DRBFM
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1. 개요
DRBFM(Design Review Based on Failure Mode)은 규슈 대학의 요시무라 타츠히코 교수가 개발한 방법론으로, 변경된 설계에서 발생하는 문제를 예방하는 것을 목표로 한다. 이 방법론은 "Good Design, Good Dissection, Good Discussion"의 세 가지 기본 개념(GD³)을 통해 설계 변경에 따른 문제점을 분석하고 해결한다. DRBFM은 설계 변경 사항에 대한 토론과 분석을 강조하며, 테스트 결과 기반 설계 검토(DRBTR)를 포함한 다양한 분석 방법을 활용한다. 현재 SAE와 AIAG에서 공식적으로 인정받는 문서화된 프로세스이며, 품질, 비용, 납품에 영향을 미칠 수 있는 잠재적 고장에 대한 논의를 통해 변경 사항을 가시화하는 것을 목표로 한다.
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| DRBFM | |
|---|---|
| 개요 | |
| 명칭 | 디자인 검토 기반 고장 모드 (Design Review Based on Failure Mode, DRBFM) 실패 모드 기반 설계 검토 |
| 목적 | 잠재적인 문제점을 식별하고 해결하여 설계의 견고성을 향상시키는 것 |
| 적용 시점 | 주로 설계 단계에서 적용되지만, 제품 개발 주기 전반에 걸쳐 적용 가능 |
| 주요 활동 | 설계 검토 회의 고장 모드 분석 위험 평가 개선 조치 계획 수립 결과 문서화 |
| 관련 방법론 | 고장 모드 영향 분석 (FMEA) |
| 장점 | 설계 초기 단계에서 문제점 발견 및 해결 제품 품질 및 신뢰성 향상 개발 비용 절감 고객 만족도 향상 |
| 단점 | 숙련된 전문가 필요 시간과 비용 소요 형식적인 절차로 진행될 가능성 존재 |
| 성공 요인 | 경영진의 지원 전 직원의 참여 체계적인 프로세스 지속적인 개선 노력 |
| 역사 | |
| 개발 배경 | 1990년대 후반 자동차 산업에서 제품 개발 비용 절감 및 품질 향상 요구 증대 도요타에서 DRBFM 방법론 개발 |
| 발전 과정 | 도요타 자동차 내에서 활용되던 방법론이 다른 산업 분야로 확산 다양한 기업 및 연구 기관에서 DRBFM 방법론 개선 및 발전 |
| 현재 | 다양한 산업 분야에서 제품 개발 및 개선에 활용 |
| 적용 분야 | |
| 적용 가능 분야 | 자동차 전자 제품 의료 기기 항공 우주 에너지 소프트웨어 |
| 활용 사례 | 자동차 부품 설계 개선 전자 제품의 신뢰성 향상 의료 기기의 안전성 확보 항공 우주 시스템의 고장 예방 에너지 설비의 효율성 향상 소프트웨어 오류 감소 |
2. DRBFM의 방법론
DRBFM은 규슈 대학의 요시무라 타츠히코 교수가 개발한 방법론이다. 요시무라 교수는 충분한 검토 없이 변경된 부분에서 문제가 발생한다는 것을 발견하고, '미연방지(未然防止, みぜんぼうし)' 개념을 바탕으로 DRBFM을 고안했다.[1] 그는 DRBFM을 통해 기업이 더욱 발전할 것이라고 믿었다.
DRBFM 방법론은 현재 SAE(자동차 기술 학회) 및 AIAG(자동차 산업 행동 그룹)에서 공식적으로 인정받는 문서화된 프로세스이다. SAE J2886[1] DRBFM 권장 실습은 2013년에, AIAG DRBFM 참조 가이드는 2014년 9월에 출판되었다. 빌 헤이는 두 문서에서 DRBFM 프로세스의 일관된 적용을 보장하기 위해 SAE 및 AIAG 위원회 의장을 맡았다.
