Fuzzy-FMEA를 이용한 동적위치제어 시스템의 고장유형 우선순위 도출

Abstract

동적 위치제어 시스템(Dynamic Positioning System)의 위험성과 신뢰성 평가에 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)를 적용하고 있으나, 해양 프로젝트가 가진 특징으로 인해 다음과 같은 한계를 가진다. 1) SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템을 통해 수집되는 고장 데이터의 일부는 환경의 영향으로 인한 오작동이나 단순한 센서고장으로 인해 생성되는 데이터를 포함하고 있으므로 불완전하고 신뢰할 수 없다. 따라서, FMEA의 세 가지 변수인 심각도(Severity), 발생빈도(Occurrence), 검출빈도(Detection)의 평가는 전문가 지식에 근거한다. 2) 전문가들의 주관적인 판단에 전적으로 의존할 경우 위험 요소들을 정밀하게 평가하기 어렵다. 3) 위험 요소들 사이의 상대적인 중요도는 고려되지 않아 위험우선순위가 명료하게 표현되지 않는다. 4) 서로 다른 고장모드에 대해 동일한 위험 우선순위 값을 가질 경우 상대적인 중요도를 판단하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하고 기존의 FMEA의 효과를 높이기 위해, Fuzzy-FMEA를 제안하고, 선박/해양 프로젝트의 동적 위치제어 시스템의 FMEA 문서에 적용하였다. 본 논문은 DP FMEA, DP FMEA 입증 시험서(DP FMEA Proving Trials)에 나타낸 전문가 지식을 퍼지 모델로 구현하여 FMEA 위험우선순위(RPN; Risk Priority Number)에 위험요소들의 상대적인 중요성을 포함시켰다. 제안한 방법은 해양 프로젝트의 동적 위치제어 시스템의 기계 및 전장 장비에 적용하여 기존의 FMEA와 비교하였다. Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) has been used by Dynamic Positioning (DP) system for risk and reliability analysis. However, there are limitations associated with its implementation in offshore project. 1) since the failure data measured from the SCADA system is missing or unreliable, assessments of Severity, Occurrence, Detection are based on expert's knowledge; 2) it is not easy for experts to precisely evaluate the three risk factors. The risk factors are often expressed in a linguistic way. 3) the relative importance among three risk factors are rarely even considered. To solve these problems and improve the effectiveness of the traditional FMEA, we suggest a Fuzzy-FMEA method for risk and failure mode analysis in Dynamic Positioning System of offshore. The information gathered from DP FMEA report and DP FMEA Proving Trials is expressed using fuzzy linguistic terms. The proposed method is applied to an offshore Dynamic Positioning system, and the results are compared with traditional FMEA.