### FMEA Failure Mode and Effect Analysis 고장형태영향분석 ##########
; 제품과 공정에 대한 제대로 된 정보를 갖는 것이 시작. 예를 들면 제품에서 유발될 수 있는 문제는 무엇인가? 그 문제는 고객에게(혹은 후공정에) 얼만큼의 영향을 미칠 것인가? 그 문제의 원인을 알고 있는가? 그 문제가 얼마나 많이 발생하는가? 그 다음으로 현재 그 문제가 발생하지 않도록 우리가 취하고 있는 조치는 무엇인가? 최종사용자에게 그 영향이 미치지 않도록 내부적 결의가 필요하다.
이러한 일련의 요구와 과정(FMEA)에 의해 제품(또는 서비스)의 신뢰성을 확보하자는 것이다.
그런데 대개는 문제는 인지할지라도 타성에 의해 문제가 마치 관습인 것 마냥 취급되곤 한다. 결과적으로 그것은 문제가 아닌 것이 될 수도 있다. 따라서 그 문제에 대한 자료는 없을 것이다.
문제를 인지하면 1. 문제는 제대로 정의되었는가? 2. 측정방법은 유효한가? 3. 기록방법은 유효한가? 4. 측정기는 유효한가? 5. 부적합품의 혼입가능성은 없는가? 6. 문제의 발생원인은 제대로 조사되었는가? 7. 원인을 통제하기 위한 수단은 유효한가? 를 판단해야 한다.
문제를 바라보는 방식을 바꿔야하고 앞서 말한대로 문제에 대해 기술하고 자료를 정리해야 한다. 그것이 FMEA이다.
### 자료의 표준화 ##########
표준화되지 못하는 자료들은 좋은 정보로서 제대로 활용되어 질 수 없다. 많은 사람들이 얘기하는 노하우는 오랜 경험에서 오는 것으로 오래된 직원의 머리속에 있다고 한다. 게다가 그들은 공개, 공유하려고 하지 않는다. 그 노하우가 문서화되고 표준화되어 공개되었다면 여러사람에 의해 평가, 발전되었을 것이다. 그런 과정을 거치지 못했기때문에 그 정보는 첩보의 수준이며 발전도 없다.
이러한 노하우들은(문제와 문제 해결과정) 합리적이고 체계적인 분석을 거쳐 같은 문제가 향후에 발생하지 않도록 표준화된 정보를 확보해야 한다. 이 과정이 FMEA이다.
### 품질의 문제는 어떻게 발생하는가? ##########
1. 고객의 요구를 설계에서 제대로 반영하지 못했기 때문에 (설계 미숙)
2. 설계대로 공정에서 제대로 작업하지 못했기 때문에 (예방 미숙)
3. 문제가 발생한 부적합품이 최종사용자까지 도달하게 방치했기 때문에 (검사 미숙)
4. 예방과 검사 방법이 현장에서 제대로 준수되지 않았기 때문에
1번의 문제는 DFMEA에서 해결할 문제이고...나머지들에 대해서는
1. 제품특성을 만드는 공정과 공정별로 만들어야 하는 제품에 대한 정의를 확립하고
2. 공정별로 요구되는 제품이 만들어지지 못하는 원인 확인하고
3. 원인에 대한 통제방법을 구체화하고
4. 원인을 통제하더라도 문제는 발생할 수 있으므로 그 문제가 최종사용자에게 노출되지 않도록하는 검사방법을 확보하고
5. 예방과 검사의 방법을 표준화하여 현장에서 준수할 수 있도록 지침화해야 한다.
정리하면 1은 PFD에서 정의되고 2,3,4는 PFMEA의 과정에서 정의되고 5는 Control Plan에서 정의된다.
ex>>>
제품 표면에 발청이 발생했다면 원인은 무엇인가? 아마 원인은 외부스트레스(충격, 온도, 사용시간 등)에 견딜 수 있는 도장의 부착력이 부족했기 때문일 것이다. 여기서 부착력과 도막두께의 스펙을 결정하는 것은 DFMEA 과정에서 결정할 것이다. 다음은 부착력과 도막두께를 결정하기 위한 공정의 흐름을 결정해야 한다. 그리고 공정별로 요구하는 제품특성을 결정한다. 부착력을 위해 건조공정에서는 표면습기가 요구품질이고 이것들을 정의해가는 것이 공정흐름도이다. 표면습기를 결정짓는 여러 원인이 있을 것이고, 이 원인을 통제함으로써 발생을 예방시키는 방법과 습기를 검사하는 방법을 찾아내는 것이 PFMEA이다. 이를 종합정리하면 관리계획서가 된다.
### FMEA ; 제품과 공정에서 나타날 수 있는 잠재적인 고장형태를 규명하고 이의 제거를 위하여 체계적 기법을 사용하도록 하는 분석도구. ##########
1. '제품과 공정'이란 ; FMEA를 제품특성과 공정특성의 결정과 관리방법을 결정하는데 사용할 수 있다는 것으로서 Design FMEA와 Process FMEA가 대표적인 종류.
