Failure Mode Effects Analysis Potential Failure Mode Effects Analysis (FMEA) 잠재적 고장 형태 및 영향 분석

FMEA 잠재적 우려사항을 사전에 파악하여 제거하는데 도움이 되는 훈련기법. 야 한다. FMEA의 성공적 실행요소는 시기의 적절성에 있다. FMEA의 최대효과는 설계나 공정의 고장형태가 제품에서 모르고 설계되기 전에 수행되어야 한다. FMEA를 수행하는데 소요된 사전시간은 때늦은 변경의 발생을 경감시킬 수 있다. FMEA는 시정조치의 실행을 감소시킬 수 있다.

FMEA -- 정의 다음의 활동들을 시스템화 한 그룹 : 제품/공정의 잠재적인 고장과 그것의 영향들을 파악하고 분석하는 것 잠재적 고장이 발생할 가능성을 제거하거나 감소할 조치를 확인 Process를 문서화

FMEA - 목적 문제점 발생을 예방하도록 조치 잠재적 고장 유형과 엄격도 확인 Critical, Significant 특성 확인 잠재적 설계 및 공정 결함을 조사 Engineers 관심을 제품/공정 주요 문제점을 제거하고, 문제점 발생을 예방하도록 조치

Benefits - FMEA 개발 초기에 FMEA를 실시하면... 제품의 품질, 신뢰성, 안전성을 향상 회사의 Image와 경쟁력을 향상 고객만족 증가에 도움 제품개발 기간과 비용 절감 위험 감소를 위한 문서 / 조치 추적 ( Legal Binding Document : 안전관련 법정 소송 시 증거자료로 사용 )

PL 결함의 종류 설계상의 결함 제조상의 결함 지시/경고상의 결함  FMEA와 가장 관련성이 높은 항목 : 설계상의 결함 (배상금이 높고 건수는 적음)

PL 소송, DAMAGE SPECIAL DAMAGE 의료 비용 임금 손실 (미래) 물적 피해 비용 GENERAL DAMAGE 육체적 / 정신적 손해 배우자와의 관계 상실 사회적 지위의 상실 PUNITIVE DAMAGE

PL CASE STUDY 차종 85년식 CHRYSLER DODGE CARAVAN 사고 내용 : 충돌 직후 뒷문이 열리면서 승객 이탈 피해 내용 : 6세 소년 사망 결함 내용 : 뒷문 잠금 장치의 설계적 결함 배 상 액 : 총 2억 6천 2백 50만 달러 (한화 약 2천 6백억)  ACTUAL DAMAGE : 1천 2백 50만 달러  PUNITIVE DAMAGE : 2억 5천만 달러

FMEA - Types 개념 FMEA System Sub-System 설계 Component FMEA Assembly 공정 Manufacturing

QS-9000 CHART CUSTOMER NEEDS DESIGN INPUT DESIGN VERIFICATION Requirements Feed Back CUSTOMER NEEDS DFMEA SPECIAL CHARACTERISTICS DESIGN INPUT DESIGN VERIFICATION PROTOTYPE CONTROL PLAN DESIGN OUTPUT PFMEA PRE-LAUNCH CONTROL PLAN SPECIAL CHARACTERISTICS PRODUCTION CONTROL PLAN PRODUCTION PART APPROVAL PRODUCTION CONTINUOUS IMPROVEMENT

특별 특성 CRITICAL : 정부 법규 준수 혹은 차량/제품 기능의 안전에 영향을 끼치며 특별 관리를 요구 하는 사항들 특별 특성 CRITICAL : 정부 법규 준수 혹은 차량/제품 기능의 안전에 영향을 끼치며 특별 관리를 요구 하는 사항들 SC SIGNIFICANT : 고객만족에 중요한 요구사항으로서 관리계획에 기술되고 특별관리를 요구 하는 것

CRITICAL CHARACTERISTICS (  ) SIGNIFICANT 모든 다른 특성 특 성

Non-Key Characteristic Non-Key Characteristic 특별특성 표시(예) GM NAO Ford Chrysler Non-Key Characteristic 예상되는 제품의 산포가 제품의 안전, 법규에 적합하고, 장착 및 기능에 영향을 미치지 않는 특성. 없음(사용되지 않음) 없음(사용되지 않음) 중요하지 않은 특성 표준없음 Non-Key Characteristic 예상되는 제품의 산포가 조립,기능,장착,외양등이 고객만족에 심각한 영향을 미치는 특성(안전,법규와는 무관). 고객만족에 중요하여 관리계획서에 포함되어야 할 특성. 공정안정,공정능렫,부품의 수명을 위하여 공정이 관리되기 위하여 SPC가 필요한 중요특성. 안전 또는 법규에 관련되지 않는 특성 F/F( ◇ ) SC( 없음 ) D( ◇ ) 예상되는 제품의 산포가 제품의 안전, 법규에 영향을 미치는 특성. 법규, 안전과 관련된 제품의 기능에 영향을 미칠수 있어 관리계획서에 포함되어야 할 특성. 법규, 안전,도난 요구사항을 만족 시키기 위하여 특별히 관리되어야 할 특성. Key Characteristic 안전 또는 법규에 관련되는 특성 S/C( ∇ ) CC( ▽ ) S(

특별특성(Special Characteristics) 제품/공정 유효성평가 단계 계획수립 단계 제품설계 단계 공정설계 단계 제품설계 단계 고객의 요구 DFMEA 제조공정도 초도생산 양산 과거 경험 설계특성 List 특성 Matrix Ppk  1.67 지속적개선 예비특별특성 설계입력 PFMEA Launch C/P Cpk  1.33 제품사양서 공정특성 List PPAP Prototype C/P Pre-launch C/P 양산승인

FMEA EXPRESS SPECIAL 모든 제품 특성 설계 FMEA 방법 적용 - 중요도를 감소시키기 위한 설계 조치 잠재 Critical : 안전 혹은 법규 사항 잠재 Significant : 매우 큰 고객 불만족 발생 가능 기 타 FMEA EXPRESS 공정 FMEA 방법 적용 - 중요도를 감소시키기 위한 설계 및 공정 조치 기 타 공정 고장 형태 잠재 Critical : 안전 혹은 법규 사항 잠재 Significant : 매우 큰 고객 불만족 발생 가능 특별관리가 요구되는가? NO NOT 특별특성 YES Significant 특성 확정 Critical 특성 확정 SPECIAL Control Plan

