• 제목/요약/키워드: 치명도

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협업 사이버물리시스템의 결함 치명도 분석을 통한 안전성 확보 (Securing Safety in Collaborative Cyber-Physical Systems Through Fault Criticality Analysis)

  • ;;홍장의
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제10권8호
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    • pp.287-300
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    • 2021
  • 협업 사이버-물리 시스템(Collaborative Cyber-Physical Systems, CCPS)은 물리 세계와 사이버 세계가 밀접하게 결합하여 공동의 목표를 달성하기 위하여 협업을 수행하는 시스템이다. 한편, 단일 사이버-물리 시스템(Cyber-Physical System)의 경우에는 ISO 26262 또는 IEC 61508과 같은 표준을 따르거나 다양한 위험 분석 기법을 적용함으로써 그 안전을 확보할 수 있다. 그러나 CCPS에서는 협업을 수행중인 한 CPS의 결함으로 인하여 다른 협업 중인 CPS에게 수많은 결함을 발생시키기 때문에 안전의 확보가 매우 어렵다. 본 논문에서는 이러한 CCPS의 위험을 분석하여 안전을 확보하기 위해 복합적인 위험 분석과 위험 분석 산출물 사이의 관계를 기반으로 하는 위험 치명도 매트릭스(Fault Criticality Matrix, FCM)를 제시한다. FCM에서는 결함, 결함의 치명도, 안전 가드와 안전 가드의 발생 확률, 결함의 영향 및 순위를 나열하여 분석한다. 안전 엔지니어는 이를 통해 시스템의 설계 단계에서 각 결함의 치명도와 영향을 분석하고, 설계된 안전 가드를 통해 식별된 고장을 효과적으로 관리하고 제어함으로써 안전한 CPS를 개발할 수 있다. 제시된 방법의 유용성을 확인하기 위해 CCPS의 대표적 예인 군집주행에 대하여 사례 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발된 도구를 사용하여 군집주행 시스템에 FCM을 적용함으로써 상세한 결함 치명도 분석을 수행하였고, 분석 결과는 적합성과 효과성 관점에서 점검되었다. 또한 군집 주행에 대한 시뮬레이션 수행을 통해 FCM을 사용하여 결함 치명도를 분석한 군집주행 시스템이 발견된 모든 결함을 완화시켜 충돌 가능성을 크게 낮추었음을 보였다.

미 해군의 전력분산의 치명성이 동아시아 안보에 주는 함의 (U.S Navy's Distributed Lethality Concept and Its Implications for East Asian Security)

  • 문창환
    • Strategy21
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    • 통권44호
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    • pp.79-102
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    • 2018
  • 2015년 미 해군에서 발간한 미 수상함대전략(Surface Force Strategy)에 따르면, 미 해군은 반접근-지역거부(Anti-Acess and Anti-Denial, A2/AD) 전략에 대한 대응책으로 '분산된 치명성(Distributed Lethality, DL)'이라는 신 작전개념을 개발 중에 있다. 이 개념은 각 유닛(unit)의 공격력(offensive power)을 향상시키고 지리적으로 분산 시킴으로써(geographical dispersion) 생존성을 향상시키는데 목적을 두고 있다. 하지만 동맹국(한국/일본 등)이 '분산된 치명성(DL)' 개념에 기여할 수 있는 영역이 다양함에도 불구하고, 지금까지 미 해군 내에서는 동맹국과 어떻게 공조해야 할 것인가에 대한 논의가 부족한 것이 사실이다. 따라서, 미 해군은 향후 '분산된 치명성(DL)' 이라는 작전개념에 동맹국이 줄 수 있는 이점을 추가적으로 적용하는 '동맹국을 활용한 분산된 치명성(Distributed Lethality with Allies, DL+A)' 개념을 발전시켜야 할 것이다. '동맹국을 활용한 분산된 치명성(DL+A)' 개념이란 동맹국이 가지고 있는 전력, 시설, 플랫폼 등 가용자산을 최대한 활용하여 기존의 '분산된 치명성(DL)' 개념을 강화시키는 신 작전개념이다. 미 해군은 본 논문에서 제시하는 신 작전개념(DL+A)을 적용함으로써 다양한 영역(정찰, 군수, 지리적 요충지, 플랫폼)에서 동맹국으로부터 지원을 받을 수 있을 것이다. 또한, 동맹국은 미 해군의 신 작전개념을 적용함으로써 A2/AD 전략에 대비한 안보능력을 향상시킬 수 있을 것이다.

고체 로켓 추진 기관의 신뢰성 분석을 위한 준-정량적 FMECA (Semiquantitative Failure Mode, Effect and Criticality Analysis for Reliability Analysis of Solid Rocket Propulsion System)

  • 문근환;김진곤;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권6호
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    • pp.631-638
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고체 로켓 추진 기관의 신뢰성 분석을 위해 준-정량적 FMECA를 수행하였다. 준-정량적 FMECA는 고장모드 및 영향 분석(FMEA)과 치명도 분석(CA)를 포함하는 분석 기법으로서, FMECA 수행을 위해서 FMEA는 고체 로켓 추진 기관을 43개의 부품으로 나누어 각 부품에 대하여 도출된 총 137개의 고장모드에 대해 수행하였다. 또한 일부 고장모드의 고장률 데이터를 이용하여 치명도 분석을 수행하였다. 준-정량적 FMECA 수행을 통하여 고체 로켓 추진 기관의 각 부품에서 발생 할 수 있는 잠재적 고장모드와 고장원인 및 영향을 분석, 정리할 수 있었으며, 우선적인 개선 조치가 필요한 중요 고장모드를 확인할 수 있었다.

