FMEA

● 정의

FMEA(고장 mode 영향해석)는 부품 그 자체에 고장 발생원인이 개입되는 것을 피하기 위한 기법.

설계, 공정, 품질보증 등 각 부문에 산재한 문제점을 정량적으로 관리하기 위한 기법이며, 점차 복잡화 되는 문제 발생 형태를 제품 개발 초기단계에서 사전 제거하기 위한 목적으로 활용.

ISO9001에서 구체적으로는 요구하고 있지 않으나 ISO9001 대응을 위한 도구로서, 그리고 QS-9000에서는 4.4.5 설계 OUTPUT사항에 설계 FMEA 사용이 요건화되어 있으며, 생산부품 승인절차(PPAP) 중에 제조공정 FMEA 기록을 제출(또는 보관)토록 요구하고 있다.

● 분류 및 적용범위

구분	단계	적용범위
System FMEA	개발초기 상품기획과 설계단계	제품의 system, sub-system 분석
D FMEA	생산단계 이전	제품 분석
P FMEA	생산단계	제조, 조립공정 분석
Circuit FMEA	-	전기,전자회로 부문의 분석

　

● 실시 목적

잠재적 결함 확인 후 그 영향의 심각성 평가

중점관리 항목의 확인

잠재적 설계, 공정상 결함의 중요도 인식

제품의 중대 사고 예방- 고객불만 방지

결함의 영향 제거 또는 감소를 위한 부문별 대책 수립의 근거

설계, 생산 문제점 검증을 통한 효율 제고

　

● 적용 merit

　

구분	종류별 이점	공통 이점
DFMEA	제품 개발 초기 단계에서 제품의 잠재고장모드의 확인이 용이해짐 제품의 모든 잠재고장모드 및 조립에 미치는 영향의 예측 가능성 증진 안전상 문제들을 제거할 수 있는 제품 설계 행위들을 확인-잠정 안전문제를 밝혀내는 것이 용이해짐. 설계 요인 및 대안에 대한 평가가 용이해짐 제품에 대한 철저한 설계검증 계획을 용이하게 해주는 정보 제공 중요 관리 특성 확인 용이 설계 개선 조치들간의 우선순위 설정 향후 제품 설계 개발을 유도하며, 제품 설계변경 후 그 근거를 문서화	제품에 대한 품질 신뢰성 및 안정성 증진 기업이미지 제고 및 경쟁력 확보 고객만족 증진 제품 개발기간 및 비용 저감 고장을 줄이기 위한 활동을 문서화 시켜서 추적 가능성 확보
PFMEA	신규 제조 및 조립공정의 해석 용이 제조 및 조립 공정상의 잠재고장모드와 그 영향이 검토될 수 있는 가능성 증진 엔지니어들이 불량발생을 낮추거나 불량 탐지능력을 증대시킬 수 있는 관리수단 또는 방법에 초점을 맞출 수 있도록 공정결함을 규명 중요관리 특성을 찾아내고 제조관리계획 개발이 용이 공정개선 조치들간의 우선 순위 설정

　

● OUTPUT

DFMEA	PFMEA
제품에 대한 잠재고장모드의 LIST 중요 관리 특성의 LIST 제품고장모드의 원인 제거나 발생률 감소를 위한 설계활동 LIST	공정에 대한 잠재고장모드의 LIST 중요 관리 특성의 LIST 제품고장모드의 원인 제거나 발생률 감소를 위한 공정활동 LIST

　

● FMEA의 실제 적용/운용

　

필요성		안전 또는 정부의 규제, 법규 적합성에 영향을 미칠 수 있는 잠재 고장 모드의 확인 hardware의 생산 투입 전 잠재적 설계결함 확인 제품의 집중관리 항목 확인 생산 개시 전단계의 잠재적 공정상 결함 확인 고객요구 만족 여부 확인을 위한 품질전략 수립, 설계, 공정에 관한 활동을 가능한 제품 개발 초기 단계에서 제시하기 위한 설계, 제조, 조립 공정의 개선을 통한 제품 결함 제거(감소) 제품 결함 제거를 위한 조직적이고 체계적 접근 방법 제공 제품개발 활동에 따른 모든 검토 내용과 대책 이력 제공
실시자		team을 구성하여 실시 협력업체 영역에 대해서는 자체적으로 실시토록 교육 및 지침 부여
실시시기	제정	신규 system, 부품, 공정의 채택 또는 신기술 채택 시 현 설계, 공정 변경 시 carryover된 설계, 공정이 타제품에 적용 또는 환경 변화 시 system 기능은 정의되었으나 특정 hardware 미선정시 부품 기능은 정의되었으나 설계 승인이 되지 않고 생산에 투입되지 않았을 때 신규 상품계획 수립 시
	개정	제품 설계, 적용, 환경, 재질 또는 제조, 조립 공정 변경 시마다 실시 제품개발 cycle의 각 개발 event 발생시 또는 D/R 시점별 변경사항 발생시
	완성	지속적으로 개정되는 것 - 완성 개념 없다
	폐지	DFMEA은 양산 2년 이후 폐지가 바람직(경우에 따라서는 영구 보존관리) PFMEA은 Non-control item의 경우 부품 생산 시점까지. control item은 최종 부품 생산 1년 이후까지 FMEA Chart를 관리 후 폐지 협력업체 FMEA는 Customer FMEA 폐지 1년 후에 폐지