특별특성 확인 DESIGN FMEA PROCESS FMEA 특별관리가 요구되는가 ? 일반특성 CRITICAL 특성 선정 NO 일반특성 YES CRITICAL 특성 선정 SIGNIFICANT 특성 선정

작업 Model 조치사항 가능한 조치 설계 변형 공정 변경 특별 관리 기능이 무엇인가? 영향이 나쁜 영향인가? 무엇이 잘못될 그것이 얼마나 자주 발생하는가? 기능이 무엇인가? 무엇이 잘못될 수 있는가? 기능 불량 부분 기능 - 감소 - 초과 간헐 작동 영향이 나쁜 영향인가? 원인이 이것이 어떻게 발견될 수 있는가? 발견하기 위한 방법이 얼마나 좋은 방법인가?

작업 Model -- 안내 Potential ISOS Failure and Effect Analysis INSPECT How bad is it? INSPECT What can go wrong? No Function Partial Function Interittent Function Over Function Degraded What can be done? Design Changes Process Special Controls TAKEN ACTION What is the Effect(s)? How often does it happen? What is the Function? How good is this method of finding it? What is the Cause(s)? How can this be found? DETECT

고장 유형, 영향, 원인의 상호 관계 CONCEPT FMEA Failure Mode Effect Cause Cannot generate light Customer dissatisfied Output from input mechanism missing DESIGN FMEA Failure Mode Effect Cause Switch (Input mechanism) falls -open circuit Customer dissatisfied; Lighting System fails ; Switch inoperative Switch orientation tab dimensions not specified correctly PROCESS FMEA Failure Mode Effect Cause Switch orientation tab dimension incorrect or tab missing Customer dissatisfied ; Lighting System fails ; Switch inoperative -Mold temperature too low -Insufficient material injected into mold

고장 유형, 영향, 원인의 상호 관계 PROCESS FMEA LAST OPERATION Failure Mode Effect Cause Light Switch inoperative Customer dissatisfied Switch installed improperly - wrong orientation PROCESS FMEA NEXT OPERATION Failure Mode Effect Cause Switch installed improperly - wrong orientation Customer dissatisfied; Switch inoperative Orientation tabs missing PROCESS FMEA FIRST OPERATION Failure Mode Effect Cause Orientation tabs missing Customer dissatisfied ; Switch inoperative Switch installed improperly -Mold temperature too low -Insufficient material injected into mold

FMEA 작성 시기 신규 System, 제품, 공정을 개발할 경우 현 설계사양, 공정이 변경될 경우 Carry-over 설계 / 공정이 신규 개발, 환경에 이용될 경우

FMEA 작성 시시 Recommended Timing Events Concept FMEA Design FMEA Process Program Definition <PD> 시작 Program Implementation <Pl> 완성 시작 시작 Theme Decision <TD> 개정 Prototype Readiness <PR> 완성 개정 Sign-off <SO> 완성

FMEA 결과물

팀 접근 -- FMEA Support Team CORE TEAM Process Engineer 품질 Engineer Test Engineer 협력업체 전문가 Support Team 책임 Engineer 설계 Engineer 제조 Engineer 조립 Engineer CORE TEAM

Multi-Disciplinary Team Production Part Approval A.2 Team Leader 선정 A.3 역할과 책임을 정의 Team 구성 B.1 고객 요구사항의 정의 B.2 고객의 기대 파악 B.3 Feasibility Review(계약체결 이전) 고객요구 파악 Product Quality Timing Plan 수립 C.1 시작 및 완료일 표기 C.2 Training Program 수립 C.3 Management Support 1. FMEA 개발 및 검토 2. 특별특성 개발 3. Control Plan 개발 및 검토 D.1 DFMEA 및 PFMEA D.2 설계/공정 특별특성 D.3 Control Plan(Prototype/Pre-lunch/Production) E.1 Management Support E.2 Production Quality Planning Summary and Sign-off Production Part Approval

Failure Mode Effects Analysis Design Failure Mode Effects Analysis (DFMEA) 설계 FMEA

설계 FMEA 설계 요구사항과 설계대안의 객관적 평가에 도움. 제조 및 조립 요구사항에 대한 초기 설계에 도움. 잠재적 고장형태와 시스템 및 차량운행에 있어 이들 고장형태의 영향이 설계/개발 과정에서 고려될 가능성 증가. 철저하고 효과적인 설계시험과 개발프로그램의 계획에 도움을 주는 추가정보의 제공. 고객에 영향을 미치는 정도에 따라 순위가 매겨진 고장형태의 리스트를 작성하여 설계개선과 개발시험을 위한 우선순위 체계(Priority system)를 수립. 위험감소 조치의 추천과 추적을 위한 문제제기 서식을 제공. 고객의 불만사항 분석, 설계변경 평가, 향상된 설계를 하는데 도움을 주기위한 미래의 참고자료를 제공.

설계 FMEA의 작성 설계개념(Design concept)의 마무리 시점 또는 그 이전에 시작. 변경사항이 발생하거나, 제품개발 단계를 통하여 추가정보가 얻어질 때 계속해서 갱신 되어야 함. 제품도면이 금형 및 치.공구 준비를 위하여 배포되기 전에 완료 되어야 함. 설계는 공정이 지정된 설계의 의도대로 제조 또는 조립될 것이라는 가정하에 실시. 제조나 조립공정중 발생될 수 있는 잠재적 고장형태와 원인은 공정 FMEA에서 파악하고 영향을 분석하며 관리하지만 설계 FMEA에서도 포함될 수 있다.

FMEA 서식

Design FMEA -- Scope 기능 Bock Diagram 작성 분석 범위 설정 팀 협의

Simple Block Diagram Block으로 System, Subsystem, 혹은 부 품을 나타냄 Interfaces를 확인함 Service Assembly Screw Component / Assembly Weld Adhesive Other Systems User

분석 실시 범위 설정 과다한 범위 설정 시 필요이상 많은 노력과 시간을 소요하여 효과적인 분석을 못한다. 범위가 설정되어 있지 않으면 분석 중 목표 를 상실할 수 있으며 팀원간의 분쟁 사유도 된다. Function Block Diagram (기능 Block도)을 사용하면 수월하게 범위를 설정할 수 있다.

DFMEA 서식 1. FMEA Number 2. System, Subsystem, Component : FMEA 분석의 수준, 이름 및 번호 3. Model Year(s)/Vehicle(s) : FMEA 분석품의 적용 차종 및 모델년도 4. Core Team : FMEA 활동에 책임이 있는 인원의 이름, 부서명, 전화번호 등 5. Design Responsibility : 설계 책임이 있는 OEM, 부서(부문) 및 공급자 이름 6. Key Date : 초기 FMEA 완료 예정일(계획된 양산도면 배포 일을 초과하지 않은) 7. Prepared By : FMEA 작성 책임자의 이름, 부서명, 전화번호 등 8. FMEA Date(Orig.)/Revision : 최초 FMEA 작성일자 및 최근 개정일자

품명(Item)/기능(Function) 1. 분석하고자 하는 부품이름 및 (도면)번호 -. 도면에 표시된 것과 동일한 용어를 사용. -. 최초 배포 전에는 임시번호를 사용. 2. 설계자의 의도된 부품의 기능을 간략히 기록 -. 시스템 작동과 관련된 환경정보를 포함. -. 온도, 압력, 습도 등의 사용범위. 3. 한가지 이상의 기능을 갖는 경우에는 모든 기능을 분리하여 나열

기능이 무엇인가? 기능 (FUNCTIONS) : 제품의 설계 의 도 혹은 기술적 요구사항 기능은 필요, 요구와 요구사항들을 나타 낸다.

기능 묘사 측정가능 부품 혹은 ASS’Y가 무엇을 하도록 의도 되었는 지를 이해 기능 묘사 측정가능 부품 혹은 ASS’Y가 무엇을 하도록 의도 되었는 지를 이해 작동하도록 의도된 모든 제품 기능들을 고려할 것을 보증

기능 묘사 간결한 기능 설명 동사 명사 활동사항, 발생현상 등을 기술 활동사항이 무엇과 관련된 것인가를 기술 발생시킨다 기능 묘사 간결한 기능 설명 동사 명사 활동사항, 발생현상 등을 기술 활동사항이 무엇과 관련된 것인가를 기술 발생시킨다 관리한다 소모한다 고정한다 방지한다 불빛 속도 연료 벨트 녹

잠재적 고장형태(Potential Failure Mode) 1. Component, Subsystem, System이 잠재적으로 설계의도를 만족할 수 없는 상태 2. 특정부품과 부품기능에 대한 각각의 잠재적 고장형태를 나열 3. 과거의 실패사례, 결함보고서 등을 “브레인스토밍”에 의하여 검토 4. 특정 작동조건(덥고, 춥고, 먼지나는)/사용조건(평균 운행거리, 거친지형, 시내주행) 에서만 발생될 수 있는 잠재적 고장형태가 고려 5. 고객이 감지하는 증상이 아닌 “물리적”/ “기술적” 표현으로 사용 -. 균열(Cracked), 고착(Sticking), 변형(Deformed), 전기적 단락(Short circuited), 느슨함(Loosened), 산화(Oxidized), 누수/유(Leaking), 파손(Fractured),...

Determine What Can Go Wrong 무엇이 잘못될 수 있는가? 기능 불량 부분기능 - 감소 - 초과 간헐 작동 기능이 무엇인가?

Potential Failure Modes Failure Mode Type Potential Failure Mode No function Partial function Degraded function Over function Intermittent function Not operational Not all of function operating Loss of ideal function over time Operates in excess of intent Occasionally does not function

Failure Modes -- Headlamp Failure Mode Type Potential Failure Mode No function Partial function Degraded function Over function Intermittent function No light emitted Light less intense than specs Loss of intensity over time Light too intense Lights some time, not at others

잠재적 고장영향(Potential Effects of Failure) 1. 잠재적 고장형태가 기능에 영향을 줌으로 인하여 고객(내/외부)이 인지하는 것 2. 고객이 눈치 채거나 기억하는 관점으로 기술 3. 안전 또는 법규에 만족되지 않을 수 있으면 명확히 명기 4. 분석하고자 하는 특정한 시스템, 하위시스템 또는 구성품의 관점에서 기술 5. 고장영향의 예 : 소음, 불규칙적인 작동, 거칠음, 잘동불능, 조잡한 외관, 불쾌한 냄새, 불안정성, 작동저하, 간헐적 작동,...

고장 영향을 결정 그것이 얼마나 자주 발생하는가? 기능이 무엇인가? 무엇이 잘못될 수 있는가? 기능 불량 부분 기능 - 감소 - 초과 간헐 작동 영향이 나쁜 영향인가? 원인이

DFMEA Effects Table Failure Part Assembly System Vehicle Customer Gov Trimr Headlamp LT System (-) Driver Regs Thread Doesn’t Not Misaligned Impaired Impaired Road Doesn’t Retain Fixed in LIightbeam Night/Fog Night/Fog Vehicle Maintain Setting Position Performance Performance Light Adjustment Regs ‘89

심각도(S ; Severitys) 1. 만일 발생할 경우 잠재적 고장형태가 그 다음의 Component, Subsystem, System 또는 고객에게 미치는 영향의 정도 2. 심각도는 단지 고장영향에만 적용 3. Step 11의 각각의 영향 중 가장 엄격도가 높은 등급을 평가 4. 심각도 등급의 감소는 오직 설계변경으로만 가능 5. 설계 FMEA의 심각도 등급은 공정 FMEA에서도 동일하여야 한다. * 평가기준과 등급체계는 팀의 의견일치를 보아야 하며, 일관성이 있어야 한다.

