[논문]저궤도 상용위성의 시스템 수준 FMECA

이창호; 조영준

저궤도 상용위성의 시스템 수준 FMECA 원문보기

이창호 (위성본체그룹) , 조영준 (위성본체그룹)

FMECA의 목적은 위성체의 설계 시에 임무 수행에 치명적인 영향을 줄 수 있는 부품이나 구성을 밝혀내어 이를 설계에 이용하기 위한 것이다. 이러한 분석을 통하여 위성체의 운용 또는 생산 중에 예상되는 모든 고장 형태(Failure Mode)를 확인하고, 해당 고장 형태의 임무에 대한 영향을 검토하여 이러한 고장 형태가 허용될 수 있는 것인지를 결정하고 이를 보완하기위한 설계 변경 또는 관리가 이루어지게 된다. 본 기술 논문에서는 현재 개발 중인 위성에 대하여 수행된 FMECA의 절차와 결과를 수록하였다.

The purpose of FMECA is to identify parts and design whose damage can effect the mission performance and to improve the spacecraft design using these data. In consequence of this analysis, each failure mode which can be happened during operation and manufacturing period is identified, and their effects on mission performance are reviewed. In this technical report, the FMECA procedures and results for the satellite which is now under development are showed.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

FMEA(Failure Mode & Effect Analysis)는 고장의 형태와 그 영향을 밝혀내어 설계상의 취약점을 보완하는데 그 목적이 있다.
본 기술 논문에서는 저궤도 상용 위성의 개발시 수행된 FMECA 과정을 개략적으로 소개하였으며, 그 예로서 현재 개발 중인 위성의 수행결과를 부분적으로 예를 들었다.

가설 설정

FMEA가 여러 수준으로 나뉘어 수행 될 경우, 하위 시스템의 End Effect는 상위 시스템의 Failure Mode로서 고려 될 수 있다. FMEA의 각 Failure Mode는 서로 연관성이 없음을 전재로하므로 Failure Mode에 대한 Effect는 단일한 Failure 발생을 가정하여 평가된다.

제안 방법

Criticality 계산 시에 있어서 해당 Failure Mode를 야기하는 부품의 사용 시간을 평가하는것이 필요하므로 위성에 예정된 임무 시나리오및 유사 위성의 운용 이력 등을 참고하여 각각의 Mission Phase 당의 지속 기간을 예측한다. '표 2’는 이러한 사항을 참조하여 구성된 Mission Phase 구분의 예이다.
따라서 발사체 또는 인명의 손상을 야기할수 있는 Failure Mode에 대해서는 추가적으로 Double Tolerance를 요구하고 있다. 이 경우에는 Independent한 Failure에 대한 영향만을 확인할수 있는 FMECA 대신 Fault Tree Analysis 등의방법을 부분적으로 이용하여 기 개발된 위성과 비교해 변경된 설계의 안전성을 확인하였다.
Sin이e Point Failure Mode가 존재하거나 Deployment Phase에서 사용되는 장치 등과 같이 그 임무 중요도가 큰 설계의 검증에는 'Product Design FMEA'가 추가로 적용된다. 이는 흐卜드웨어 형상, 배선, 회로의 Layout, 및 커넥터 핀 배치 등을 고려하여 고장 모드에 의한 영향을 분석한다.
이는 일반적으로 자동적으로 이루어지나 때로는 지상국의 판단에 의해 이루어질 수도 있으며 필요한 경우 위성의 상태를 고려하여 운용 형태를 바꾸어야 하는 경우도 있을 수 있다. 이를 위하여 FMEA를 통하여 확인된 각 Failure의 발생 여부를 지상에서 식별할 수 있도록 각 Failure Mode 에 대 한 Detection 방법 및 관련 Telemetry를 함께 확인하였다.
현재 개발 중인 위성의 경우에도 이러한 원칙에 준하여 FMECA가 수행되었으며, 이를 통하여 Fault에 대한 Tolerance 및 신뢰성을 검증하였다. 단, 금번의 경우에는 Software Fault 및 Ground Support Equipment 등에 대한 고려가 이루어지지 않은 점은 추후 개선되어야할 점으로 생각된다.
확인된 Failure Mode 에 대한 Effect 는 해당 Failure에 의해 나타날 수 있는 1차 적인 효과인 local Effect'와, 이로 인해 궁극적으로 발생할 수 있는 효과인 'End Effect'로 구분되어 평가된다. FMEA가 여러 수준으로 나뉘어 수행 될 경우, 하위 시스템의 End Effect는 상위 시스템의 Failure Mode로서 고려 될 수 있다.

이론/모형

이와 같은 FMECA의 결과는 MIL-STD 4629의 형식에 따라 정리되었다. '표 5’는 그 예로서 PCU의 Under Voltage Detection 기능과 관련된 FMECA의 Worksheet의 일부이다

성능/효과

여기에서 볼 수 있듯이 대부분의 고장 모드는 'Remote, 또는 , Extremely Unlikely'에 분포되어있다. 이러한 해석 결과들로 비추어 볼 때 당 위성의 설계는 프로그램 요구조건에서 규절한 Sin이e Fault Tolerant 요구조건을 실제적으로 만족한다고 결론지을 수 있다

후속연구

검증하였다. 단, 금번의 경우에는 Software Fault 및 Ground Support Equipment 등에 대한 고려가 이루어지지 않은 점은 추후 개선되어야할 점으로 생각된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

저궤도 상용위성의 시스템 수준 FMECA 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

저궤도 상용위성의 시스템 수준 FMECA 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper