고장 모드 및 영향 분석(FMEA)이란 무엇인가?
FMEA(고장 모드 및 영향 분석)는 제품이나 공정의 설계, 제조, 조립 과정에서 발생할 수 있는 잠재적 결함과 그 결과를 체계적으로 평가하는 사전 예방적 위험 평가 방법입니다. 이는 잠재적인 문제 영역을 조기에 파악하여 즉각적인 개선 조치를 취하는 데 도움이 됩니다.
여기서 ‘고장 모드’는 제품이나 공정이 다양한 방식으로 실패할 수 있는 경우를 의미하며, 이러한 실패는 실제 오류를 야기하고 제품이나 공정 사용자에 영향을 미칩니다. ‘영향 분석’은 식별된 각 고장 모드가 가져오는 결과를 자세히 분석하는 과정입니다.
FMEA는 테스트 관리 분야에서 매우 유용합니다. 테스트 활동을 효율적으로 관리하고 모니터링하여 리소스가 가장 중요하거나 위험도가 높은 부분에 집중될 수 있도록 도와 제품의 테스트 품질을 향상시킵니다.
FMEA는 테스트 과정에서 발생할 수 있는 잠재적 위험과 결함을 파악하고, 이들이 테스트 중인 제품의 품질과 신뢰성에 미치는 영향을 고려하여 우선순위를 정하는 데 활용됩니다. 또한, 하드웨어 오류나 소프트웨어 버그와 같은 다양한 고장 모드를 식별하고, 이들이 테스트 과정 및 제품에 미치는 영향을 평가하는 데 도움을 줍니다.
FMEA가 중요한 이유
완벽하고 오류 없는 제품이나 서비스는 존재하기 어렵습니다. 하지만 오류를 최소화하려는 노력은 매우 중요합니다. 오류는 특히 제품 개발 후반 단계에서 발견될 때 막대한 비용을 초래할 수 있으므로 조기에 발견하는 것이 중요합니다. FMEA는 제품이나 공정 설계, 제조, 조립 단계에서 중요한 역할을 합니다.
FMEA를 통해 결함의 심각성, 감지 용이성, 발생 빈도를 기준으로 잠재적 오류를 조기에 파악하고 우선순위를 매길 수 있습니다. 이렇게 우선순위가 정해진 오류에 대해 즉각적인 조치를 취하여 오류를 최소화하거나 제거할 수 있습니다.
이는 오류 재발을 방지하는 데 도움이 되며, 고장 모드가 발생하더라도 사용자가 대처 방법에 대한 지침을 갖도록 해줍니다.
FMEA를 수행해야 하는 시점
FMEA는 일반적으로 설계, 제품, 기능, 또는 기존 제품의 용도 변경 등 오류 발생 가능성이 있는 상황에서 수행하는 것이 가장 효과적입니다.
FMEA를 수행하기 좋은 몇 가지 상황은 다음과 같습니다.
- 새로운 제품이나 공정을 설계하거나 기존 제품을 재설계할 때
- 기존 제품을 의도와 다르게 사용하거나 기존 공정을 새로운 방식으로 적용하려 할 때
- 기존 제품, 공정, 또는 서비스를 개선하려는 경우
- 제품이나 서비스의 고장 및 무결성을 분석하려는 경우
- 새로운 공정 또는 수정된 기존 공정에 대한 제어 계획을 수립할 때
또한 FMEA는 제품이나 공정의 수명 주기 동안 주기적으로 수행하는 것이 좋습니다.
FMEA의 적용 사례
FMEA 분석은 다양한 산업 분야에서 활용됩니다. 예를 들어, 소프트웨어 개발 분야에서는 은행 애플리케이션 개발 시 발생할 수 있는 잠재적인 고장 모드를 식별하는 데 사용됩니다. 이러한 고장 모드에는 보안 침해, 계산 오류, 또는 거래 중 데이터 손상 등이 포함될 수 있으며, 그 영향은 금전적 손실이나 중요 데이터 유출로 이어질 수 있습니다. FMEA 분석을 통해 개발자는 이러한 고장 모드를 기록하고 심각도를 평가하여 위험도가 높은 고장 모드에 대한 개선 조치를 계획할 수 있습니다.
제조 분야에서는 사출 성형과 같은 공정에서 발생할 수 있는 고장 모드를 식별하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 공정에서 발생할 수 있는 고장 모드의 예로는 생산 지연, 금형 파손, 재료 주입 오류 등이 있습니다. 이러한 고장 모드는 품질 저하, 비용 증가, 생산 효율성 감소로 이어질 수 있습니다. FMEA 분석을 통해 이러한 고장 모드를 식별하고 해결함으로써 제조 회사는 공정 품질과 전체 생산성을 개선할 수 있습니다.
FMEA 수행 과정
FMEA 분석은 제품이나 공정의 잠재적 오류를 식별하고 해결하기 위해 다음 단계를 따릅니다.