심각도(S ; Severitys) 평가기준 영 향 고장영향의 심각도 평가기준 등 급 잠재적 고장형태가 경고 없이 자동차 운행에 영향을 미치거나 정부법규에 대하여 불일치 사항이 포함될 때의 매우 높은 심각도 등급 경고 없는 위험 10 잠재적 고장형태가 경고를 하면서 자동차 운행에 영향을 미치거나 정부법규에 대하여 불일치 사항이 포함될 때의 매우 높은 심각도 등급 경고 있는 위험 9 매우 높음 주요한 기능을 상실하면서 자동차 또는 부품의 작동불능 8 높 음 자동차 또는 부품은 작동하지만 성능이 떨어짐으로 고객불만 발생 7 자동차 또는 부품은 작동하지만 몇 가지 편의부품의 작동불능으로 고객의 일부가 불만족을 경험함 보 통 6 자동차 또는 부품은 작동하지만 몇 가지 편의부품의 성능이 떨어짐으로 고객의 일부가 불만족을 경험함 낮 음 5 장착(Fit), 마무리(Finish),삐걱거리는 소리(Squeak), 덜컹거림(Rattle) 항목의 부적함으로 대부분의 고객에 의해 인지되는 결함 매우 낮음 4 장착(Fit), 마무리(Finish),삐걱거리는 소리(Squeak), 덜컹거림(Rattle) 항목의 부적함으로 평균적인 고객에 의해 인지되는 결함 경 미 3 장착(Fit), 마무리(Finish),삐걱거리는 소리(Squeak), 덜컹거림(Rattle) 항목의 부적함으로 예민한 고객에 의해 인지되는 결함 매우 경미 2 없 음 영향 없음 1

분류(Classification) 1. 추가적 공정관리가 요구되는 Component, Subsystem, System에 대한 제품특성을 분류하는데 적용 2. 분류 란에 적당한 특성이나 기호로써 파악되어야 함 3. 특별특성으로 파악된 사항에 대하여는 권고 개선사항이 기록되어야 한다 4. 설계 FMEA에 의하여 특성으로 분류된 사항에 대하여는 공정 FMEA에 의하여 평가되어야 한다

특별특성 분류 보안특성 중요특성 8  심각도(Severity ; S)  5 and (Critical Characteristics) 중요특성 (Significant Characteristics) 8  심각도(Severity ; S)  5 and 발생도(Occurrence ; O)  4인 특성 심각도(Severity ; S) > 8인 특성 안전 및 법규 특성 발생도가 많은 고객불만 특성

잠재적 고장원인(Potential Cause(s)/Mechanism(s) of Failure) 1. 잠재적 고장형태의 잠재적 고장 원인 및 메커니즘 2. 잠재적 고장원인 및 메커니즘을 가능한 간결하고 완전하게 나열 3. 고장원인의 예 : 잘못된 재료사양, 부적절한 설계수면 추정, 과부하, 불충분한 윤활능력, 부적절한 보전지침, 불충분한 사용환경의 고려, 잘못된 연산방식,... 4. 고장메커니즘의 예 : 휘어짐, 늘어짐, 피로, 마모, 재료의 불안정성, 부식,...

원인 -- 정의 잠재적 고장원인 : 고장 유형으로 나타나는 설계 결점의 표시

무엇이 고장 원인인가? 원인의 두가지 가정... 설계는 제조나 조립 시에 승인할 수 없는 변동을 유발하는 결함을 포함하고 있음 설계 규격대로 제조되고 조립됨 설계는 제조나 조립 시에 승인할 수 없는 변동을 유발하는 결함을 포함하고 있음

Root Causes of Failure Use a WHY Ladder Support area too small Bending overstress Level 3 Why? Material cracked Level 2 Why? Level 1 Why?

고장의 원인 Use a Fishbone Diagram Thread Seizure Corrosion Loose Thread No Adjustment Material Propagation Thread Fusion Screw Thread Oversize Engine Heat Thread Contamination Thread Seizure

FMEA 전개 기술 영향 (Effect) 결과 고장 유형 원인 (Cause) 원인

발생도(O ; Occurrence) 1. 잠재적 고장원인/메커니즘이 발생될 가능성의 정도(추정치) 2. 발생도 등급의 감소는 고장원인/메커니즘의 제거/관리를 위한 설계변경으로만 가능 3. 발생도 추정시 고려사항 -. 유사품이나 Subsystem의 서비스 이력사례는 무엇인가? -. 구성품이 이관(Carryover) 품인가 , 아니면 이전의 Component 또는 Subsystem과 유사한가? -. 이전의 Component 또는 Subsystem에서 중요한 변경이 있었는가? -. 구성품이 이전의 수준의 구성품과 판이하게 다른가? -. 구성품이 완전히 새로운가? -. 구성품의 적용이 바뀌었는가? -. 환경의 변화는 무엇인가? -. 발생율을 추정하기위한 기술적 분석이 이용되었는가?

발생도 (O ; Occurrence) 평가기준 고 장 확 률 발생가능 비율 등 급 2개중 1개 이상 10 매우 높음 고장이 거의 필연적 임 3개중 1개 이상 9 8개중 1개 이상 8 높 음 반복적인 고장 20개중 1개 이상 7 80개중 1개 이상 6 보 통 때때로의 고장 400개중 1개 이상 5 2,000개중 1개 이상 4 15,000개중 1개 이상 3 낮 음 상대적으로 적은 고장 150,000개중 1개 이상 2 희 박 고장이 거의 없음 1,500,000개중 1개 이상 1

현재의 관리방법(Current Design Control) 1. 잠재적 고장원인/메커니즘에 대한 설계의 적절성을 보장할 수 있는 예방, 유효성 확인, 검증활동의 방법 2. 현제의 관리방법 예 : 주행시험, 설계검토, 시험, 가속시험, 수학적 연구,… 3. 동일 또는 유사 설계에 사용되었거나 사용되고 있는 것 4. 고려되어야 할 설계관리 유형 -. 고장원인/메커니즘이나 고장형태/영향의 발생을 예방하거나, 발생도를 줄인다 -. 고장원인/메커니즘을 찾아내고 개선조치를 이끌어 낸다 -. 고장형태를 찾아낸다