2. '잠재적'이란 ; 제품과 공정의 사용기간 중에 발생할 수 있는...이라는 뜻. 이를 일반적으로 신뢰성이라고 하며 제품과 공정은 사용기간 중 계속해서 외력으로 인해 변화할 수 있다는 것에 기반한다.
3. '고장형태'란 ; 고장이란 요구기능을 하지 못하는 상태를 의미한다. 분명히 모든 공정은 요구하는 기본적 기능 혹은 목적이 있다. 이 목적을 수행하지 못하는 부적합의 형태이다. 불량과는 차이가 있다. 불량이란 부적합품 자체를 말한다.
4. '체계적'이란 ; 고장의 형태의 정의에서부터 고장영향에서 문제의 심각성을 판단하고 발생원인과 원인에 따른 발생빈도의 조사. 원인에 대한 현재의 관리방법을 규정하고 후공정으로의 유출을 방지하기 위한 검사의 방법도 규정하고 검사능력을 평가한다. 여기에서 심각성과 발생빈도, 검사능력을 종합적으로 평가하여 문제의 위험성을 평가함으로서 해결해야 할 문제를 아주 객관적으로 규정함으로써 해결문제에 대해 체계적인 기법들을 사용할 수 있도록 유도할 수 있는 것이다.
5. '분석도구'란 ; FMEA란 결코 묹데를 해결하는 도구가 아니다. 단지 체계적 사고를 통해 합리적으로 해결해야 하는 문제를 도출시키는 분석도구일 뿐이다. 그리고 문제 해결과정을 follow up 할 수 있도록 메트릭스체계를 제고하는 것이다.
이 과정에서 가장 중요한 것은 합리적인 위험도 평가. 이를 RPN(위험 우선 순위)라고 하는데 이 위험도를 낮추는 것이 우리 제품의 신뢰도를 높이는 것이라고 할 수 있을 것이다.
### PFMEA 작성 ##########
1. 공정흐름도 작성
- 공정의 순서, 명칭, 내외작이 결정되고, 설비의 명칭이 구체화되어 있는 차트.
여기에서 중요한 것은 수입검사에서부터 출하(운반)의 전공정에 걸쳐서 조사해야하는 것과 검사공정에서 부적합이 발생시 어떤 흐름으로 가야 하는지를 구체화하는 것이다. 하지만 가장 중요한 것은 공정별 제품 특성과 공정특성을 구체화시키는 일이다. 공정별 제품특성을 알기 위해서는 기본적으로 DFMEA작성시 조사된 고장원인을 기준으로 하여 작성되어야 하는데, 문제는 설계책임이 없는 경우에는 DFMEA 작성을 하지 않게된다는 것이다. 그래서 해결 방법은 5WHY의 방법으로 원인을 도출해 볼 수 있다.
ex> 현상 1WHY 2WHY 3WHY 4WHY
도금 박리 - 도금부착력저하 - 도막 두께 부족- 도금식, 도금액농도, 전류 -
- 표면 부식 - 전처리 부족 - 전처리 시간
- 건조미흡 - 건조온도, 시간
이렇게 정리하면 전처리공정, 건조공정, 도금공정의 요구특성을 정의할 수 있을 것이다. 사실 FMEA를 전개하는데 있어 가장 중요한 것은 이것을 제대로 전개해서 공정의 특성을 제대로 규명하는 것이다. 이것에 의해 FMEA의 품질이 결정된다고 할 수 있다.
물론 많은 경우에 이미 공정별 요구특성을 알고 있을 것이다. 그렇다고 하더라도 문제의 메커니즘에 대해서는 정리해 보는 것이 좋다. 예상외로 알고있다고 생각했던 문제에 대해서도 메커니즘을 알지 못하는 경우가 많다. 그냥 대충 알고 있을 뿐이다.
1. 공정명 ; 공정흐름도에서 정의한대로 규정
2. 공정기능/요구사항 ; 기본적인 것은 공정흐름도에서 정의한 공정별 제품의 특성.
공정이 갖고 있는 기본적인 목적 혹은 기능을 정의.
ex> 보관 공정의 요구사항은 변질의 방지...
3. 고장형태
- 공정에서 발생할 수 있는 부적합의 형태
- 공정요구사항을 만족하지 못하는 부적합의 형태
ex> 수분, 부식, 이물질...등등
4. 고장의 영향
- PFMEA에서 분명히 생각해야 하는 것은 고객의 개념
- 영향은 부적합이 고객에게 끼치는 영향을 구체적으로 표현한 것이다.
- 고객은 후공정 또는 소비자이다.
- 공정, 부품, 구성품, 시스템, 이송, 소비자 등으로 단계적으로 파악해야 한다.
