생각보다 흔한 공통 원인 고장

소개

중요 시스템은 일반적으로 심각한 오류를 방지하기 위해 높은 이중화와 내결함성을 갖도록 설계됩니다. 이중화의 가장 큰 적은 CCF (Common Cause Failure)입니다.
CCF는 단일 원인으로 인해 서로 독립적으로 간주되는 여러 항목의 고장으로 정의됩니다 [1].

CCF 사건은 일반적으로 드물지만 그 영향은 심각할 수 있습니다. 따라서 공통 원인 분석은 안전 분석의 중요한 부분이며 철도 안전과 같은 특정 표준에서 필요합니다 [2].
CCF는 생각보다 일반적입니다. 다음은 여러 시스템에 나타나는 몇 가지 공통 원인 이벤트입니다.

• 정전으로 인해 많은 전기 하위 시스템이 종료될 수 있습니다. 하위 시스템이 자체적으로 고장나지는 않았지만 필요한 기능을 수행할 수 없으므로 분석을 위해 고장난 것으로 간주해야 합니다.
• 네트워크 통신 스위치의 장애로 인해 많은 하위 시스템이 중요한 정보를 송수신하지 못할 수 있습니다. 이것은 하위 시스템을 쓸모 없게 만들 수 있습니다.

3) 분석

단순한 경우 표준 FTA (Fault Tree Analysis) 게이트를 사용하여 CCF를 설명 할 수 있지만 다른 경우에는 더 복잡한 분석이 필요합니다.

간단한 케이스

서버와 네트워크 통신 스위치에 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 고려하십시오. 시스템 작동을 위해서는 서버와 스위치가 필요합니다. 둘 중 하나라도 고장나면 시스템 오류가 발생합니다. 분명히 전원 공급 장치의 고장은 시스템 고장의 원인이되므로 다음과 같은 간단한 고장 트리를 사용할 수 있습니다.

간단하지 않은 경우

두 개의 개별 사이트 (각 사이트에 하나의 서버와 하나의 저장 장치)에 두 개의 서버와 두 개의 데이터 저장 장치가 있는 경우를 고려하십시오.
두 사이트간에 통신이 존재하며 서로를 미러링합니다.

시스템은 다음과 같은 경우에 작동할 수 있습니다.

• 서버 1 및 스토리지 1이 활성 상태입니다.
• 서버 2 및 스토리지 2가 활성 상태입니다.
• 서버 1 및 스토리지 2가 활성 상태입니다.
• 서버 2 및 스토리지 1이 활성 상태입니다.

전원을 무시하고 이 경우에도 간단한 고장 트리를 사용할 수 있습니다.

그러나 전원 1이 고장나면 서버 1과 스토리지 1이 고장나고, 전원 2가 고장나면 서버 2와 스토리지 2가 고장납니다. 전원을 설명하는 고장 트리는 다음과 같습니다.

BQR의 Fault Tree Analysis (FTA) 소프트웨어에서 가져온 고장 트리 이미지.

다이어그램에 "전원 1 오류" 이벤트가 두 번 나타납니다. 일반적으로 다이어그램의 각 끝 노드는 독립적인 이벤트를 나타내지만 이 경우 두 개의 "전원 1 오류" 이벤트는 동일한 이벤트를 나타냅니다. 마찬가지로 다이어그램에 "전원 2 오류"가 두 번 나타납니다.

시스템에는 6개의 블록이 있으므로 64개의 가능한 시스템 상태가 있습니다. 64개 상태 중 47개 상태가 시스템 고장으로 정의됩니다.
이 경우의 고장 확률을 계산하기 위해서는 분리 과정이 수행되어야 합니다 [3].

BQR의 FTA 소프트웨어는 CCF 뿐만 아니라 중첩된 CCF (다른 공통 원인 내부에 나타나는 일반적인 원인)를 설명합니다.
BQR 소프트웨어 및 / 또는 전문 서비스에 대한 자세한 내용은 info@bqr.com으로 문의하십시오.

서지

[1] IEC 60050, 국제 전기 기술 어휘.
[2] EN 50126 : 2017 철도 애플리케이션. 신뢰성, 가용성, 유지보수성 및 안전성 (RAMS)의 사양 및 시연. 일반 RAMS 프로세스.
[3] IEC 61025 : 2007 고장 트리 분석 (FTA).