관리자가 고장모드를 알 수 없는 경우, FTA를 이용하여 각 고장모드를 추정한다. 부 품의 고장 확률과 미리 등록한 각 고장모드의 FT를 이용하여 계산된 고장모드별 발생 확률을 기준으로 고장모드 우선순위를 나타내고, 이를 참고하여 고장모드를 선택한다.
(1) 고장모드별 FT
고장모드 FTA를 이용하여 각 고장모드의 발생확률을 구하기 위해선, 기본사상에 해 당하는 부품의 고장 확률을 알아야 한다. 부품의 고장 확률은 시설물을 기준으로 전체 고장 횟수에 대한 부품 고장원인 횟수의 비율로 나타나며, 보일러 시설물을 구성하는 부품의 고장 확률은 표 3.12와 같다. 부품의 고장 확률은 RPN의 발생도 기준으로 사용 하며, 또한 FTA에서 FT상의 최상위사상을 구하기 위한 기본사상의 확률로 사용한다.
No 부품 고장 발생 횟수 고장 확률(%)
1 로타리 조인트 3 3.125
2 콘덴서(가스압력 게이지) 2 2.083
3 레벨 센서 1 1.042
4 슬리브 개스킷 3 3.125
5 온도 센서 2 2.083
6 전자 접촉기 18 18.750
7 콘덴서(가스압력 스위치) 2 2.083
8 구동모터 25 26.042
9 모터 베어링 5 5.208
10 보일러 맨홀 개스킷 8 8.333
11 보일러 소재구 개스킷 12 12.500
12 연료필터 10 10.417
13 제어전원 차단기 2 2.083
14 착화 애자봉 3 3.125
Total 고장모드 전체 96 100.000
표 3.12 부품 고장 확률
Table 3.12 Failure probabilities of parts
FT는 시설물 BOM을 기준으로 작성하며, 고장모드 전체에 대한 FT는 그림 3.5와 같 이 BOM을 모두 전개한 것과 같다. 만약 부품이 어떤 고장모드에도 영향을 미치지 않 을 경우 해당 부품은 FT에서 제외 할 수 있으며, 하나의 고장모드는 다수의 고장 발생 원인을 가지고, 또한 하나의 부품은 다수의 고장모드의 원인이 된다.
그림 3.5 고장모드 전체 FTA Fig. 3.5 Full FTA for failure mode
전체 고장모드 중 임의의 고장모드를 발생하는 고장원인을 그림 3.6과 같이 분리할 수 있으며, 임의의 고장모드와 특정 부품의 관계가 항상 1:1 대응은 아니다. 그림 3.6(c) 의 콘덴서와 같이 같은 부품이라 하더라도 다른 장비를 구성하는 경우 고장 확률은 독 립적으로 발생한다. 본 논문에서는 전체 고장모드 중 진동, 누수, 전원OFF 3가지 고장 모드를 표현하였으며, 고장모드 FT와 부품의 고장 확률을 이용하여 장비 또는 시설물 의 고장모드 발생확률을 구할 수 있고, FTA의 최상위사상의 확률은 고장모드 발생확률 로 표현된다.
(a) 진동 (b) 누수
(2) 고장모드 발생확률
고장모드 발생확률은 각 고장모드에 대하여 FT를 작성한 후 부품별 고장 확률과 논 리 연산을 이용하여 구한 최상위사상의 확률로 표현한다. 표 3.13은 고장모드 진동을 발생시키는 각 부품의 고장 확률을 나타내며 시설물 기준으로 진동 고장발생 확률의 논리식은 “PART-030” + “PART-009” + “PART-038”로 표현한다. 고장발생 확률은 “1 - (1 - 0.03125) × (1 - 0.26042) × (1 - 0.05208) = 0.32084”로 나타낼 수 있으며, 진동 발생확률은 32.08%임을 알 수 있다.
No 부품 고장발생횟수 고장 확률(%)
1 로타리 조인트 3 3.125
2 구동 모터 25 26.042
3 모터 베어링 5 5.208
Total 고장모드 (진동) 30
표 3.13 진동 고장 확률
Table 3.13 Vibration failure probabilities
표 3.14는 고장모드 누수를 발생시키는 각 부품의 고장 확률을 나타내며, 시설물 기 준으로 누수 고장발생 확률의 논리식은 “PART-275” + “PART-074” + “PART-075”로 표현한다. 고장발생 확률은 “1 - (1 - 0.03125) × (1 - 0.08333) × (1 - 0.125) = 0.222979”로 나타낼 수 있으며, 누수 발생확률은 22.30%임을 알 수 있다.
No 부품 고장발생횟수 고장 확률(%)
1 슬리브 개스킷 3 3.125
2 보일러 맨홀 개스킷 8 8.333
3 보일러 소재구 개스킷 12 12.500
Total 고장모드 (누수) 23
표 3.14 누수 고장 확률 Table 3.14 Leak failure probabilities
표 3.15는 고장모드 전원OFF 를 발생시키는 각 부품의 고장 확률을 나타내며, 시설
(“PART-098” + “PART-124” + “PART-134”) + “PART-009” + (“PART-091” +
“PART-126” + “PART-130”) 으로 표현한다. 전원OFF의 FT에서 모두 OR 게이트로 연 결되므로 고장발생확률은 “1 (1 0.01042) × (1 0.01042) × (1 0.02083) × (1 -0.1875) × (1 - 0.03125) × (1 - 0.26042) × (1 - 0.10417) × (1 - 0.02083) × (1 - 0.03125
= 0.525675”로 나타낼 수 있으며, 전원OFF 발생확률은 52.56%임을 알 수 있다.
No 부품 고장발생횟수 고장 확률(%)
1 콘덴서(가스압력 게이지) 1 1.042
2 레벨 센서 1 1.042
3 온도 센서 2 2.083
4 전자 접촉기 18 18.750
5 콘덴서(가스압력 스위치) 3 3.125
6 구동모터 25 26.042
7 연료필터 10 10.417
8 제어전원 차단기 2 2.083
9 착화 애자봉 3 3.125
Total 고장모드 (전원 OFF) 64
표 3.15 전원OFF 고장 확률
Table 3.15 Power OFF failure probabilities
(2) 고장모드 우선순위
고장모드를 모를 경우, FTA를 이용하여 구한 고장모드 우선순위를 기준으로 고장모 드를 선정한다. 예를 들어 보일러 고장 발생 시, 고장모드를 알 수 없을 경우, 표 3.16 과 같이 관리자는 고장모드 발생확률의 우선순위에 따라 전원OFF 고장일 확률이 52.56%로 가장 높으며, 다음으로 32.08% 확률이 진동이 발생하며, 22.30% 확률로 누수 가 가장 낮음을 알 수 있다. 시설물 관리자는 고장모드 우선순위를 이용하여 전원OFF 라는 고장모드를 추정한다. 이렇게 관리자가 고장모드를 결정한 경우, 선택한 고장모드 에 대한 고장부품을 탐색이 가능하다.
No 고장모드 고장 확률(%) 우선순위
1 진동 32.08 2
2 누수 22.30 3
3 전원OFF 52.56 1
표 3.16 고장모드 우선순위 Table 3.16 Failure-mode priority