- 영향의 작성이 심각도를 정확하게 판단할 수 있게 만든다.
ex> 수분, 부식 등이 소비자에게 주는 영향은 무엇인가?
5. 고장의 원인
- 기본적으로는 공정특성이다.
- 발생원인의 구조를 잘 정리했다면 충분히 파악할 수 있다.
- 메커니즘으로 정리하는 것이 매우 중요.
ex>
6. 현공정 관리
- 예방이란 원인에 대한 현재 유사 공정에서 관리하는 관리 방법이다.
- 유사공정의 관리계획서를 보면 공정특성을 관리하는 방법이 있을 것이다.
- 만리 관리계획서에 없다면 없음이라고 기재.
- 검출이란 말 그대로 검사하여 찾아내는 것.
* 특히 현공정 관리의 작성방법이 매우 중요하다. 현재 사용 중인 방법이므로 어려울 것이 없다. 현재의 방법이 좋으면 그대로 사용하면 되고 나쁘면 고쳐야 할 것이다. 이를 고칠 것인가 말 것인가를 결정하는 판단의 기준이 되는 것이 RPN이다.
### 권고조치 ##########
앞서 말한 RPN(Risk Priority Number) 위험우선순위는 문제의 심각성, 발생빈도, 고객의 유출방지도에 의해 결정된다. RPN은 문제가 고객에게 영향을 미치는지 혹은 얼마나 심각하게 영향을 미치는지에 대한 판단의 기준이 된다.
RPN = 심각도 * 발생도 * 검출도
각 변수는 1~10 사이에서 결정되므로 RPN은 1~1000사이의 숫자가 된다.
1. 심각도
- 심각도는 객관적 평가가 어렵다.
- 이의 해결방법으로 고장의 영향을 계층적으로 아주 자세하게 작성하는 것.
- 예를 들면 동일 제품의 동일한 고장 형태라고해도 사용처에 따라 영향은 달라지게 되는데 이를 1) 소비자의 관점에서 그 고장형태의 영향을 정리(안전, 법규, 주요기능,외관 등등) 2) 후공정 관점에서 그 고장형태의 영향을 정리(안전, 폐기, 재작업, 수리 등등)
한다.
2. 발생도
- 고장형태에서 발생처, 고장원인별로 층별화된 자료가 있다면 정확하게 평가가 가능하다
- 불량 데이터가 없다면 공정수행지수로 평가한다.
- 능력지수(Cpk)가 아니라 수행지수다.
3. 검출도
- 가장 많은 오류를 범하는 부분.
- 일반적인 기준은 관응검사, 게이지검사, 샘플링검사, 전수검사, 공정능력수준, 통계적 공정관리의 활용, 재검사, Fool Proof 등에 의해 정해진다.
많은 기업에서 FMEA를 작성하면 대부분 RPN값은 낮게 평가해버리는 것이 보통이다. 특히 자동차부품은 대부분이 안전 혹은 주요기능과 연결되어 있으므로 심각도는 기본적을 7 이상이다. 그리고 검출도도 심플 검사가 주류인데 샘플검사의 검출도는 7 이상이다. 따라서 발생도가 2 정도만 되어도 PRN값은 100에 가까워진다. 냉정한 고객들은 정확한 평가를 할 것이다...
* 권고조치의 기준
- 고객이 지정하는 것이 일반적.
- 보통은 40~100 이상에 대해서 권고조치하게 된다.
- 최근 제품의 신뢰성이 중요하게 받아들여지고 있어 심각도가 중요하다.
- 따라서 RPN값 이전에 심각도가 8 이상이면 우선 조치를 요구하게 된다.
- 권고조치의 방법은 발생도 또는 검출도를 낮추는 것인데...
- 발생도를 낮추는 것은 현재의 예방방법을 개선하는 것.
- 검출도를 낮추는 것은 검출 방법을 개선하는 것.
이러한 과정을 통해 예방과 검출방법이 정해지면 관리계획서에 기록해야 한다.
그리고 취해진 조치들이 적절하게 적용될 수 있도록 관리하여 개선 후 RPN값을 평가하고 기준에 적합한지 확인해야 한다.
### DFMEA ##########
일반적으로 PFMEA와 DFMEA를 구분하기 힘들다. 다루는 문제가 동일하고, 일반적인 권고조치의 내용 또한 거의 동일하다.
구분하는 방법은 DFMEA를 수행한 결과를 어디에 사용했느냐하는 것이다.
DFMEA는 기본적으로 제품설계와 제품의 시험을 개선하기 위한 수단이지, 공정 개선의 수단이 아니다. 공정개선은 PFMEA에서 담당한다.
*** 아직 공부하는 중. 그래서 편집 중이다. 출처: http://blog.daum.net/deeplook ***
deeplook님의 블로그에 있는 글들을 거의 가져왔고 내가 읽고 이해가 잘 안되는 문장은 건방지지만 약간 수정했다. 게시하는데 문제가 있다면 삭제할 것이다.
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