FMEA 잠재 고장 모드 해석 개요

FMEA (Failure Mode and Effects Anaysis)는 직역하면 "실패 모드와 효과 분석"이 되는데요.

좀 더 의미를 부여하여 설명하면  "잠재적인 고장의 형태를 도출하고 이에 따른 영향도를 분석한다"입니다.

현재 발생하는 문제만으로도 충분히 힘든데, 왜 발생하지도 않은 잠재적인 고장에 대해서도 신경을 써야 하는 것일까요?

 

 

마치 하늘이 무너지고 땅이 꺼질 것을 우려하여 침식을 전폐하였다는 사마천에 나오는 기우(杞憂)라는 사람처럼 너무 앞서서 괜한 걱정을 하고 있는 것처럼 보일 수도 있습니다.

그러나 FMEA라는 Tool 이 유래된 배경과 역사를 아시면 잠재적인 고장을 왜 분석해야 하는지 이해가 가실 것입니다.

 

FMEA 개요

FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)의 유래

FMEA는 1950년대 초반에 프로펠러 추진 항공기가 제트 엔진으로 전환될 때 고장 모드 분석을 위해 도입되었다고 합니다.

항공기는 수만 피트의 상공을 비행하며 많은 사람을 이동시키는 운송 수단입니다. 만에 하나라도 중요한 부품에 문제가 생긴 다면 그 뒤에 발생할 참사는 생각만 해도 끔찍하지요.

따라서 일말의 가능성이라도 발생할 수 있는 고장을 미리 예상하고 얼마나 자주 발생 할지, 발생했을 때 심각도와 영향도를 분석하여 대책을 수립할 수 있도록 고안된 것이 바로 FMEA입니다.

 

1960년대 이후 NASA, Ford 등에서 활용하면서 체계화되고 이후 6 시그마 활동의 도구로써 고도화되어 지금도 각 부문의 잠재적인 문제를 도출하고 해결하는 도구로 활용되고 있습니다.

 

 

FMEA 수행 목적과 필요성

FMEA를 수행하면 우리 제품의 품질과 신뢰성 그리고 안정성에 대한 수준을 객관적인 Data로 고객에게 전달할 수 있습니다.

또한 많은 고객사는 FMEA 활동의 수행 여부를 개발 단계의 가장 중요한 품질 보증 활동으로 요구합니다.

이렇게 FMEA 수행을 적극적으로 요구하고 필요성이 증대된 이유는 제품의 구조가 복잡해지고 제품의 기능들이 추가되어 고도화되었기 때문입니다.

 

제품을 시스템 (System) 또는 세트 (Set)라고 하면 하위에 서브 시스템 (Sub-system) 또는 반 제품이 있고 더 하위에는 모듈 (Module), 단위 조립물 (Assembly)이 있으며 최하위 단에 부품 (Component), 재료 (Material) 등의 계층 구조로 Breakdown 할 수 있는데 이들 조합 간에 Top Down 또는 Bottom Up 방식으로 미치는 영향을 확인해야 합니다.   

 

좀 단순화시켜서 정리하면 시스템 (System)을 구성하는 모든 부품 요소를 찾아내고, 이 부품들의 고장 모드가 다른 부품과 시스템에 미치는 영향과 고장의 원인을 Bottom Up 방식으로 조사하는 것입니다.

고장의 원인을 확인하면 시스템 (System) 작동에 문제가 되는 고장 모드와 영향도에 대한 중요도를 평가할 수 있습니다. 

그리고 중요도가 높은 고장 모드에 대해서 고장 발생률이 낮아지도록 대안 설계를 진행하여 제품이 고장 날 확률을 줄이는 것이 FMEA를 수행하는 목적이자 필요성입니다.

 

 

FMEA의 정의와 기대 효과 (D-FMEA, P-FMEA 참조)

FMEA를 성격에 따라 System FMEA (S-FMEA), Design FMEA (D-FMEA)와 Process FMEA (P-FMEA)로 구분할 수 있습니다. S-FMEA는 시스템에 대한 고장모드 해석, D-FMEA는 설계에 대한 고장 모드 해석이고 P-FMEA는 공정에 대한 고장 모드 해석입니다.

 

D-FMEA 바로가기

 

개발 제품 설계자와 공정 기술자들이 제품 및 공정에서 발생될 수 있는 잠재적인 고장 모드와 그 영향을 평가하여 확인하고 체계적인 접근을 통하여 개선의 우선순위를 결정하는 개발 단계의 품질 관리 도구입니다.

 

P-FMEA 바로가기

 

FMEA 수행에 따른 기대 효과 

FMEA를 수행하여 얻을 수 있는 직접적인 효과는 제품의 품질과 신뢰성, 안정성을 개선하는 것입니다.

이렇게 품질과 신뢰성이 향상되면 내외적인 품질 비용 (Q-Cost) 이 줄어들고 리콜 등과 같은 대형 품질사고 들이 최소화 됨에 따라 회사의 이미지는 좋아지고 당사의 시장 경쟁력은 높아지게 됩니다.

 

고객의 당사 제품에 대한 신뢰도가 향상되어 시장 창출과 확대의 기회는 점점 높아지는 반면에, 회사 내부에서의 개발 기간은 단축되고 비용이 절감되어 개발 제품의 ROI (Return of investment) 시점은 단축되고 수익성은 한층 높아지게 될 것입니다.

 

 

FMEA (Failure Mode and Effects Anaysis)의 전체적인 개요를 다시 정리하면 FMEA는 고객 불만을 예방하는 측면에서 개발된 기법이며, 이의 수행을 통해 개발의 품질과 공정의 품질을 개선하여 외부적으로는 고객 만족을 실현하고 내부적으로는 회사의 경영이익을 극대화하는 두 마리의 토끼를 한꺼번에 잡을 수 있는 유용한 품질 관리 수단입니다.