이 실패할 수 있는 모든 방법을 함께 브레인스토밍합니다.
팀 구성원은 과거 경험을 회상하고 자신의 지식을 활용하여 실패가 어떻게 발생할 수 있는지, 그리고 그러한 실패의 결과가 무엇일 수 있는지 생각해 볼 수 있습니다. 기존 설계의 경우 DFMEA는 과거 데이터를 사용하여 실패와 그 영향을 파악하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
그런 다음 팀은 문제에 대한 사전 예방적인 솔루션을 공동으로 결정합니다. 여기에는 설계, 부품, 재료 또는 설계 및 생산 프로세스의 기타 요소를 변경하는 것이 포함될 수 있습니다. CMMS(컴퓨터 유지 관리 시스템)와 같은 도구는 과거 오류 데이터와 자산 성능 추세를 중앙 집중화하여 팀이 더 나은 정보를 바탕으로 설계 결정을 내리는 데 도움을 줌으로써 이 프로세스를 지원할 수 있습니다.
대규모 팀이 이 방법을 사용하는 방법에 대한 자세한 기술 지침은 FMEA에 대한 NASA의 시스템 엔지니어링 핸드북을 참조하세요.
엔지니어가 최종 제품 포장에 사용할 자산을 개발한다고 가정해 보겠습니다. 프로토타입 테스트 중에 DFMEA는 테이프 디스펜서 메커니즘의 오류를 식별합니다. 이는 사용 후 약 100시간 후에 발생하며 테이프가 필요에 따라 분배되지 않는 원인이 됩니다. 결과적으로, 포장의 약 50%가 잘못 밀봉되었으며, 경우에 따라 제품이 포장 밖으로 쏟아져 사용할 수 없게 되는 경우도 있습니다.
이것은 큰 문제입니다. DFMEA 동안 팀은 발생률을 7, 심각도를 10, 탐지 등급을 2로 매겼습니다. 결과적으로 RPN은 140이 되며 팀은 문제를 해결해야 한다고 판단합니다.
조사 결과 팀에서는 디스펜서가 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 베어링 결함으로 인해 문제가 발생한다는 사실을 발견했습니다. 팀에서는 정기적인 윤활 및 유지 관리를 권장하거나, 디스펜서에 사용되는 재료를 변경하거나, 자산의 최종 사용자가 이러한 오류를 경험할 가능성을 줄이기 위한 기타 변경을 수행하여 이 문제를 해결하도록 선택할 수 있습니다.DFMEA 범위 지정:포함할 내용
위험 점수 할당을 시작하기 전에 DFMEA의 범위를 정의해야 합니다. 디자인의 어떤 부분을 분석하고 있나요? 당신이 통제할 수 있는 실패 모드는 무엇입니까?
범위가 잘 지정된 DFMEA는 노력 낭비를 방지하고 위험에 계속 집중합니다. PFMEA 또는 시스템 수준 분석에서 이미 다룬 작업을 중복하지 않도록 해야 합니다. 먼저 설계 경계, 의도된 기능 및 고객별 요구 사항을 정의합니다. 그런 다음 오류가 발생할 가능성이 가장 높은 인터페이스를 식별하세요.
범위 지정은 결과의 품질과 관련성에 직접적인 영향을 미칩니다. 범위가 너무 넓으면 우선순위가 낮은 문제에서 팀이 헤매게 될 수 있습니다. 범위가 너무 좁으면 부분 간의 중요한 상호 작용을 놓칠 수 있습니다.
DFMEA는 다양한 각도에서 디자인을 이해하는 전문가를 모을 때 가장 잘 작동합니다. 이는 일반적으로 설계 엔지니어, 생산 책임자, 품질 전문가, 유지 관리 또는 현장 서비스 직원을 의미합니다.
DFMEA는 프로세스가 일관될 때 가장 잘 작동합니다. 그러나 몇 가지 일반적인 실수로 인해 가치가 저하될 수 있습니다. DFMEA를 수행하기에는 너무 오래 기다리고 있습니다. 생산이 진행된 후에만 위험 분석을 시작하면 영향력 있는 변경을 수행할 기회를 놓치게 됩니다. 다기능 팀을 참여시키지 않는 것도 또 다른 함정입니다. 혼자 일하는 엔지니어는 유지 관리, 운영 또는 품질 팀이 가져올 수 있는 실질적인 통찰력을 놓칠 수 있습니다.
일부 팀은 명확한 정의 없이 심각도, 발생률, 탐지 점수를 할당하는 함정에 빠지기도 합니다. 등급이 사전에 합의되지 않으면 RPN의 신뢰성이 떨어집니다. 다른 사람들은 권장 조치 문서화를 건너뛰거나 구현 후 후속 조치를 취하지 않습니다. 또한 다시 검토되지 않은 DFMEA는 빠르게 구식이 될 수 있습니다. 동료 검토를 거친 이 연구에서는 200개 이상의 저널 기사를 인용하여 감지 기능을 강화하고 변동성을 줄이며 설계 신뢰성을 지원하는 기술을 통해 개선 사항을 강조합니다.
