문제가 있다는 것을 알게 된 바로 그때가 문제를 해결하기 가장 좋은 순간입니다. 모든 문제를 완전히 없애기는 어렵지만, 미리 파악하고 대비한다면 실제 문제가 발생할 가능성을 낮추고 대응 속도도 높일 수 있습니다.

자동차도 마찬가지입니다. 문제 발생 후 고치는 데 그치지 않고, 개발 단계에서 잠재적인 고장을 미리 찾아 우선순위를 정하고 조치해야 합니다. 이를 통해 고장 가능성을 낮추고 자동차의 안전성과 신뢰성을 높일 수 있습니다.

이러한 예방 활동의 대표적인 방법이 바로 ‘FMEA(Failure Mode and Effect Analysis, 잠재적 고장 형태 및 영향 분석)’입니다. 이번 호에서는 FMEA가 무엇인지 살펴보고, LG전자에서는 이를 어떻게 수행하고 있는지, 또 어떤 특장점이 있는지 알아보겠습니다.

FMEA를 통해 차량의 잠재적 고장과 위험 요소를 사전에 분석하는 과정을 표현한 AI 생성 이미지

FMEA란?

FMEA는 제품의 개발 및 생산 과정에서 발생할 수 있는 모든 잠재적 고장 형태와 영향, 원인을 사전에 파악하고 대책을 마련하는 활동을 의미합니다. 제품의 신뢰성과 안전성을 사전에 확보하는 것이 목적이지요.

예를 들어 볼까요? ‘온도 센서’의 가장 중요한 기능은 ‘정확한 온도 측정’입니다. 만약 실제 온도를 잘못 측정하는 고장이 발생한다면 제품에 어떤 영향을 미칠까요?

센서의 오염이나 주변 온도의 급격한 변화 등으로 실제보다 온도를 높게 측정해 냉각 시스템이 과도하게 동작하면 에너지 낭비는 물론, 온도 정보를 활용하는 다른 시스템에도 문제가 발생할 수 있습니다. 경우에 따라서는 제품 성능이나 품질 저하로도 이어질 수 있죠.

FMEA는 이러한 잠재적 고장 형태와 영향, 원인을 분석한 뒤 각 항목의 위험도를 평가합니다. 고장 발생 가능성(Occurrence), 심각도(Severity), 원인 탐지 가능성(Detection)을 종합적으로 고려해 위험도가 높은 항목을 선별하고, 설계 또는 공정 단계에서 예방 대책을 마련합니다. 예를 들어 특정 온도 조건에서 센서를 강화하거나 개발 단계별로 추가 검증 절차를 적용하는 식입니다.

LG전자는 FMEA를 어떻게 수행하고 있을까?

(1) 다양한 제품 개발 경험과 축적된 사례 활용

LG전자 VS사업본부는 인포테인먼트 시스템, 텔레매틱스, ADAS 비전 시스템, 클러스터, 차량용 디스플레이 등 다양한 전장 부품 솔루션을 글로벌 프리미엄 완성차 업체에 공급하고 있습니다.

LG전자는 다양한 제품을 개발하고 공급하는 과정에서 제품군과 사용 환경에 따른 FMEA 사례를 꾸준히 축적해 왔습니다. 제품의 세부 기능이나 모듈에서는 유사한 고장 형태와 원인이 반복되는 경우가 많기 때문에, 축적된 사례가 많을수록 새로운 모델을 분석할 때 참고할 수 있는 기반도 넓어집니다. LG전자는 다양한 완성차 업체와 협업해 온 경험과 축적된 사례를 바탕으로 효과적인 FMEA를 수행하고 있습니다.

(2) 사내 FMEA 전문 조직과 개발·검증 조직의 협업

FMEA는 제품 개발 초기부터 빠르게 위험을 식별하고 예방하는 것이 핵심입니다. 문제를 초기에 발견하지 못하고 제품 개발 후반에 발견하면 이미 완성된 설계나 SW, 검증 계획 등을 크게 수정해야 하기 때문에 시간과 비용, 노력이 많이 필요합니다.