검지도(D ; Dection) 1. 잠재적 고장원인/메커니즘을 Component, Subsystem, System이 양산을 위해 배포 이전에 현재의 관리방법으로 발견될 가능성의 정도 2.여러 가지 관리 방법이 있을 경우 가장 낮은 등급을 선정 3. 검지도 등급의 감소는 계획된 설계관리(예방, 유효성확인, 검증활동)가 개선되어야 가능 --- 현재 관리방법의 개선

검지도(D ; Dection) 평가기준 검출도 설계관리에 의하여 검출 가능성 등 급 등 급 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출하지 못하거나 검출할 수 없다 ; 설계관리가 없는 경우 절대적 불확실 10 매우 희박 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 매우 희박하다 9 희 박 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 희박하다 8 매우 낮음 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 매우 낮다 7 낮 음 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 낮다 6 보 통 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 보통이다 5 다소 높음 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 다소 높다 4 높 음 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 높다 3 매우 높음 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 매우 높다 2 거의 확실 잠재적 고장원인/메커니즘과 그 이후의 고장형태를 검출할 기회가 거의 활실하다 1

위험 우선순위(RPN ; Risk Priority Number) 1. 설계위험에 대한 추정치 2. 설계시 고려하여야 할 우선순위의 결정시 사용 3. 위험 우선순위(RPN)  심각도(S)  발생도(O)  검지도(D) 4. 높은 RPN에 대하여서는 팀이 위험을 줄이기 위한 노력이 필요 -. RPN 결과와 관계없이 심각도(S)가 높을 때에는 특별한 주의가 필요

권고 개선사항(Recommended Actions) 1. 개선의 우선순위가 결정되었을 때의 설계위험을 줄이기 위한 노력 2. 권고 개선활동의 고려사항 -. 실험계획법 -. 시험계획의 개정 -. 설계변경 -. 재질변경 3. 개선 우선순위 : 심각도(S)  8, 8  심각도(S)  5 및 발생도(O) 4인 것 --- 특별특성  심각도(S)가 높은 것  심각도(S)  발생도(O)가 높은 것  위험 우선순위(RPN)가 높은 것

위험도 평가 엄격도 (S) 엄격도 × 발생도 (S × O) 엄격도 × 발생도 × 검지도 (S × O × D) = RPN

위험도 평가 - 예 S × O × D = RPN 2 × 10 × 10 = 200 10 × 10 × 2 = 200 2 × 10 × 10 = 200 10 × 10 × 2 = 200 10 × 2 × 10 = 200

위험도 평가 - 예 S × O × D = RPN 3 × 10 × 2 = 60 9 × 2 × 2 = 36 3 × 10 × 2 = 60 9 × 2 × 2 = 36 10 × 2 × 1 = 20

담당자(Responsibility)/완료예정일(Target Completion Date) 1. 권고 개선사항에 대한 활동 책임자 이름 및 부서명 2. 권고 개선활동의 완료 목표 예정일 -. 권고 개선활동의 최초 완료는 양산도면 배포 전에 이루어져야 함.

개선내역(Action Taken) 권고 개선활동의 수행결과의 간략한 설명과 적용일

개선결과(Action Results) 1. 개선활동이 완료된 후 심각도, 발생도, 검지도의 평가 결과 2. 개선활동 완료 후 RPN 값 -. 개선활동이 이루어지지 않으면 공란 -. 추가 개선조치의 고려 필요 시는 권고 개선사항부터의 단계를 반복 실시

Failure Mode Effects Analysis Process Failure Mode Effects Analysis (PFMEA) 공정 FMEA

공정 FMEA 실시순서 1. 제품과 관련된 공정의 잠재적 고장형태를 파악. 2. 고장의 잠재적 고객의 고장영향을 평가. 1. 제품과 관련된 공정의 잠재적 고장형태를 파악. 2. 고장의 잠재적 고객의 고장영향을 평가. 3. 제조 또는 공정의 잠재원인을 파악 발생가능성을 줄이거나, 고장조건을 찾아내기 위하여 관리되어야 할 공정변수를 파악. 4. 시정조치를 위한 우선순위가 부여된 시스템을 수립하고, 잠재적 고장형태의 등급 LIST를 개발. 5. 제조 또는 조립공정의 결과를 문서화.

FMEA 서식

FMEA 타이틀 1. FMEA Number : FMEA 문서번호 2. System, Subsystem, Component : FMEA 분석공정의 제품수준, 이름 및 번호 3. Model Year(s)/Vehicle(s) : FMEA 분석공정의 적용 차종 및 모델년도 4. Core Team : FMEA 활동 책임이 있는 인원의 이름, 부서명, 전화번호 등 5. Responsibility : 공정 책임이 있는 OEM 또는 공급자 이름, 부서 6. Key Date : 초기 FMEA 완료 예정일(계획된 양산시작일을 초과하지 않는) 7. Prepared By : FMEA 작성 책임자의 이름, 부서명, 전화번호, 회사명 등 8. FMEA Date(Orig.)/Revision : 최초 FMEA 작성일자 및 최신본 개정일자

공정(Process)/요구사항(Requirement) 1. 분석하고자 하는 공정이름 및 (공정)번호 2. 공정의 목적 또는 작업방법을 간략히 기록  여러 가지 작업을 수행할 경우 각각의 작업을 분리된 공정으로 분석

공정 기능 및 목적 정의 공정은 이 작업에서 무엇을 하는가 ? 모든 공정의 목적을 고려할 것

공 정 기 능 Process Flow Diagram(공정흐름도)에 명시된 각 공정의 기능 / 목적들을 기록한다. 공 정 기 능 Process Flow Diagram(공정흐름도)에 명시된 각 공정의 기능 / 목적들을 기록한다. 공정마다 입력되는 부품 및 작업 종류와 작업 결과들을 기록하여 FMEA에 첨부한다. Part Characteristics - Process (부품특성 - 공정 관계) Matrix도 포함하면 불량원인 추적 시 도움이 된다.

