브레이크 캘리퍼는 디스크 브레이크 시스템의 구성 요소 중 가장 핵심이 되는 부품으로 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 차량을 감속 또는 정지시키는 역할을 합니다. 간단히 말하자면 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 밀착시킴으로써 마찰력을 발생시켜 제동력을 생성하는 장치입니다. 차량의 감속 또는 정지를 위한 제동력은 운전자의 안전에 가장 밀접하게 연관이 있는 기능으로 매우 중요하며 이에 대한 안전 분석은 필수적으로 이루어져야 합니다.
이를 AIAG-VDA 표준의 FMEA분석을 통해 어떠한 고장이 발생하고 어떠한 위험이 있는지를 파악하고 이를 방지・완화할 수 있는지 예제와 함께 실습을 진행해보겠습니다. 저희 VisualPro는 자동차 업계에서 요구하는 최신 표준인 AIAG-VDA FMEA 방식을 순서대로 따라갈 수 있도록 가이드하고 있으므로 FMEA를 효과적으로 수행 할 수 있습니다.
Step 1 - 기획 및 준비
분석 대상 시스템과 관련된 기초 정보들을 입력합니다. 분석 후 보고서화 시킬 때 해당 정보들이 반영이 되기 때문에 사전에 입력을 해두고 시작하게 됩니다.
Step 2 - 구조 분석
브레이크 캘리퍼의 구조를 그려보고 각 구성 요소의 기능에 대해 분석을 진행합니다. 브레이크 캘리퍼는 캘리퍼 하우징에 하위 기능 등을 통합하는 형태의 구조를 가지고 있습니다. 해당 기능을 작동하기 위해 필요한 하위 기능 구조도 존재하기 때문에 구조가 매우 복잡해지지만, VisualPro에서는 사용자가 보기 편하게 시각화된 구조를 제공합니다. 따라서 복잡한 시스템의 계층 구조를 알아보기 쉽습니다.
Step 3 - 기능 분석
전체 시스템의 구조를 그린 후 각 부품에 해당하는 기능을 추가합니다. 가장 상위의 브레이크 캘리퍼의 경우 ‘차량을 감속 혹은 정지 시킴’이 주 기능입니다.
브레이크 캘리퍼에 ‘차량을 감속 혹은 정지 시킴’ 기능을 제공하기 위해 캘리퍼 하우징의 기능 중 ‘발생한 마찰력을 제동력으로 변환’하는 기능이 하위 기능이 되며, 해당 기능을 제공하기 위해서는 브레이크 패드와 블리드 스크류, 피스톤의 하위 기능이 제공되어야 합니다.
AIAG-VDA FMEA에서 요구하는 대로 기능 분석을 통해 해당 단계에서 기능 네트워크를 구성하고 Step 4의 고장 분석으로 넘어가는 것이 정석이기는 하지만 VisualPro는 사용자 편의를 위한 유용한 기능을 한 가지 제공합니다. 고장은 기능이 제대로 수행하지 못한 것으로 파생됩니다. 이러한 논리로 VisualPro에서는 먼저 고장 네트워크를 만든다면 이를 기준으로 기능 네트워크를 자동으로 생성할 수 있는 기능이 탑재되어 있습니다. 때문에 Step 3를 건너 뛰고 Step 4의 '고장 네트워크'만 생성하면 되며 이는 작업 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
Step 4 - 고장 분석
고장 네트워크를 구성하고 각 고장에 대한 심각도와 필요한 경우 노이즈팩터를 설정합니다. 특히 VisualPro에서는 자주 사용하는 노이즈팩터를 라이브러리화하여 리스트로 만들 수 있습니다. 이후로는 매번 입력할 필요 없이 해당되는 노이즈 팩터를 선택해서 불러올 수 있습니다. VisualPro에서는 노이즈팩터 뿐만 아니라 심각도, 발생도, 검출도를 비롯하여 우선조치 순위, 공통 참조, 고장모드 등 데이터베이스가 필요한 항목들을 모두 라이브러리화 할 수 있어서 협업 시에도 매우 유용합니다.
브레이크 캘리퍼의 하위 구조인 캘리퍼 하우징이 제공하는 기능 중, 마찰력을 제동력으로 변환하는 기능에 고장이 발생할 경우 브레이크 캘리퍼의 주요 기능인 ‘차량을 감속 혹은 정지 시킴’ 역시 작동 불능에 빠지게 되는 구조를 볼 수 있습니다. 이처럼 해당 기능을 초점 요소로 보았을 때(가운데) 좌측에 해당 고장으로 인한 영향(FE, 고장영향)이 표시되며 고장이 발생하게 원인은 우측에(FC, 고장원인) 나오는 것을 확인할 수 있습니다. 고장 원인에 대해서는 분석을 통해 직접 작성을 하거나, 노이즈팩터를 선택해 그 자체를 고장 원인으로 사용하는 것도 가능합니다. 현재 예제에서는 이미 네트워크로 연결이 되어 있지만 가운데 초점 요소인 고장모드를 기준으로 좌우측의 고장들을 드래그 앤 드롭으로 간편하게 연결하여 네트워크를 형성 할 수 있습니다.
