제품의 성능 향상을 위한 핵심, Failure Analysis(고장분석)

성능 우수한 제품을 개발하고 출시하는 것은 기업의 경쟁력 확보와 고객의 만족도 향상에 중요한 요소입니다. 그러나 제품이나 시스템에서 발생하는 고장은 기업에 큰 손실과 이미지 저하를 가져올 수 있습니다. 따라서 고장의 원인을 분석하고 해결하는 데에는 'Failure Analysis(고장분석)'가 필수적입니다. 제품의 성능 향상을 위한 핵심인 Failure Analysis에 대해 알아보겠습니다.

Failure Analysis란?

Failure Analysis는 제품 또는 시스템에서 발생한 고장의 원인을 규명하고 해결하는 과정을 의미합니다. 고장분석을 통해 고장의 빈도를 줄이고 예방하는데 목적이 있으며, 제품의 신뢰성 향상과 성능 향상에 핵심적인 역할을 합니다. 고장분석은 고장의 현상과 범위를 정확히 파악하고, 다양한 기법과 도구를 활용하여 원인을 찾아냅니다.

 

중요성

고장은 기업에 큰 타격을 줄 수 있습니다. 제품의 고장은 고객들에게 신뢰를 저해시키고, 재구매율과 고객 만족도를 낮출 수 있습니다. 또한, 리콜 비용이 증가하고 기업의 이미지에도 영향을 미칠 수 있습니다. 더 나아가 Failure Analysis를 통해 얻은 데이터와 정보를 활용하여 제품의 디자인 개선과 생산 공정 개선에도 활용할 수 있습니다.

 

주요 단계

Failure Analysis는 크게 문제 정의, 원인 분석, 대응 및 예방 단계로 나눌 수 있습니다. 문제 정의 단계에서는 고장의 현상과 범위를 정확히 파악하고, 원인 분석 단계에서는 다양한 기법과 도구를 활용하여 원인을 찾습니다. 그리고 대응 및 예방 단계에서는 도출된 원인에 대해 대응 방안을 마련하고, 이를 통해 고장을 예방하는 데에 초점을 두게 됩니다.

 

Failure Analysis의 주요 기법

Failure Analysis에서 사용되는 주요 기법은 다양합니다. 그중에서도 가장 대표적인 기법 몇 가지를 살펴보겠습니다.

 

1. 루트 코즈 분석(Root Cause Analysis, RCA): 고장의 근본적인 원인을 찾기 위해 사용되는 기법입니다. 5W1H (What, Why, Where, When, Who, How) 분석과 원인과 결과의 관계를 나타내는 '벤 다이어그램(Venn diagram)'을 통해 원인을 찾습니다.

 

예를 들어, 자동차의 브레이크가 작동하지 않는 상황을 고려해 봅시다. 브레이크가 작동하지 않는 원인을 파악하기 위해 루트 코즈(Root Cause) 분석을 실시합니다.

• What: 브레이크가 작동하지 않음.
• Why: 브레이크 유압 오일 누출.
• Where: 브레이크 마스터 실린더 부분.
• When: 운행 중에 누출 발생.
• Who: 부품 제조 업체.
• How: 부품의 소재 불량 또는 조립 과정의 실수.

루트 코즈(Root Cause) 분석을 통해 브레이크의 작동 불능은 부품 제조 과정에서 소재 불량 또는 조립과정에서의 실수로 인해 발생하었음을 파악할 수 있습니다. 따라서 이를 해결하기 위해서는 부품 제조 과정과 조립 과정의 품질 관리를 개선해야 합니다.

 

2. 펜도 그램(Pareto Chart): 문제의 주요 원인을 찾는 데 도움이 되는 통계 기법입니다. 문제들을 중요도에 따라 정렬하여 가장 큰 문제들을 우선 해결합니다.

 

예를 들어, 제조업체의 제품에서 발생하는 불량률을 분석합니다. 펜도 그램을 사용하여 주요 불량 원인을 파악합니다.

 

펜도 그램(Pareto Chart)

• 문제: 제품 불량 발생.
• 원인: 제품 조립 오류, 부품 불량, 기계 세팅 오류, 작업자의 실수, 재료 불량 등.

3. 히스토그램(Histogram): 고장의 발생 빈도를 그래프로 나타내어 특정 원인이나 패턴을 파악하는 데 사용됩니다.

 

예를 들어, 전자 제품의 배터리 수명에 대한 데이터를 수집하여 히스토그램을 작성합니다. 히스토그램을 통해 배터리 수명의 분포를 확인할 수 있습니다.

• 데이터: 배터리 수명(시간 단위)
• 히스토그램: 50시간/20개, 50~100시간/80개, 100~150시간/50개, ...

히스토그램을 분석하면 배터리 수명이 50~100시간 사이에서 가장 많이 나타나는 것을 확인할 수 있습니다. 이를 통해 배터리 수명이 이 구간에서 특히 주의해야 하는 문제임을 알 수 있고, 배터리 수명을 개선하기 위한 추가적인 조치가 필요할 수 있습니다.

 

4. 부적합 물품 분석: 불량품 또는 고장품의 원인을 찾아내기 위한 실험과 분석을 수행합니다. 실험 결과를 통해 원인을 규명하고 개선 방안을 도출합니다.

 

예를 들어, 전자 제품의 PCB(Printed Circuit Board)에서 발생하는 고장을 분석해 봅시다. 부적합 물품 분석을 통해 고장이 발생하는 윈인을 찾습니다.

• 실험: PCB 조립 및 작동 테스트.
• 실험 결과: 특정 부분에서 회로 연결 불향 발생.

이를 개선하기 위해 PCB 의 조립 과정과 테스트 과정을 강화하여 회로 연결 불량을 최소화 할 수 있습니다.

 

현대적 접근 방법

Failure Analysis는 기존의 물리적인 실험과 시험에만 의존하지 않습니다. 현대적인 접근 방법은 데이터 분석과 인공지능을 활용하여 더욱 정확하고 효율적인 분석을 수행합니다. 빅데이터와 머신러닝 기술을 활용하여 대량의 데이터를 분석하고, 고장 원인을 더 빠르게 도출할 수 있습니다. 또한, 이러한 데이터 기반의 고장분석은 예방 정비를 통해 제품의 수명을 늘리고, 고객 만족도를 높일 수 있습니다.

 

마무리

제품의 신뢰성과 성능 향상을 위해 Failure Analysis는 매우 중요한 핵심 기법입니다. 고장분석을 통해 제품의 고장을 최소화하고, 원인을 파악하여 대응 방안을 도출함으로써 기업의 경쟁력을 향상시키고 고객들에게 더 나은 제품을 제공할 수 있습니다. 더 나아가 현대적인 데이터 기반의 고장분석 기법을 활용하여 더욱 효율적이고 정확한 분석을 수행함으로써 기업의 성공에 기여하는 것이 필요합니다.

 

 

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