세부 흐름 -- 공정 기능 / 목적 30.1 30.2 30.3 기능 / 목적 베이스플레이트 놓기 나사 2개 삽입 노즈 삽입 나사와 스프링 가조립체를 단단히 고정 육안 검사 : - 나사 - 스프링 - 위치 - 고정 베이스플레이트를 리플렉터 위에놓고 (나사2개로) 고정 노즈를 끼우고 가조립된 나사와 스프링을 단단히 트리머 조립체 육안 검사

Inspect for existence of tabs 기법 1. 공정흐름도 작성 PROCESS FLOW DIAGRAM Dept, No.: K 1583 Part Name: Piezoelectric Switch Inspect for existence of tabs Incoming Sources or Variation Process Flow Incoming Sources or Variation  작업  검사  작업자  이송 Material Feed Conveyor Speed Material Feed Conveyor Speed  10 Fluid Temperature Material Composition Material Contamination Pneumatic Pressure Dimension 3 Fluid Temperature Material Composition Material Contamination Pneumatic Pressure Dimension 3  40  45 Operator Variability Inspection Method Dimension 5 & 6 Operator Variability Inspection Method Dimension 5 & 6  80 Part Variance Tool Wear Dimension 17 & 20 Part Variance Tool Wear Dimension 17 & 20  85 Operator Variability Inspection Method Operator Variability Inspection Method

CHARACTERISTIC MATRIX Part Characteristics Process Operations 10 Housing Material Specific Gravity 20 30 40 50 60 70 80 X Housing Diameter Tab Length Switch Orientation 85 주 : 1) DFMEA의 Root Cause(부품 특성) 기입 2) 모든 특별 특성 고려 3) 특성에 영향을 미치는 고정 확인 예 작업 #20 Drill Hole 작업 #30 Dart A를 Pant B에 용접 작업 #40 서브어셈블리 X를 어셈블리 Y에 조립

잠재적 고장형태(Potential Failure Mode) 1. 공정 요구사항 및 설계의도를 충족시키지 못하는 작업방법. --- 부적합사항 -. 입고부품, 자재 등은 정상이라는 가정하에 나열. -. 연속작업 또는 이전공정의 고장형태와 연관된 원인일수도 있음. -. 모든 잠재적 특별특성 및 설계 특별특성을 빠짐없이 나열. 2. 유사공정 또는 유사품의 고객(최종사용자 및 후 공정) 불만사항. 3. 설계사양과 무관하게 고객이 불만을 제기할 수 있는 사항.  일반적인 고장형태의 예 : 구부러짐, Crack, 변형, 더러움, 취급손상, 단락, 단선, 굳음, Burr 발생, Tool 마모,...

고 장 유 형 어떠한 상황에서 공정이나 부품이 Spec (규격)을 벗어날 수 있나? 규격에 상관없이 “사용자” (다음 공정, 고 장 유 형 어떠한 상황에서 공정이나 부품이 Spec (규격)을 벗어날 수 있나? 규격에 상관없이 “사용자” (다음 공정, 자동차, 소비자)가 어떠한 사항에 대해서 이의를 가질 수 있을까? 4개 종류의 공정상 고장 유형 : 부품생산, 조립, 입고/입고검사 제품 Testing

잠재적 고장영향(Potential Effects of Failure) 1. 고장형태가 고객(후 공정, 사용자)이 인식하거나 경험할 수 있는 영향. 2. 후 공정(들), 작업자 안전, 생산설비에 미치는 영향 3. 안전 또는 법규에 불만족 시는 명확히 명기.  사용자의 고장영향의 예 : 소음, 거칠음, 불규칙적 작동, 작동불능, 간헐적 작동, 작동저하, 과도한 조작력, 조잡한 외관, 불쾌한 냄새, 불안정성, 통풍, 차량 콘트롤 저하,…  후 공정의 고장영향의 예 : 조임 불가, 장착불가, 조립불가, 연결 안됨, 불일치, 장비손상, 작업자 위험,...

고 장 영 향 설계 FMEA에서 명시된 영향 포함 다음 공정(들)에 주는 영향 작업자 안전에 미치는 영향 고 장 영 향 설계 FMEA에서 명시된 영향 포함 다음 공정(들)에 주는 영향 작업자 안전에 미치는 영향 생산기계에 미치는 영향

고장 의 영향 사 항 고장 유형 작업자 안전 다음 사용자 후속 공정 사용자 완성차 작업공정 최종고객 기 계 장 비 고장 의 영향 정부규제 사 항 고장 유형 작업자 안전 다음 사용자 후속 공정 사용자 완성차 작업공정 최종고객 기 계 장 비 공정 #20 에서 hole 작업 불가 공정 #70에서 부품 역조립 차량 작동 손상 과다 소음에 의한 고객 불만 FMVSS / CMVSS # 108 미준수 공정 #70에서 부품 역조립

심각도(S ; Severity) 1. 만일 발생할 경우 고객(후 공정 또는 고객)에게 미치는 영향의 정도. 2. 심각도는 단지 고장영향에만 적용. 3. 잠재적 고장영향 각각에 대하여 평가. 4. 공정 FMEA의 심각도 등급은 설계 FMEA의 심각도 등급과 동일하여야 한다. 5. 심각도 등급의 감소는 오직 설계변경으로만 가능.

심각도(S ; Severity) 평가기준 영 향 고장영향의 심각도 평가기준 등 급 영 향 고장영향의 심각도 평가기준 등 급 사전 경고 없이 자동차 안전운행에 영향을 미치거나, 정부법규에 대하여 불일치, 설비 또는 작업자에게 위험한 사항이 포함될 때의 매우 높은 심각도 등급 경고 없는 위험 10 사전 경고 후 자동차 안전운행에 영향을 미치거나, 정부법규에 대하여 불일치, 설비 또는 작업자에 위헌한 사항이 포함될 때의 매우 높은 심각도 등급 경고 있는 위험 9 차량/부품이 작동되지 않고, 주요 기능의 상실로 고객이 매우 불만족하는 결함. 제품의 100%가 폐기. 매우 높음 8 차량/부품은 작동하지만 성능이 떨어짐으로 고객이 불만족하는 결함. 제품은 선별되어야 하고, 제품의 일부분(100% 미만)이 폐기. 높 음 7 차량/부품은 작동하지만 몇 가지 편의부품의 작동불능으로 고객의 일부가 불만족하는 결함. 제품의 일부분(100% 미만)이 선별 없이 폐기. 보 통 6 차량/부품은 작동하지만 몇 가지 편의부품의 성능이 떨어짐으로 고객의 일부가 불만족하는 결함. 제품의 100%가 재작업. 낮 음 5 장착, 마무리, 삐걱거리는 소리, 덜컹거림의 대부분 고객이 인지하는 결함. 제품은 선별되어야 하고, 제품의 일부분(100% 미만)이 재작업. 매우 낮음 4 장착, 마무리, 삐걱거리는 소리, 덜컹거림의 평균적인 고객이 인지하는 결함. 제품의 일부분(100% 미만)을 라인중단 없이 작업장 밖에서 재작업. 경 미 3 장착, 마무리, 삐걱거리는 소리, 덜컹거림의 예민한 고객이 인지하는 결함. 제품의 일부분(100% 미만)을 라인중단 없이 작업장 내에서 재작업. 매우 경미 2 없 음 영향 없음 1