또한 잠재적 고장 형태와 원인을 미리 파악하면 검증 단계에서 어떤 조건과 항목을 중점적으로 시험해야 하는지도 사전에 준비할 수 있습니다. 사후 관리나 재발 방지보다 FMEA와 같은 예방적 품질 관리가 중요한 수단으로 활용되는 이유입니다.

FMEA는 특정 개인이나 팀의 판단만으로 수행하기 어렵습니다. 잠재적 고장을 찾아내고 예방하려면 제품 설계, 소프트웨어, 시스템, 생산 공정, 검증 등 여러 분야의 전문 지식이 필요하기 때문입니다.

LG전자 VS사업본부에서는 FMEA 전문 조직과 개발팀, 검증팀 등 다양한 팀이 협업해 FMEA를 수행하고 있습니다. 잠재적 고장 형태와 원인을 다양한 관점에서 검토하고, 실제 설계와 검증 과정에 적용할 수 있는 예방 대책을 함께 논의합니다.

차량의 잠재적 고장과 위험 요소를 여러 담당자가 함께 분석하는 FMEA 협업 과정을 표현한 AI 생성 이미지

(3) 표준화된 절차와 축적된 지식의 활용

LG전자 VS사업본부는 FMEA의 수행 시기와 담당 조직, 수행 방법을 표준화된 절차로 정립해 운영하고 있습니다. 또한, FMEA 결과를 완성차 업체, 제품군, 개발 시점 등에 따라 다양하게 문서화하고 자산화해 제품 개발에 활용합니다.

예를 들어 개발팀은 새로운 제품을 개발할 때 기존 동종 제품이나 유사 모델에서 반복적으로 발견된 고장 형태와 원인을 수시로 참고할 수 있습니다. 이를 통해 개발 초기부터 위험 요소를 검토하고 시간과 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다.

검증팀은 전체 일정을 고려해 검증 계획을 사전에 수립할 수 있습니다. 예를 들어 위험도가 높거나 반복적으로 발생하는 고장 형태에 대해서는 시험 조건을 강화하거나 검증 횟수를 조정하는 등 보다 정교한 검증 전략을 마련할 수 있습니다.

FMEA 전문팀은 프로세스 전반에서 수정·보완이 필요한 부분을 모니터링하며 전체적인 완성도를 높입니다. 또한 문서화·자산화가 필요한 부분에 대해서는 유관 부서와 협업하고, 고장에 대한 대책도 현실적이고 효율적인 방향으로 개선할 수 있습니다.

무엇보다도 이렇게 표준화된 절차를 기반으로 FMEA를 수행하면 여러 제품군의 품질 위험을 일관된 기준으로 관리할 수 있습니다. 그 과정에서 얻은 중요한 교훈과 결과물을 다른 제품에도 선제적으로 적용함으로써 분석의 누락을 줄이고 개발 효율도 높일 수 있습니다.

FMEA도 적용 대상에 따라 달라집니다

FMEA는 분석 대상과 목적에 따라 시스템 FMEA, 설계 FMEA, 공정 FMEA로 나뉩니다.

시스템 FMEA는 차량이나 주요 시스템을 전체적인 관점에서 바라보며 잠재적으로 발생할 수 있는 고장을 분석합니다.

설계 FMEA는 한층 더 세부적으로 들어가 부품과 모듈, 소프트웨어 등 차량 구성요소의 관점에서 잠재적으로 발생할 수 있는 고장을 분석합니다.

공정 FMEA는 제품을 생산하고 조립하는 과정에서 발생할 수 있는 고장을 분석합니다. 작업 조건이나 장비, 조립 방법, 검사 과정 등에서 품질 문제가 발생할 가능성을 찾아 예방 대책을 수립합니다.

LG전자는 이러한 FMEA의 목적과 대상에 따라 담당 조직, 수행 시기, 수행 방법을 프로세스화해 운영하고 있습니다.

LG전자 VS사업본부는 품질 향상을 위해 전문성을 바탕으로 효과적인 방식을 지속적으로 모색하고 있습니다. 고장이 발생하기 전에 예방하는 FMEA도 그 방식 중 하나입니다. 앞으로도 전장 부품과 솔루션의 안전성과 신뢰성을 높이고, 고객이 보다 편리하고 즐거운 모빌리티 경험을 누릴 수 있도록 예방 중심의 품질 활동을 지속해 나가겠습니다.