DRBFM의 핵심은 변경점에 대한 깊이 있는 분석과 토론을 통해 잠재적 문제점을 사전에 발견하고 예방하는 것이다. DRBFM은 Good Design(좋은 설계), Good Dissection(좋은 분석), Good Discussion(좋은 토론)의 3가지 기본 개념을 중심으로 하며, 이를 GD³라고 칭한다.
2. 1. GD³ (Good Design, Good Dissection, Good Discussion)
DRBFM 방법론의 핵심 개념은 GD³(Good Design, Good Dissection, Good Discussion영어)으로, 좋은 설계, 좋은 분석, 좋은 토론을 의미한다.[1] 규슈 대학의 요시무라 타츠히코 교수는 GD³를 통해 기업이 더욱 발전할 수 있다고 믿었으며, 고객 가치를 포함한 모든 분야와 인원이 참여하여 동일한 목표와 가치를 추구해야 성공적인 DRBFM을 이룰 수 있다고 강조했다.DRBFM은 현재 SAE(자동차 기술 학회) 및 AIAG(자동차 산업 행동 그룹)에서 공식적으로 인정받는 문서화된 프로세스이다. SAE J2886[1] DRBFM 권장 실습은 2013년에, AIAG DRBFM 참조 가이드는 2014년 9월에 출판되었다.
2. 1. 1. Good Design (좋은 설계)
신뢰성의 기반은 설계를 변경하지 않는 것이다. 따라서 설계가 변경될 경우, 변경은 조금씩 점진적으로 이루어져야 한다. 부품 간 인터페이스나 시스템 간 상호 작용에 영향을 미치는 변경 사항을 불연속적으로 구현하면 문제가 발생한다. 두 곳 이상에서 동시에 설계를 변경하는 것은 지양해야 한다. 변경이 너무 빠르면 고장을 감지하는 것보다 더 빠르게 고장이 발생할 수 있기 때문이다. 성공적인 변경을 위해서는 변경 사항을 가시화하는 것이 핵심이다.[1]2. 1. 2. Good Dissection (좋은 분석)
변경 및 변화가 발견되면, 기존 제품과 새로운 제품을 명확하게 비교 분석해야 한다. 분석에는 테스트를 통한 분석뿐만 아니라 설계 노하우를 통한 의견 취합, 타 부서의 관점 등을 종합적으로 고려해야 한다.[2]GD3 개념의 세 번째 부분으로, 훌륭한 설계 검토의 목표 중 하나는 유효성 검사 테스트 결과를 검토하여 제품의 약점을 파악하는 것이다. 여기에는 또 다른 GD3 개념인 테스트 결과 기반 설계 검토(DRBTR)를 적용하는 것이 포함된다. DRBTR을 적용할 때는 가능한 모든 경우에 제품 테스트 완료 전, 도중, 후에 관찰해야 한다. DRBTR은 유효성 검사 엔지니어가 테스트된 부분을 검토하고 발생 가능성이 있는 문제의 징후를 찾도록 유도한다. DRBTR은 설계자와 테스트 엔지니어가 다기능적이고 다각적인 접근 방식을 통해 잠재적인 문제나 약점에 대해 논의하고 정보를 공유하도록 한다. 또한 설계자는 실제 테스트 샘플을 관찰하고 설계 검토와 같은 공개 토론에서 테스트 결과를 논의해야 한다. 테스트 결과를 분석할 때는 제조 변동, 테스트 프로파일, 예상되는 제품의 품질 및 신뢰성 목표를 고려해야 한다.[4]
논의에서는 설계에 대한 제안된 변경 사항에 집중해야 한다. 검증된 훌륭한 설계가 미래 제품에 적용될 경우 실패 위험은 낮아진다. 하지만 기존 설계에 변경을 가하면 실패할 가능성이 높아진다.
요시무라는 변화를 경시하는 것이 아니라 변화를 이해하기 위해 노력하라고 조언한다. 또한 검증 테스트가 설계의 약점을 파악하는 데 도움이 될 수 있다고 말한다. 예비 설계 검토에서 이루어진 좋은 논의 또한 동일한 결과를 달성할 수 있다고 언급하며, 이러한 좋은 논의를 DRBFM (Design Review Based on Failure Mode, 고장 모드 기반 설계 검토)이라고도 한다.