분류(Classification) 1. 추가적 공정관리가 요구되는 공정특성을 분류. 2. 분류 란에 적당한 특성이나 기호로써 파악되어야 함. 3. 특별특성으로 파악된 사항에 대하여는 권고 개선사항이 기록되어야 한다.

특별특성 분류 보안특성 (C/C ; Critical Characteristics) 중요특성 (S/C ; Significant Characteristics) 8  심각도(Severity ; S)  5 and 발생도(Occurrence ; O)  4인 특성 심각도(Severity ; S) > 8인 특성 안전 및 법규 특성 발생도가 많은 고객불만 특성

잠재적 고장원인(Potential Cause/Mechanism of Failure) 1. 고장형태에 대한 고장원인 또는 메커니즘. -. 고장이 어떻게 발생 되었는가? -. 시정조치 또는 관리될 수 있는 원인. 2. 고장원인 및 메커니즘을 가능한 간결하고 가능한 범위까지 나열. 3. 특정한 작업자 실수 또는 설비의 오작동.  고장원인의 예 : 부적절한 토오크(과다, 미달), 부적절한 용접(전류, 통전시간, 가압력), 부정확한 게이지 측정, 부적절한 열처리(시간, 온도), 불충분한 환기, 불충분한 윤활, 부품누락, 오장착,...

고 장 원 인 가 정 공정입고 부품은 정상이고 설계 고유 결함에 의한 고장이 없다고 가정하면, 고 장 원 인 가 정 공정입고 부품은 정상이고 설계 고유 결함에 의한 고장이 없다고 가정하면, 어느 공정 특성이 부품 고장을 일으킬 것인가? 공정입고 부품이 변동된다면,어느 공정 특성이 부품 고장을 일으킬 것인가?

잠재 고장 원인 고 장 유 형 1차 원인 2차 원인 3차 원인 베이스 플레이트 위치 부정확 픽스처가 부정확하게 세팅 작업자 작업 교육 미실시 높은 결근률에 따른 인력 부족 1차 원인 2차 원인 3차 원인

특 성 요 인 도 장 비 재 료 방 법 환 경 사 람 고 장 유 형

문 장 화 기 술 고 장 유 형 영 향 원 인 그 결과 때문에

문 장 화 기 술 이것에 영향을 미칠 수 있는 것은 무엇인가? 공정상 무엇이 잘 못 될 수 있 는 가? 그것의 원인은 문 장 화 기 술 공정상 무엇이 잘 못 될 수 있 는 가? 이것에 영향을 미칠 수 있는 것은 무엇인가? 그것의 원인은 무 엇 인 가 ?

상 관 관 계 고 장 유 형 영 향 원 인 픽스처가 가조립된 나사를 부정확하게 단단히 30.1 베이스플레이트가 세팅됨 상 관 관 계 고 장 유 형 영 향 원 인 때문에 그 결과로 가조립된 나사를 단단히 고정할 수 없다. 픽스처가 부정확하게 세팅됨 30.1 베이스플레이트가 부정확하게 놓여있다. 30.2 가조립된 나사 분실 베이스플레이트가 부정확하게 놓여 있다.

발생도(O ; Occurrence) 1. 고장원인/메커니즘이 발생될 가능성의 정도.(추정치) 2. 공정이 가동되는 동안 예측되는 고장의 횟수에 근거. 3. 발생도 추정 시 고려사항 -. 이용 가능한 유사공정의 통계적 데이터. -. 이용 가능한 유사공정의 과거 이력 데이터. -. 기술자의 판단.

발생도 (O ; Occurrence) 평가기준 유사부품 Reject을 0.1% 경우 4등급 < 0.1% < 5 등급 발생도 등급 = 5 예

발생도 (O ; Occurrence) 평가기준 고 장 확 률 발생가능 비율 Cpk 등 급 2개중 1개 이상  0.33 10 매우 높음 -. 거의 필연적인 고장발생. 3개중 1개  0.33 9 -. 잦은 고장. -. 유사공정에서 잦은 고장발생. 8개중 1개  0.51 8 높 음 20개중 1개  0.67 7 80개중 1개  0.83 6 -. 가끔의 고장. -. 유사공정에서 가끔의 고장발생. 보 통 400개중 1개  1.00 5 2,000개중 1개  1.17 4 -. 상대적으로 낮은 고장. -. 유사공정에서 독립적인 고장발생. 낮 음 15,000개중 1개  1.33 3 -. 상대적으로 매우 낮은 고장. -. 거의 동일한 공정에서 독립적인 고장발생. 매우 낮음 150,000개중 1개  1.50 2 -. 고장이 거의 없음. -. 대부분의 동일공정에서 고장 발생이 없음. 희 박 1,500,000개중 1개 이하  1.67 1 주 : 1. 등급 ‘1’은 설계 부문의 사전 승인 업이 변경 불가 2. 공정 안정 : Cpk / 공정 불안정 : Ppk / Ppk Data 이용불가 : 수정, 불량, 폐기율

현재의 관리방법(Current Process Control) 1. 고장형태의 발생을 예방하기 위한 현재의 공정 관리방법. --- 발생도의 감소 2. 고장원인의 발생을 예방 또는 검출하기 위한 공정관리 방법. --- 검지도의 감소 3. 고려되어야 할 공정관리 유형 -. 고장원인/메커니즘이나 고장형태/영향의 발생을 예방 -. 고장원인/메커니즘을 검출하고 개선 -. 고장형태를 검출  현재의 관리방법의 예 : 실수방지 기구, SPC, 검사(전수, 순회), 정기평가, 초물관리, 경고장치, 한계스위치,...