DFMEA는 프로토타입이 완성되거나 툴링이 의뢰되기 전인 설계 단계 초기에 가장 가치가 있습니다. 하지만 다음과 같은 경우에도 유용합니다.
목표는 설계 관련 문제가 생산 문제, 리콜 또는 안전 문제로 이어지는 것을 방지하는 것입니다.
프로세스 실패 모드 및 영향 분석(PFMEA)과 DFMEA는 둘 다 더 광범위한 실패 모드 및 영향 분석(FMEA)의 한 분야입니다.
PFMEA는 전체 프로세스를 살펴보고 시스템의 잠재적인 오류를 식별합니다. 예를 들어, 제조 과정에서 PFMEA는 제품 페인팅, 조립, 배송과 같은 프로세스에서 오류를 찾을 수 있습니다.
그러나 설계 실패 모드 및 영향 분석은 설계의 특정 영역의 실패에 중점을 둡니다. 제품 개발 측면에서 DFMEA는 제품이 특정 방식으로 사용되거나 특정 온도에 노출되는 등 제품이 어떻게 고장날 수 있는지 조사합니다. 이러한 제품을 제조하는 데 사용되는 자산은 자산이 예상대로 작동하는지 확인하기 위해 DFMEA를 거칠 수도 있습니다.
DFMEA를 수행하는 것은 매우 심층적이고 시간이 많이 걸리는 프로세스일 수 있지만, 심각한 문제가 발생하기 전에 설계 오류를 찾아 수정하는 것은 매우 중요합니다. 시작하는 방법은 다음과 같습니다:
DFMEA 프로세스를 제품 수명 주기에 완전히 통합하면 모든 설계에 이를 사용하게 됩니다. 하지만 지금은 초기 개발 단계, 새로 디자인되었거나 이미 생산 단계에 있는 디자인 등 제품 개발 프로세스의 모든 단계에서 디자인을 선택하세요.
다재다능하고 다양한 팀이 가장 포괄적인 결과를 생성합니다. 이상적으로 DFMEA 분석 팀에는 생산, 서비스, 물류 팀과 함께 품질 엔지니어(제품 품질, 테스트 분석, 재료 엔지니어)가 포함됩니다.
각 팀 구성원은 특정 초점 영역에서 잠재적인 실패 모드를 식별할 수 있습니다. 또한 다른 팀에서 발견한 실패 모드를 검토할 수도 있습니다. 전체 팀은 각 실패 모드의 원인과 결과를 평가하고 심각도 순위, 발생 순위 및 감지 순위를 평가해야 합니다.
잠재적인 실패 모드를 식별할 때 "실패"가 항상 완전한 실패를 의미하는 것은 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 잠재적인 실패에는 다음이 포함됩니다:
다양한 문제로 인해 이러한 오류가 발생할 수 있습니다. 그렇기 때문에 다음 단계는 모든 잠재적 실패 모드의 근본 원인을 파악하는 것입니다.
해결책을 찾기 전, 그리고 팀에서 발견한 다양한 실패 모드의 우선순위를 정하기 전에도 실패 원인을 이해해야 합니다. 근본 원인은 다음과 같습니다:
하나의 실패에는 여러 가지 근본 원인이 있을 수 있습니다. 그렇기 때문에 모든 잠재적인 실패 모드를 검토하고 평가하는 데 전체 다기능 팀을 포함시키는 것이 중요합니다.
효과적인 위험 관리를 위해서는 실패 영향에 대한 전체 평가를 수행하는 것이 필수적입니다. 사소한 문제뿐만 아니라 중요한 문제도 이해해야 포괄적인 위험 완화 전략을 세울 수 있습니다.
잠재적 결과의 예로는 부품, 자산, 제품, 포장, 시설 또는 작업자 안전에 대한 피해가 있습니다. 이러한 결과는 경미한 것(예:저렴한 수리 또는 교체)부터 심각한 것(예:치명적인 재산 피해, 심각한 부상 또는 인명 손실)까지 다양할 수 있습니다.
모든 잠재적 결과에 대한 포괄적인 분석이 필요합니다. 왜냐하면 해당 정보를 사용하여 실패 모드의 순위를 매기고 해결책의 우선순위를 정할 것이기 때문입니다.