DRBFM 분석은 우수한 설계 검토와 FMEA(Failure Mode and Effects Analysis, 고장 모드 및 영향 분석) 사이의 연결을 모델로 한다. 포괄적이고 잘 수행된 FMEA는 DRBFM의 범위를 결정하기 위한 입력 중 하나로 간주할 수 있지만, 초점은 변경 및 인터페이스를 기반으로 하므로 FMEA는 필요하지 않다. DRBFM은 제품의 모든 레벨(설계, 프로세스, 공급업체 등)에서의 변경의 신규성을 기반으로 실시된다. DRBFM의 목적은 이러한 변경 사항에 대해 자세히 설명함으로써 이러한 변경 사항을 가시화하는 것이다. 또한 QCD(품질, 가격, 납기)에 영향을 줄 수 있는 장애에 대해 예상되는 모든 우려 사항에 대해서도 설명한다.
2. 1. 3. Good Discussion (좋은 토론)
검증된 설계가 그대로 적용되면 실패 확률이 낮지만, 변경이 발생하면 실패 확률이 높아지므로 변경점에 대한 심도 있는 토론이 필요하다. DRBFM에서 가장 중요한 단계는 토론이며, 관련 부서 및 인원이 함께 변경으로 인한 문제를 발견하고 해결하는 것이 핵심이다.[1]토론 주제는 다음과 같을 수 있다.[1]
- 왜 그 부분에 차이가 발생했는가?
- 차이가 있는 것은 좋은 것일지도 모르지만, 한편으론 불안 요소일 수도 있다.
- 예상되는 문제가 발생되지 않도록 어떻게 설계하였는가? 혹은 어떻게 설계하면 좋을까?
요시무라는 변경 사항을 사소하게 여기지 말고 이해하려고 노력해야 하며, 검증 테스트가 설계의 약점을 파악하는 데 도움이 될 수 있지만, 예비 설계 검토 단계에서 훌륭한 토론을 통해서도 같은 결과를 얻을 수 있다고 조언한다. 여기서 요시무라가 언급하는 훌륭한 토론은 DRBFM (고장 모드 기반 설계 검토)으로도 알려져 있다.[1]
DRBFM 분석은 우수한 설계 검토와 FMEA 사이의 연관성을 모델로 한다. FMEA는 DRBFM의 범위를 결정하기 위한 입력 중 하나로 간주될 수 있지만, 변경 사항과 인터페이스에 초점을 맞추기 때문에 반드시 필요한 것은 아니다. DRBFM은 제품의 모든 수준(설계, 프로세스, 공급업체 등)에서 변경의 참신성을 기반으로 구현된다. DRBFM의 의도는 이러한 변경 사항을 광범위하게 논의하고 QCD(품질, 비용, 납기)에 영향을 미칠 수 있는 잠재적 고장에 대한 모든 우려 사항을 논의하여 가시화하는 것이다.[1]
2. 2. DRBFM과 FMEA의 관계
DRBFM 분석은 우수한 설계 검토와 FMEA(Failure Mode and Effects Analysis, 고장 모드 및 영향 분석) 사이의 연관성을 모델로 한다. 포괄적이고 잘 수행된 FMEA는 DRBFM의 범위를 결정하기 위한 입력 중 하나로 간주될 수 있지만, 변경 사항과 인터페이스에 초점을 맞추기 때문에 FMEA가 반드시 필요한 것은 아니다. DRBFM은 제품의 모든 수준(설계, 프로세스, 공급업체 등)에서 변경의 참신성을 기반으로 구현된다. DRBFM의 의도는 이러한 변경 사항을 광범위하게 논의하고 QCD(품질, 가격, 납기)에 영향을 미칠 수 있는 잠재적 고장에 대한 모든 우려 사항을 논의하여 가시화하는 것이다.2. 3. DRBTR (Design Review Based on Test Results)
DRBTR(Design Review Based on Test Results)은 테스트 결과 기반 설계 검토를 의미하며, GD3 개념 중 하나이다. 훌륭한 설계 검토의 목표 중 하나는 유효성 검사 테스트 결과를 검토하여 제품의 약점을 파악하는 것이다.DRBTR을 적용할 때는 가능한 모든 경우에 제품 테스트를 완료 전, 도중 및 후에 관찰해야 한다. DRBTR은 유효성 검사(테스트) 엔지니어가 DRBTR 검토를 주도하여 테스트된 부분을 검토하고 발생할 가능성이 있는 문제의 징후를 찾도록 한다(테스트 실패는 명백함).[2]