기법 1. 공정관리 세가지 유형 1) 고장 유형/원인 발생을 예방 or 감소 : 발생도 2) 고장 원인을 탐지하여 시정 조치 : 검지도 3) 고장 유형을 탐지 : 검지도 2. SO 수치가 높은 순서로 현행 공정 관리 확인 3. 과거 시험 보고서, Field 보고서, Warranty Data 검토 4. 고장 유형 탐지관리 방법에는 [D], 고장 원인을 예방 or 감소 관리 방법에는 [P] 표기 5. 검지도 등급 선정은 [D] 항목만 고려 6. Random 검사는 낮은 검지도 선정 안됨 예 감사 : Dock, 공정 인자/특성, Tear Down 점검 : SPC, 100% 자동, 육안, Mistake-proof 검사 : 순회, 공정, 정기 기타 : 정기 시험, 초물 관리, 한계 스위치, 경고 장치

검지도(D ; Detection) 1. 잠재적 고장원인/메커니즘이 현재의 관리방법으로 발견될 가능성의 정도. 2. 검지도 등급의 감소는 계획된 현재의 관리방법이 개선되어야 가능.

기법 1. 발생도 등급이 낮다고 검지도 등급이 낮은 것으로 가정하지 말 것 2. 100% 자동 검사의 경우, 다음 사항 고려 - Gage 상태 - 측정시스템 변동 - Gage 교정 - Gage 고장 가능성 3. 100% 육안 검사의 경우, 다음 사항 고려 - 100% 육안 검사 유효성 80-100% - 고장 유형을 감지할 수 있는 개체 수 - 고장 유형 특성 : 분명한 가 or 모호한가 4. 고장유형 탐지능력을 모르거나 평가할 수 없을 경우 검지도 등급 ‘10’ 5. Random 검사는 결함을 검출 할 가능성이 없으며, 검지도 등급에 영향을 미치지 못함 6. 여러 가지 관리가 등록될 경우, 각각의 검지도 등급 평가하여 가장 낮은 (좋은) 등급 선정

검지도(D ; Detection) 평가기준 검출도 기준 : 현 공정에서 검출될 확률 등 급 절대적 불확실 매우 희박 희 박 매우 낮음 낮 음 보 통 다소 높음 높 음 매우 높음 거의 확실 고장형태를 검출하기 위한 관리방안이 없다 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출되기가 희박하다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출되기가 매우 희박하다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출될 확률이 매우 낮다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출될 확률이 낮다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출될 확률이 보통이다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출될 확률이 다소 높다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출될 확률이 높다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 검출될 확률이 매우 높다 현제의 관리방법에 의해 고장형태가 거의 확실히 검출된다 신뢰성 있는 검출방법으로 유사공정에 알려져 있는 검출방법 이다 주 : 1. 등급 ‘1’은 설계 부문의 사전 승인 업이 변경 불가 2. 검출 능력, 과거 자료를 이용할 수 없는 경우, FMEA Team의 합의에 의하여 등급 결정

위험 우선순위(RPN ; Risk Priority Number) 1. 공정위험(취약점)에 대한 추정치. 2. 공정설계 시 고려하여야 할 우선순위의 결정시 사용. 3. 위험 우선순위(RPN)  심각도(S)  발생도(O)  검지도(D) 4. 높은 RPN에 대하여서는 팀이 위험을 줄이기 위한 노력이 필요. -. RPN 결과와 관계없이 심각도(S)가 높을 때에는 특별한 주의가 필요.

권고 개선사항(Recommended Actions) 1. 개선의 우선순위가 결정되었을 때의 공정위험을 줄이기 위한 노력. 2. 심각도, 발생도, 검지도를 낮추기 위한 조치사항. 3. 개선 우선순위 : 심각도(S)  8, 8  심각도(S)  5 및 발생도(O) 4인 것 --- 특별특성  심각도(S)가 높은 것  심각도(S)  발생도(O)가 높은 것  위험 우선순위(RPN)가 높은 것 4. 고장영향이 작업자에게 위험할 경우 고장예방을 위한 시정조치 또는 작업자 보호장치가 취해져야 함. 5. 권고 개선사항이 없을 경우에는 “없음”.

등급감소 조치방법 항 목 조 치 사 항 결 과 -. 제품의 특성과 관련 : 설계변경(구조, 재질,…) 항 목 조 치 사 항 결 과 -. 제품의 특성과 관련 : 설계변경(구조, 재질,…) -. 작업자 안전과 관련 : 공정 변경 심각도 고장형태를 제거 발생도 -. 설계변경 -. 공정 변경 -. 고장원인 예방 -. 발생율을 감소 검지도 -. 관리방법의 개선/강화 -. 관리방법의 추가 검출능력을 향상 주 : 1) PFMEA는 제품 설계 변경으로 공정 취약성 보완이 아니라, 제품이 고객 요구사항 을 충족시키도록 공정에서의 제품 설계 특성을 보증하도록 고려하는 것 2) Random Sampling or 100% 검사는 피할 것 3) 권고 조치 사항의 예방에는 [P], 검출에는 [D] 표기

담당자(Responsibility)/완료예정일(Target Completion Date) 1. 권고 개선사항에 대한 활동 책임자 이름 및 부서명. 2. 권고 개선활동의 완료 목표 예정일. -. 권고 개선활동의 최초 완료는 양산 전에 이루어져야 함.

개선내역(Action Taken) 권고 개선활동의 실제 수행결과의 간략한 설명과 적용일.

개선결과(Action Results) 1. 개선활동이 완료된 후 심각도, 발생도, 검지도의 평가 결과. 2. 개선활동 완료 후 RPN 값. -. 개선활동이 취해지지 않았으면 공란. -. 추가 개선조치의 고려 필요 시는 권고 개선사항부터의 단계를 반복 실시.