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조치 우선순위(AP)와 RPN: AIAG-VDA FMEA가 S·O·D 곱셈을 그만둔 이유

수십 년 동안 FMEA는 위험 우선순위 수(RPN)로 위험의 순위를 매겼습니다. 심각도 × 발생도 × 검출도, 각각 1~10점입니다. 통합된 AIAG-VDA FMEA 핸드북(초판, 2019년 6월, AIAG와 VDA QMC 공동 발행)은 이것을 바꿨습니다. 핸드북의 위험 분석 단계에서 팀은 RPN 대신 조치 우선순위(Action Priority, AP)를 High·Medium·Low로 매깁니다. AIAG는 이 변화를 "the Action Priority (AP) methodology and Tables to replace RPN"이라고 소개했습니다.

S × O × D의 무엇이 문제인가

세 평점은 서열 척도입니다. 고장 형태의 순서를 정해 줄 뿐, 3과 4 사이의 거리가 7과 8 사이의 거리와 같지 않고, 심각도 1점이 발생도 1점과 같은 값이라는 근거도 없습니다. 곱셈은 이것을 양(量)처럼 다룹니다. RPN 우선순위를 평가한 논문으로 널리 인용되는 Bowles(2003)가 그 결과를 정리했고, 그중 척도의 빈 구간과 아래의 중복 값은 산수만으로 확인할 수 있습니다.

  • 척도의 대부분이 존재하지 않습니다. 1~10점 세 개를 조합한 1,000가지 경우에서 나오는 RPN 값은 120가지뿐입니다. 1부터 1,000 사이 정수 중 880개는 결코 나오지 않고, 나올 수 있는 값은 낮은 쪽에 몰려 있습니다. 100 이하에서는 100개 중 46개가 나올 수 있지만, 500을 넘는 500개 중에서는 17개뿐입니다.
  • 같은 숫자, 전혀 다른 위험. RPN 60, 72, 120은 각각 24가지 서로 다른 조합에서 나옵니다. RPN 60은 S 10 · O 2 · D 3, 즉 안전과 관련된 영향이지만 드물게 일어나고 비교적 잘 검출되는 경우입니다. 동시에 S 2 · O 5 · D 6, 즉 사소하지만 자주 일어나고 잡아내기 어려운 경우이기도 합니다. RPN 순위나 고정된 RPN 기준값으로는 둘을 구별할 수 없습니다.
  • 심각도가 특별한 무게를 갖지 못합니다. 이것도 산수로 보입니다. 검출도 1점은 심각도 1점과 정확히 같은 만큼 RPN을 바꾸므로, 검출 관리를 개선하면 심각도 10인 고장 형태의 숫자가 심각도를 1점 낮춘 것과 똑같이 내려갑니다.

AP는 대신 무엇을 하는가

AP는 평점의 곱이 아닙니다. AIAG는 이 방법을 "while considering severity, occurrence, and detection individually and in combination with risk-reducing factors" 조치에 우선순위를 매기는 것으로 설명하고, 우선순위는 표에서 읽어 냅니다. S·O·D의 각 조합이 H, M, L 중 하나에 대응하고, 핸드북은 각 등급에 조치에 대한 기대를 붙입니다. H가 가장 강합니다. 표 자체와 등급별 핸드북 문구는 핸드북에 있으며, 이 글에서는 옮기지 않습니다.

핸드북 에라타(버전 2, 2020년 6월)의 두 가지는 실무에 영향을 줍니다.

  • AP 칸에는 H, M, L만 씁니다. DFMEA·PFMEA·FMEA-MSR 모두에서 "N/A"가 빠졌습니다.
  • 조치를 하지 않으면 AP도 내려가지 않습니다. 고장 위험이 그대로이므로 우선순위도 그대로입니다.

모니터링 및 시스템 대응 보충 FMEA(FMEA-MSR)에는 검출도 대신 모니터링으로 평가하는 별도의 AP 표가 있습니다. 에라타도 그 표를 따로 정정합니다(§4.6.3).

RPN은 같은데 우선순위는 정반대

사출성형 PFMEA 워크시트에 나란히 있는 두 고장 형태입니다.

고장 형태SODRPNAP
미성형(Short shot) — 구조 리브 누락83372H
싱크 마크 — 외관 표면 결함46372L

Forge FMEA 위험 분석 워크시트: Short Shot(S 8, O 3, D 3)은 RPN 72, AP High이고 Sink Mark(S 4, O 6, D 3)는 RPN 72, AP Low

RPN으로는 둘이 같고, 같은 시트의 휨(Warpage, S 7, RPN 140)이나 웰드 라인(Weld Line, S 6, RPN 150)보다 둘 다 순위가 낮습니다. AP로는 화면에 보이는 항목 중 미성형만 High입니다. 구조 리브가 빠지는 것은 심각도 8의 영향이고, 곱셈은 세 평점에 무게를 똑같이 나누지만 AP에서는 심각도가 그 이상의 무게를 갖습니다. 싱크 마크는 두 배 자주 일어나지만 비용이 외관에 그치므로 Low입니다.

고객이 여전히 RPN을 요구한다면

고객 요구사항에 RPN이 여전히 있다면 보고는 하되, 다음에 무엇을 할지는 AP로 정하고 RPN 기준값이 그 판단을 뒤집게 두지 마세요.

Forge FMEA로 해 보기

Forge FMEA는 AIAG-VDA 7단계를 따릅니다. 위험 분석 단계에서 평점을 매기는 즉시 고장 형태마다 AIAG-VDA 2019 표로 AP가 정해지며, 심각도는 그 고장의 영향 중 가장 높은 값(최종 사용자 영향 우선)을 씁니다. 워크시트는 High 항목만 걸러 볼 수 있습니다. RPN은 참고용으로 옆에 표시되며 레거시 지표라고 표시됩니다. 위 워크시트는 앱에 함께 들어 있는 AIAG-VDA PFMEA — 사출성형 샘플 프로젝트입니다.

Forge FMEA는 사용자 PC에서 오프라인으로 실행되며, 데이터가 PC 밖으로 나가지 않습니다.

참고문헌

  • AIAG & VDA QMC, FMEA Handbook, 1st ed., June 2019 — 위험 분석 단계의 조치 우선순위.
  • AIAG, AIAG & VDA FMEA Handbook Errata, version 2, June 2020.
  • VDA QMC, White Paper FMEA — "Die Aufgabenpriorität (AP) ersetzt die Risikoprioritätszahl (RPZ)".
  • J. B. Bowles, "An assessment of RPN prioritization in a failure modes effects and criticality analysis", Annual Reliability and Maintainability Symposium, 2003, pp. 380–386, doi:10.1109/RAMS.2003.1182019.