정성적 및 준-정량적 신뢰성 분석 기법을 이용한 하이브리드 로켓 설계 (Design of Hybrid Rocket System Using Qualitative and Semi-Quantitative Reliability Analysis)

  • 문근환;박영훈;최주호;김진곤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권1호
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    • pp.69-76
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    • 2017
  • 본 연구에서는 대표적 정성적 신뢰성 분석 기법인 FMEA(고장모드 및 영향 분석)와 준-정량적 분석 방법인 치명도 분석을 이용하여 소형 하이브리드 로켓 설계를 수행하였다. 설계 중인 하이브리드 로켓을 총 31개의 부품으로 나누고 각 부품에서 발생할 수 있는 총 72개의 고장모드를 고려하여 FMEA를 수행하였으며 고장모드의 원인과 영향을 분석하였다. 또한 고장모드들의 정성적인 심각도 평가를 수행하고, 고장모드의 고장률 데이터를 이용하여 치명도 분석을 추가적으로 수행하였다. 분석 결과 설계 시 중점적으로 고려해야 할 고장모드를 파악하였으며 하이브리드 로켓의 신뢰도를 높이기 위해 고장모드들의 설계 및 재질 변경 등의 개선 조치를 설계에 반영하였다.

전동차 고속차단기 고장 분석을 위한 FMECA 기법 (FMECA Procedure for Failure Analysis of Train High-Speed Circuit Breaker)

  • 김성렬;문용선;최규형
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.3370-3377
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    • 2015
  • 전동차는 대용량 교통수단으로서 정시 운행 및 높은 안전성이 요구되기 때문에, 고장 분석을 체계적으로 수행하여 신뢰도를 향상시키기 위한 수단으로서 고장 영향의 심각도 및 치명도를 정량적으로 평가하는 FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) 기법이 적용되고 있다. 그러나, 아직까지 전동차에 특화된 FMECA 규격 및 절차는 정립되어 있지 않고 자동차 산업 등 다른 산업분야의 FMECA 규격을 그대로 적용하고 있기 때문에 전동차의 고유한 운영 및 유지보수 여건을 충분히 반영하지 못하고 있다. 본 논문에서는 산업계 각 분야에서 적용되고 있는 FMECA 규격에 대한 분석을 토대로, 전동차 분야에 적합한 FMECA 기법으로서 고장 영향 분석과 치명도 분석을 단계별로 나누어 수행하고 고장 영향의 심각도에 중점을 두어 치명도를 분석하는 기법을 제시하였다. 제안 기법을 전동차의 핵심 안전 장치인 고속차단기에 적용하여 도시철도 현장에서의 15년 동안의 전동차 유지보수 데이터를 이용하여 분석한 결과, 고속차단기 부품 중에서 특히 아크 슈트의 절손이 심각도 3등급, 치명도 5등급으로 위험도가 가장 높았으며, 뒤를 이어서 전자변 파손 및 접촉 불량, 실린더 파손 등이 심각도 3등급, 치명도 4등급으로 위험도가 높은 것으로 나타났다. 이상의 분석 결과는 전동차 고속차단기의 설계 및 유지보수 업무의 개선에 활용할 수 있다.

Fuzzy Linear Opinion Pool를 이용한 Five-Phase 전문가 시스템 (FMECA Expert System Using Fuzzy linear Opinion Pool)

  • 변융태;김동진;김진오
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.148-153
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    • 2009
  • FMECA는 전력설비의 기능, 고장 모드, 고장 원인 및 고장의 파급 효과 등을 분석하고 각 고장 모드가 시스템의 기능 유지에 영향을 미치는 정도인 심각도(Severity)와 고장 발생의 빈도의 정도인 치명도(Criticality)를 평가하여 치명도 매트릭스(Criticality Matrix)를 구성함으로써 높은 위험성을 갖는 고장 모드를 판별하고 효과적인 시스템 구성을 위한 참고 자료를 제공한다[4-5]. 대부분의 경우, 고장 모드의 두 지수는 미리 정해진 기준에 따라 전문가들의 정성적인 평가에 의해 결정된다. 따라서 본 논문에서는 두 지수들에 대한 다양한 전문가의 의견을 종합하여 결론을 도출하기 위한 방법론으로 기존의 Linear Opinion Pool에 퍼지이론을 결합하는 방식을 제안하였다. 또한 기존의 치명도 매트릭스 방식으로 위험도를 판별하던 방식의 한계를 인식하고 운영자의 관심에 따라 두 지수를 종합적으로 평가하기 위해 퍼지 FMECA 전문가 시스템을 구성하였다.[7-8]. 사례연구에서는 대표적인 전력 설비에 대한 적용 예를 나타내었다.