Step 5 - 리스크 분석
Step 4에서 고장에 대해 분석한 내용을 바탕으로 고장의 원인과 발생빈도, 검출도를 판단하고 그에 따른 조치 우선 순위(AP, Action Priority)를 매깁니다. VisualPro는 도구 자체에 AP 계산식이 내장되어 있어서 자동으로 조치 위험 순위를 계산 및 표시합니다. 여기서 매겨진 조치 위험 순위를 토대로 조치해야 할 사안에 대한 우선 순위를 간편하게 파악할 수 있습니다. AP계산의 기준은 기본적으로는 AIAG-VDA FMEA 핸드북을 따르나, 사용자가 커스터마이징하여 다르게 기준을 설정하는 것 또한 가능합니다.
Step 6 - 최적화
최적화 단계에서는 이전 단계에서 분석한 내용을 토대로 최적화 조치를 통해 조치 우선 순위(AP)를 낮추는 것이 목표입니다. 예방조치와 검출조치를 보완하고 담당자를 배정하며 어느 시점까지 완수할 것인지, 최적화 후에 검출도와 발생빈도는 어떻게 변화하는지 개선해나가는 과정입니다. 지금까지 분석한 결과를 토대로 고장과 리스크에 대해 어떻게 대응해 나갈 것인지를 고민하고 실행하는 계획을 세우는 단계라고 보시면 되겠습니다.
Step 7 - 최종 결과 문서화
지금까지 분석했던 브레이크 캘리퍼와 그 하위 구조 시스템에 대한 모든 분석 내용을 AIAG-VDA FMEA에서 요구하는 보고서의 형태로 구현한 것입니다. 양식은 그대로 유지하면서 원하는 초점요소로 바꿔서 보고서를 생성한다든가 모든 시스템 구조가 한 시트에 표시되도록 통합된 보고서로도 생성이 가능하며 형태 그대로 Excel 파일로 출력도 가능한 기능을 지원하고 있습니다.
지금까지 VisualPro를 통해 브레이크 캘리퍼 시스템의 FMEA를 수행해 보았습니다.
자세한 제품에 대한 정보는 VisualPro FMEA에서 확인이 가능합니다.
브레이크 캘리퍼는 디스크 브레이크 시스템의 구성 요소 중 가장 핵심이 되는 부품으로 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 차량을 감속 또는 정지시키는 역할을 합니다. 간단히 말하자면 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 밀착시킴으로써 마찰력을 발생시켜 제동력을 생성하는 장치입니다. 차량의 감속 또는 정지를 위한 제동력은 운전자의 안전에 가장 밀접하게 연관이 있는 기능으로 매우 중요하며 이에 대한 안전 분석은 필수적으로 이루어져야 합니다.
이를 AIAG-VDA 표준의 FMEA분석을 통해 어떠한 고장이 발생하고 어떠한 위험이 있는지를 파악하고 이를 방지・완화할 수 있는지 예제와 함께 실습을 진행해보겠습니다. 저희 VisualPro는 자동차 업계에서 요구하는 최신 표준인 AIAG-VDA FMEA 방식을 순서대로 따라갈 수 있도록 가이드하고 있으므로 FMEA를 효과적으로 수행 할 수 있습니다.
Step 1 - 기획 및 준비
분석 대상 시스템과 관련된 기초 정보들을 입력합니다. 분석 후 보고서화 시킬 때 해당 정보들이 반영이 되기 때문에 사전에 입력을 해두고 시작하게 됩니다.
Step 2 - 구조 분석
브레이크 캘리퍼의 구조를 그려보고 각 구성 요소의 기능에 대해 분석을 진행합니다. 브레이크 캘리퍼는 캘리퍼 하우징에 하위 기능 등을 통합하는 형태의 구조를 가지고 있습니다. 해당 기능을 작동하기 위해 필요한 하위 기능 구조도 존재하기 때문에 구조가 매우 복잡해지지만, VisualPro에서는 사용자가 보기 편하게 시각화된 구조를 제공합니다. 따라서 복잡한 시스템의 계층 구조를 알아보기 쉽습니다.
Step 3 - 기능 분석
전체 시스템의 구조를 그린 후 각 부품에 해당하는 기능을 추가합니다. 가장 상위의 브레이크 캘리퍼의 경우 ‘차량을 감속 혹은 정지 시킴’이 주 기능입니다.
브레이크 캘리퍼에 ‘차량을 감속 혹은 정지 시킴’ 기능을 제공하기 위해 캘리퍼 하우징의 기능 중 ‘발생한 마찰력을 제동력으로 변환’하는 기능이 하위 기능이 되며, 해당 기능을 제공하기 위해서는 브레이크 패드와 블리드 스크류, 피스톤의 하위 기능이 제공되어야 합니다.