　

● FMEA의 2단계

(일반적으로 실시 빈도가 많은 DFMEA와 PFMEA에 대한 상세 목적 및 정의)

1. DFMEA(설계고장mode 영향해석)

개발이나 설계단계를 원인으로 하는 고장 모드를 해석하여 문제점 발생을 예지하므로서 설계에 대책을 취하기 위함.
설계 FMEA는 하나의 component, sub system이 설계될 때 기술자가 경험이나 과거 검토로부터 문제점이 있을지도 모를 부품의 해석을 포함하는 고유기술에 의해 기술자가 설계공정에서 통상 실시하는 상상력으로 관찰 검토하고 그 결과를 정형화하여 문서화하는 것임.

2. PFMEA(공정고장mode 영향해석)

제조공정의 잠재 문제점 해석을 실시하여 문제점을 예지하고 사전에 개발이나 설계내용에 대책을 반영시키고, 또한 공정설비나 작업절차서를 변경하여 고장원인에 대한 대책을 취하기 위함.
제조담당 기술자 또는 팀에서 잠재되어 있는 고장 mode 및 이것과 관련된 원인 메커니즘을 가능한 고려하면서 추진해 가는 수단으로서 이 기법이 이용됨.

고장 mode 영향분석(FMEA)의 공식적인 Reference Manual이 있다. Reference라고는 되어 있으나 강제적인 요구사항으로 볼 수 있다.

보충 설명;

The role of FMEA in a quality system.

설계의 불완전이나 잠재적인 결점을 찾아내기 위해 구성요소의 고장모드와 그 상위 아이템에 대한 영향을 해석하는 기법.

특히 영향의 치명도에서 그 정도를 중요시 할 때에는 FMECA(Failure Mode Effects and Criticality Analysis)라고 한다.

이 수법은 완성된 기기나 시스템을 검토하기 위한 것이 아니라, 앞으로 개발하려고 하는 기기나 시스템의 설계개선에 활용하는 것이다.

대상이 되는 고장은 하드웨어에 관한 유일한 고정고장(固定故障)이다.

구체적으로는

① 예측되는 고장모드

② 양향의 중대성

③ 발생빈도

④ 검지의 난이도

⑤ 최초로 검지할 수 있는 시점

⑥ 검지방법

등의 평가항목에 따라서 고장모드의 상위 아이템에 대한 영향을 해석한다.

또 고장모드의 상위 아이템으로서의 기능전개는 해석자의 기술적 판단에 크게 의존한다. 따라서 권고사항이 과잉품질로 변하기 쉬우며, 목표원가도 동시에 고려해야 한다. 실제로는 워크시트를 이용하여 해석한다.

　

※ 관련 용어 LINK;

아이템(Item)

고장(Failure)

고장메커니즘

고장모드(Failure Mode)

고장 해석(故障解析, Failure Analysis)

ETA(Event Tree Analysis) --- 주로 전략적 분석을 위해 적용되며, FMEA 분석을 위한 data 수집용 도구로서 활용

FTA(Fault Tree Analysis) --- 주로 고장해석의 정량적 계통도를 제공받기 위해 활용하며, FMEA 실시전 고장발생 메커니즘을 파악하기 위한 도구로서 활용

L-Matrix --- QFD의 기본 사항으로서 문제점 혹은 불량의 영향정도를 Matrix표를 이용하여 분석하는 도표를 의미. 주로 FTA 실시 중간 단계에서 각 gate별 data의 정량화를 유추하기 위해 적용.

FMEA Chart --- FMEA 실시를 위해 작성하는 도표로서 각종 잠재적인 불량 mode에 대한 data를 관리하는 도표

　

※ 관련 정보/문헌 Links;

FMEA 소프트웨어 Quality APQP Software, USA

Relex FMEA 소프트웨어 USA

QS-9000 / ISO9000 대응 FMEA 실용절차서, Japan

QS-9000 Q&A 150문답집, Japan

QS-9000 완전 이해 매뉴얼, Japan