2015년 한국의 중동호흡기증후군 유행에서 치명률 (Case Fatality Factors in Middle East Respiratory Syndrome-Coronavirus Outbreaks in 2015, the Republic of Korea)

  • 이태준;아창과 키아라;이무식
    • 농촌의학ㆍ지역보건
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    • 제46권3호
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    • pp.171-185
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    • 2021
  • 배경: 2015년 한국의 중동호흡기증후군 유행에서 지역간 치명률의 차이는 극명하였다. 이 연구는 대전 클러스터와 다른 지역 간의 치명률의 관련된 일반적 특성 및 역학적 요인을 밝히고저 하였다. 방법: 입원병원 소재지를 기준으로 대전과 타 지역으로 구분하여 관련변수에 따른 카이제곱검정 및 피셔정확검정 등으로 분석하였다. 대전과 다른 지역의 치명률(CFR)의 차이와 관련된 요인을 분석하기 위하여 단변량 및 다변량 로지스틱 회귀분석를 실시하였다. 결과: 모형 I에서는 65세 이상 연령군일수록 7.12배(95% CI 2.33-21.8)(p=0.001), 동반질환이 있는 경우 10.29배(95% CI 2.94-36.06)(p<0.001), 잠복기가 7일 이하인 경우가 8.55배(95% CI 2.54-26.7), 입원기간이 17일 이하인 경우 10.08배(95% CI 2.99-31.9)(p<0.001) 등이었으며, 모형 II에서는 65세 이상 연령군일수록 5.34배(95% CI 1.65-17.2)(p=0.005), 잠복기가 7일 이하인 경우가 6.70배(95% CI 1.96-22.89), 입원기간이 17일 이하인 경우 8.90배(95% CI 2.59-30.6)(p=0.001), 동반질환에서 암의 경우에서 7.15배(95% CI 1.64-31.14)(p=0.009) 등이었다. 결론: 2015년 한국 중동호흡기증후군 유행에서 대전 클러스터의 높은 치명율은 연령(≥65세), 동반질환(특히 암), 잠복기(≤7일), 입원기간(≤17일) 등이 유의한 변수로 도출되었다.

시스템의 치명도 분석을 위한 고장영향확률 정량화 방안 연구 (A Study on the Quantitative Determination of Failure Effect Probability for Criticality Analysis on System)

  • 이명석;최성대;허장욱
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.31-37
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    • 2019
  • The inter-development of FMECA is very important to assess the effect of potential failures during system operation on mission, safety and performance. Among these, criticality analysis is a core task that identifies items with high risk and selects the analyzed objects as the key management targets and reflects their effects to the design optimization. In this paper, we analyze the theory related to criticality analysis following US military standard, and propose a method to quantify the failure effect probability for objective criticality analysis. The criticality analysis according to the US military standard depends on the subjective judgment of the failure probability. The methodology for quantifying the failure effect probability is presented by using the reliability theory and the Bayes theorem. The failure rate is calculated by applying the method to quantify failure effect probability.

FMECA 적용을 통한 벨트식 도어시스템 신뢰성 향상에 관한 연구 (A Study for Reliability Improvement of Belt Type Door System using FMECA)

  • 안천헌;이도선;손영진;이희성
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.58-64
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    • 2010
  • 현대의 도시철도차량은 부품과 시스템이 복잡하고 첨단화되어 고장관리 또한 과학적이고 체계적인 접근이 반드시 수행되어야 한다. 고장모드 및 영향분석(FMEA)은 설계의 불완전성이나 사용 중에 일어날 수 있는 잠재적 결함을 알아내기 위해 구성요소의 고장 형태와 그 상위 시스템에 미치는 영향을 분석하는 기법으로 개선대책을 수립하여 신뢰도를 향상시키는 목적이며, 특히, 시스템에 큰 영향을 미치는 치명도를 중시하는 경우는 고장모드 및 영향, 치명도 분석(FMECA)이라는 기법을 사용한다. 철도차량의 경우 FMEA는 최근 차량시스템에 대한 신뢰성 개념을 도입하면서부터 설계 및 제작단계에서 발생 가능한 위험요인과 고장을 제거하기 위한 분석기법으로 활발히 활용되어 왔으나, 철도차량의 유지보수에 있어서 FMEA 기법은 연구 및 활용이 미미한 실정이다. 서울메트로에서 운영 중인 차량도 최근 도입된 신조차를 제외하고는 설계 및 생산단계의 FMEA가 수행되지 못하였다. 이에 본 논문은 1호선에서 운용되는 차량의 주요 장치인 벨트식 출입문에 대하여 서울메트로에서 운영 중인 차량분야 정보화시스템(RIMS)에 축적된 고장 및 유지보수데이터를 분석하여 FMECA 절차에 따른 적용방안을 제시하고자 하였으며, 특히, 고장 시 고객들의 안전과 만족도에 직접적인 영향을 미치는 출입문전자변과 도어연동 스위치, 도어엔진 장치에 대한 FMECA 관련 세부적 사항까지 접근하고자 하였다.