AIAG-VDA FMEA에서 요구하는 대로 기능 분석을 통해 해당 단계에서 기능 네트워크를 구성하고 Step 4의 고장 분석으로 넘어가는 것이 정석이기는 하지만 VisualPro는 사용자 편의를 위한 유용한 기능을 한 가지 제공합니다. 고장은 기능이 제대로 수행하지 못한 것으로 파생됩니다. 이러한 논리로 VisualPro에서는 먼저 고장 네트워크를 만든다면 이를 기준으로 기능 네트워크를 자동으로 생성할 수 있는 기능이 탑재되어 있습니다. 때문에 Step 3를 건너 뛰고 Step 4의 '고장 네트워크'만 생성하면 되며 이는 작업 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
Step 4 - 고장 분석
고장 네트워크를 구성하고 각 고장에 대한 심각도와 필요한 경우 노이즈팩터를 설정합니다. 특히 VisualPro에서는 자주 사용하는 노이즈팩터를 라이브러리화하여 리스트로 만들 수 있습니다. 이후로는 매번 입력할 필요 없이 해당되는 노이즈 팩터를 선택해서 불러올 수 있습니다. VisualPro에서는 노이즈팩터 뿐만 아니라 심각도, 발생도, 검출도를 비롯하여 우선조치 순위, 공통 참조, 고장모드 등 데이터베이스가 필요한 항목들을 모두 라이브러리화 할 수 있어서 협업 시에도 매우 유용합니다.
브레이크 캘리퍼의 하위 구조인 캘리퍼 하우징이 제공하는 기능 중, 마찰력을 제동력으로 변환하는 기능에 고장이 발생할 경우 브레이크 캘리퍼의 주요 기능인 ‘차량을 감속 혹은 정지 시킴’ 역시 작동 불능에 빠지게 되는 구조를 볼 수 있습니다. 이처럼 해당 기능을 초점 요소로 보았을 때(가운데) 좌측에 해당 고장으로 인한 영향(FE, 고장영향)이 표시되며 고장이 발생하게 원인은 우측에(FC, 고장원인) 나오는 것을 확인할 수 있습니다. 고장 원인에 대해서는 분석을 통해 직접 작성을 하거나, 노이즈팩터를 선택해 그 자체를 고장 원인으로 사용하는 것도 가능합니다. 현재 예제에서는 이미 네트워크로 연결이 되어 있지만 가운데 초점 요소인 고장모드를 기준으로 좌우측의 고장들을 드래그 앤 드롭으로 간편하게 연결하여 네트워크를 형성 할 수 있습니다.
Step 5 - 리스크 분석
Step 4에서 고장에 대해 분석한 내용을 바탕으로 고장의 원인과 발생빈도, 검출도를 판단하고 그에 따른 조치 우선 순위(AP, Action Priority)를 매깁니다. VisualPro는 도구 자체에 AP 계산식이 내장되어 있어서 자동으로 조치 위험 순위를 계산 및 표시합니다. 여기서 매겨진 조치 위험 순위를 토대로 조치해야 할 사안에 대한 우선 순위를 간편하게 파악할 수 있습니다. AP계산의 기준은 기본적으로는 AIAG-VDA FMEA 핸드북을 따르나, 사용자가 커스터마이징하여 다르게 기준을 설정하는 것 또한 가능합니다.
Step 6 - 최적화
최적화 단계에서는 이전 단계에서 분석한 내용을 토대로 최적화 조치를 통해 조치 우선 순위(AP)를 낮추는 것이 목표입니다. 예방조치와 검출조치를 보완하고 담당자를 배정하며 어느 시점까지 완수할 것인지, 최적화 후에 검출도와 발생빈도는 어떻게 변화하는지 개선해나가는 과정입니다. 지금까지 분석한 결과를 토대로 고장과 리스크에 대해 어떻게 대응해 나갈 것인지를 고민하고 실행하는 계획을 세우는 단계라고 보시면 되겠습니다.
Step 7 - 최종 결과 문서화
지금까지 분석했던 브레이크 캘리퍼와 그 하위 구조 시스템에 대한 모든 분석 내용을 AIAG-VDA FMEA에서 요구하는 보고서의 형태로 구현한 것입니다. 양식은 그대로 유지하면서 원하는 초점요소로 바꿔서 보고서를 생성한다든가 모든 시스템 구조가 한 시트에 표시되도록 통합된 보고서로도 생성이 가능하며 형태 그대로 Excel 파일로 출력도 가능한 기능을 지원하고 있습니다.
지금까지 VisualPro를 통해 브레이크 캘리퍼 시스템의 FMEA를 수행해 보았습니다.
자세한 제품에 대한 정보는 VisualPro FMEA에서 확인이 가능합니다.