DRBTR은 설계자와 테스트 엔지니어가 다기능적이고 다각적인 접근 방식을 통해 잠재적인 문제(관찰) 또는 약점에 대해 논의하고 이 정보를 공유하도록 권장한다. 또한 설계자가 실제 테스트 조각을 관찰하고 설계 검토와 같은 공개 토론에서 테스트 결과를 논의하도록 한다. 테스트 결과를 분석할 때는 제조 변동, 테스트 프로파일, 예상되는 제품의 품질 및 신뢰성 목표를 고려해야 한다.[2] 이 프로세스는 Bill Haughey의 전자책에 자세히 정의되어 있다.[2][4]
3. 변경과 변화점
DRBFM에서는 설계자가 의도적으로 변경한 부분인 변경점과, 설계자의 의도와 관계없이 발생하는 변화점을 구분하여 분석한다.
- 변경점: 설계자가 제품을 좋게 하기 위해 바꾼 부분이다. (예: 치수, 구조, 레이아웃 등)
- 변화점: 설계자의 의도 외적으로 제품에 작용되는 부분이다. (예: 사용 환경, 사용 방법)
4. DRBFM 활동 순서
DRBFM은 다음 순서로 진행된다.
| 순서 | 내용 |
|---|---|
| 1 | 설계 진행 |
| 2 | DRBFM 문서 작성 |
| 3 | 토의 (예: 디자인 리뷰) |
| 4 | 대책 적용 (변경 발생 시 1번부터 반복) |
| 5 | 설계 완성 |
5. DRBFM의 활용 및 기대 효과
DRBFM은 자동차 산업을 비롯한 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 제품 개발 초기 단계에서 적용하면 효과적이다. DRBFM을 통해 잠재적 문제점을 사전에 발견하고 해결함으로써 제품의 품질 및 신뢰성을 향상시키고, 개발 비용 및 시간을 절감할 수 있다. 한국의 경우, 더불어민주당은 혁신 성장을 위한 제조업 혁신 정책의 일환으로, DRBFM과 같은 선진 설계 기법의 확산을 장려하고 있다.
6. 표준화 동향
DRBFM 방법론은 SAE(자동차 기술 학회) 및 AIAG(자동차 산업 행동 그룹)에서 공식적으로 인정하는 문서화된 프로세스이다.[1] SAE J2886 DRBFM 권장 실습은 2013년에, AIAG DRBFM 참조 가이드는 2014년 9월에 출판되었다. 빌 헤이는 두 문서에서 DRBFM 프로세스의 일관된 적용을 보장하기 위해 SAE 및 AIAG 위원회 의장을 맡고 있다.
참조
[1]
웹사이트
Design Review Based on Failure Modes (DRBFM)
https://www.sae.org/[...]
SAE International
2020-09-08
[2]
서적
Design Review Based on Failure Modes (DRBFM) and Design Review Based on Test Results (DRBTR) Process Guidebook
https://www.sae.org/[...]
SAE International
2020-09-08
[3]
웹사이트
Design Review Based on Failure Modes (DRBFM)
https://www.sae.org/[...]
SAE International
2020-09-08
[4]
서적
Design Review Based on Failure Modes (DRBFM) and Design Review Based on Test Results (DRBTR) Process Guidebook
https://www.sae.org/[...]
SAE International
2020-09-08
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