- FMEA 분석의 범위와 목적을 명확히 정의하고, 분석 유형, 대상, 세부 사항을 명확히 설정하여 팀 구성원 간에 공유합니다.
- 다양한 경험과 지식을 갖추고 고객 요구 사항을 이해하는 팀을 구성합니다.
- 분석 대상을 관리 가능한 구성 요소, 기능 또는 단계로 나눕니다.
- 각 구성 요소 또는 기능에서 발생할 수 있는 잠재적인 고장 모드를 식별합니다.
- 각 잠재적 고장 모드가 시스템, 제품, 또는 공정에 미치는 영향을 평가합니다.
- 각 잠재적 고장 모드에 심각도, 발생 가능성, 감지 가능성을 기준으로 등급을 부여합니다. 일반적으로 1에서 10까지의 척도를 사용하며, 10이 가장 심각합니다.
- 각 고장 모드의 잠재적인 원인을 파악합니다. 브레인스토밍, 이시카와 다이어그램, 5 Why 방법 등 다양한 도구를 활용할 수 있습니다.
- 선택된 기준에 따라 각 고장 모드의 우선순위를 결정합니다. 고장 모드 발생 빈도, 감지 용이성, 또는 심각도를 기준으로 우선순위를 정할 수 있습니다.
- 가장 심각한 고장 모드를 해결하기 위한 조치 계획을 수립하고 실행합니다. 재설계, 공정 변경, 또는 추가 제어 방안이 포함될 수 있습니다.
- FMEA 분석 결과를 문서화하고, 식별된 고장 모드와 개선 조치를 기록합니다. 그런 다음 관련 이해관계자에게 분석 결과를 공유합니다.
FMEA 분석은 조직에서 주기적으로 수행해야 하는 지속적인 과정입니다. 다음은 FMEA 프로세스를 효율적으로 만들어주는 몇 가지 소프트웨어 솔루션입니다.
릴리아소프트 XFMEA
ReliaSoft의 XFMEA는 롤스로이스, 코카콜라, BAE 시스템 등에서 사용하는 강력하고 기능이 풍부한 FMEA 소프트웨어입니다. 이 소프트웨어는 공정 FMEA, 시스템 FMEA, 설계 FMEA, 그리고 FMECA(고장 모드, 영향 및 중요도 분석)의 네 가지 유형의 FMEA 분석을 지원하며, 다양한 산업 표준을 준수합니다.
XFMEA를 사용하면 FMEA와 관련된 위험 평가 방법론에 맞게 분석 프로젝트를 쉽게 구성할 수 있습니다. Design FMEA에서 Process FMEA로 데이터를 전송하거나, FMEA 분석 중 필요한 테스트를 자동 생성하는 기능도 제공합니다. 또한 유연한 데이터 관리 도구와 함께 프로세스의 논리적 흐름을 시각적으로 보여주는 프로세스 흐름도도 지원합니다.
인텔렉스 FMEA
Intelex FMEA는 조직이 FMEA 프로세스 및 워크플로우를 표준화하고 효율화하는 데 도움이 되는 소프트웨어입니다. 팀 기반의 협업적인 문제 해결 방식을 지원하며, 제품 및 공정에서 발생할 수 있는 잠재적 오류를 식별하고 제거하는 데 도움을 줍니다. 또한, 조직 전체의 모든 FMEA를 쉽게 추적하고, 식별된 위험에 대한 대응 조치를 모니터링하며, 잠재적 영향과 원인에 대한 지식 기반을 구축할 수 있도록 지원합니다.
DataLyzer FMEA
DataLyzer FMEA 소프트웨어는 DataLyzer 제품군의 모듈로 제공되지만, 독립형으로도 사용할 수 있습니다. 이 소프트웨어를 사용하면 FMEA 분석에 사용되는 기준과 분류 기호를 각 산업 분야에 맞게 사용자 정의할 수 있습니다. 또한, 사용자 권한과 역할을 할당하여 여러 부서의 사용자들이 협업할 수 있도록 지원하며, 리소스 접근 권한을 관리할 수 있습니다.
DataLyzer FMEA는 FMEA 프로세스를 안내하는 프로세스 흐름도를 쉽게 생성하고, 기존 FMEA를 참조하여 FMEA를 쉽게 유지 관리할 수 있도록 지원합니다. 또한, 고장의 근본 원인 분석과 상세 보고서 생성을 지원하며, 사용자 친화적인 인터페이스와 무료 튜토리얼을 제공하여 쉽게 학습하고 조직에 적용할 수 있도록 돕습니다.
신뢰 FMEA
Relyence FMEA는 완전한 FMEA 솔루션을 지향하며, FMEA 분석 과정을 간소화하는 다양한 기능을 제공합니다. 설계 FMEA, 공정 FMEA, 부분품 FMECA, FMEA-MSR 등 다양한 유형의 FMEA 분석을 지원하며, 사용자가 직접 맞춤형 FMEA를 생성할 수도 있습니다. 사용자 지정 FMEA 템플릿을 제공하거나, Relyence 지식 은행에 액세스하여 FMEA 분석을 재사용, 검색, 동기화할 수 있도록 합니다.
Relyence FMEA는 모바일 장치를 포함한 다양한 장치에서 FMEA 분석에 접근할 수 있도록 하며, 역할 기반 권한 및 효과적인 접근 제어를 제공합니다. 또한, 항상 최신 정보를 유지하고 완전한 커버리지를 보장하는 상시 동기화 기능을 제공합니다. 대시보드를 통해 FMEA 데이터를 수집하고 구성하여 수행된 FMEA에 대한 전반적인 개요를 확인할 수 있습니다.
PQ-FMEA+
PQ-FMEA+는 8개 언어로 제공되는 FMEA 소프트웨어이며, 다양한 FMEA 분석 생성과 함께 제어 계획 및 공정 흐름도 기능을 제공합니다. 이 FMEA 솔루션을 사용하면 FMEA 분석 준비 시간을 줄이고, 팀워크를 향상시킬 수 있습니다. 또한, FMEA 분석을 쉽게 수정하고, 문서화하며, 데이터 무결성을 보장합니다.
QT9™ QMS FMEA
QT9™ QMS FMEA 관리 모듈은 QT9™ QMS 소프트웨어의 일부로 제공되며, FMEA 프로세스를 자동화하는 크로스 플랫폼 FMEA 솔루션을 제공하여 시간 소모적인 수동 FMEA 작업을 줄여줍니다. 안드로이드, iOS, 윈도우, 또는 웹 브라우저를 통해 어디서나 FMEA 분석에 접근할 수 있습니다.
QT9™ QMS FMEA를 사용하면 내장된 FMEA 레코드를 활용하여 FMEA를 빠르게 생성하고 수정할 수 있습니다. 저장된 FMEA 기록을 검색하고, 식별된 오류에 대한 위험 우선 순위 번호를 자동으로 계산하며, FMEA 분석에 변경 사항이 발생할 때마다 사용자에게 이메일 알림을 보낼 수 있습니다. 또한, FMEA 분석 중에 발생한 모든 변경 사항의 타임라인을 확인할 수 있으며, 다양한 사용자를 위한 개인화된 보기를 제공하는 사용자 친화적인 대시보드를 제공합니다.
FMEA 스튜디오
iQA System에서 개발한 FMEA 스튜디오는 마이크로소프트 엑셀용 강력한 FMEA 소프트웨어 추가 기능으로, 윈도우 운영체제에서만 작동합니다. 마이크로소프트 엑셀 내에서 작동하며, 기본 FMEA, 디자인 FMEA, 공정 FMEA, 소프트웨어 FMEA, 의료 FMEA 등 다양한 유형의 FMEA 분석 템플릿을 제공합니다. 사용자가 사용자 지정 템플릿을 생성할 수도 있습니다.
FMEA 스튜디오는 프로세스 흐름도, 조치 우선 순위 테이블에 따른 위험 평가, 2D 및 3D 매트릭스를 사용한 FMEA 위험 평가, 심각도, 발생, 또는 감지 수준의 순위표 기능을 제공합니다. FMEA 문서를 쉽게 편집하고 다른 사용자와 공유할 수 있으며, 다른 FMEA 솔루션에 비해 상대적으로 저렴한 가격으로 제공됩니다.
소프트엑스퍼트 FMEA
SoftExpert FMEA는 사용자 친화적인 FMEA 솔루션으로, FMEA 구조 생성 과정을 안내하는 단계별 마법사를 제공합니다. 또한, FMEA 구조를 계층적으로 보여주며, 제품, 공정, 기능, 고장 모드, 영향, 기존 원인, 제어 카탈로그에 접근할 수 있도록 지원합니다.
SoftExpert FMEA는 식별된 고장 모드의 위험 우선 순위 번호를 자동으로 계산하고, 예방 및 시정 조치를 자동으로 사용자에게 전달합니다. 또한, 워크시트 형식을 사용하여 FMEA 데이터를 시각화하고, 제품 또는 공정의 오류 및 예방/시정 조치의 효과를 강조하는 관리 보고서를 생성할 수 있습니다. 여러 사용자가 동시에 작업할 수 있는 다중 사용자 시스템 구성도 지원합니다.
결론
FMEA 분석은 제품이나 공정에서 문제가 발생하기 전에 잠재적 문제를 파악하고 해결하여 품질을 향상시키는 것을 목표로 하는 사전 예방적 과정입니다. FMEA 분석을 보다 쉽게 수행할 수 있도록 도와주는 소프트웨어 솔루션을 적극적으로 활용하고, FMEA를 공정 또는 제품 개발의 일부로 만드는 것이 중요합니다.
위험 관리를 위한 GRC 플랫폼을 살펴보는 것도 좋은 방법입니다.