심각도 순위부터 시작하세요. 이러한 실패 모드가 발생하면 결과는 얼마나 심각합니까? 장비 손상, 재산 피해, 재정적 손실, 안전 문제 등의 요인을 고려하십시오. 일반적으로 이를 1~10점으로 평가합니다. 심각도 점수 1은 사소한 문제를 나타내고 10은 가장 심각한 문제를 나타냅니다.
다음으로 발생 등급을 할당합니다. 이는 정상적인 상황에서 각 고장 모드가 발생할 가능성을 측정합니다. 1~10의 척도에서 1은 오류가 발생할 가능성이 매우 낮다는 것을 의미하고, 10은 오류가 거의 확실히 발생할 것임을 의미합니다.
마지막으로 탐지 등급을 결정합니다. 이러한 오류가 발생하면 감지하기 쉬운가요? 오류를 감지하기 쉬운 경우 감지 등급을 1로 할당하고, 감지하기가 매우 어려운 경우 10을 할당하거나 그 사이에 할당합니다.
가장 정확한 결과를 얻으려면 순위 프로세스에 전체 팀을 참여시키는 것을 잊지 마십시오. 예를 들어, 제품 관리자는 장비 오류를 쉽게 감지할 수 있다는 점을 이해하지 못할 것입니다. 마찬가지로 창고 관리자는 포장 실패를 관찰할 수 있지만 발생 등급을 지정할 수 있는 재료 또는 디자인 전문 지식이 없을 수도 있습니다.
27개 제품에 100가지 잠재적 실패 모드가 있는 경우 어디서부터 시작해야 할지 알기가 어렵습니다. 어떤 솔루션이 가장 중요하며, 중요도를 어떻게 결정하나요?
대답은 위험 우선순위 번호(RPN)입니다. 매일 업무를 시작할 때 심각도, 발생, 감지의 적절한 균형을 계산하기 위해 애쓰는 대신 각 잠재적 장애 모드에 단일 RPN을 할당합니다.
다행히 심각도, 발생률, 탐지에 대한 등급을 지정하고 나면 해당 등급을 RPN으로 쉽게 변환할 수 있습니다.
RPN =심각도 등급 x 발생 등급 x 탐지 등급
위험도가 높은 실패의 RPN은 가장 높고, 위험도가 낮은 실패의 RPN은 더 낮습니다. 이러한 위험 평가 전략을 통해 설계 팀은 가장 높은 RPN부터 시작하여 점점 아래로 작업해 나가게 됩니다.
각 잠재적 실패 모드에 대해 구체적이고 측정 가능한 시정 조치가 포함된 적절한 조치 계획을 식별합니다. RPN을 개선하기 위한 새로운 조치 단계 및 설계 프로세스와 함께 기존 예방 제어(실패 방지 수단) 및 감지 제어(실패 감지 수단)에 대한 수정을 고려하세요.
새로운 위험 감소 및 시정 조치 단계를 위해서는 추가 도구와 리소스가 필요할 수 있습니다. 예산 요구 사항, 조달 프로세스 및 실행 계획 성공의 기타 필수 요소를 평가하십시오.
DFMEA 프로세스는 일회성 솔루션이 아닙니다. 정기적인 오류 분석을 설계 및 제조 프로세스에 통합하면 최적의 효율성, 업계 표준에 대한 규정 준수, 품질 관리, 제품 안전 및 고객 만족을 보장하는 데 도움이 됩니다.
정기적으로 오류 모드를 식별하고 문제 해결을 위한 체계적인 프로세스를 구현하면 비용이 많이 드는 오류를 줄이고 예방하는 데 도움이 됩니다. 반복적인 프로세스로 DFMEA에 접근하면 접근 방식이 사후 대응 문제 해결에서 사전 예방적이고 지속적인 개선으로 전환됩니다.
컴퓨터화된 유지 관리 프로그램(CMMS)은 신뢰성을 높이고 RPN 점수를 향상시키는 열쇠가 될 수 있습니다. 자산을 추적하고 성능 데이터를 수집함으로써 귀하의 팀은 철저한 장비 분석을 수행하고 목표 유지 관리를 통해 성능을 향상시킬 수 있는 준비를 갖추게 됩니다.
장비 유지 보수 및 수리
Eta Compute의 도구 체인은 임베디드 개발을 간소화하는 ECM3532 칩용 컴파일러 발표와 함께 성장하고 있습니다. 동전 크기의 센서 보드 평가 키트와 Edge Impulse와의 파트너십이 결합되어 스타트업을 한 단계 더 성숙하게 만듭니다. Eta Compute는 2월에 ECM3532 초저전력 AI 칩을 출시했지만 지금까지는 듀얼 코어 MCU 및 DSP 설계를 위해 수동으로 코드를 최적화하여 고객 설계를 지원했습니다. 센서 노드 ECM3532는 AI 처리를 위해 Arm Cortex-M3 및 NXP CoolFlux DS
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