FTA Fault Tree Builder (결함수 분석)

시스템 고장(Top Event)이 어떤 조합의 하위 사건으로 발생하는지 하향식으로 분석하는 신뢰성·안전 분석 기법. 1962년 Bell Labs의 H.A. Watson이 미니트맨 미사일 안전성 분석을 위해 정립했습니다. IEC 61025·NUREG-0492·MIL-STD-1629 등 국제 표준이 정립되어 있으며, 항공·원자력·자동차·의료기기 산업에서 기능안전(ISO 26262, IEC 61508) 분석의 핵심 도구로 사용됩니다.

AND: 모든 하위 사건이 동시에 발생해야 상위 사건 발생. 확률 P = P1 × P2 × ... (독립 가정). OR: 하나라도 발생하면 상위 사건 발생. 확률 P = 1 − (1−P1)(1−P2)... (독립 가정). 예: P1=0.01, P2=0.02일 때 AND는 0.0002, OR는 0.0298. AND는 중복 설계로 안전성을 높이고, OR는 위험이 누적됩니다.

더 이상 하위로 분해하지 않는 기본 사건(부품 고장·인적 오류·외부 사건)으로, 트리의 말단에 위치하며 발생 확률을 직접 입력합니다. 게이트(AND/OR)는 Basic Event들의 확률을 조합해 상위 사건 확률을 계산하고, 최종적으로 Top Event 발생 확률이 산출됩니다.

FMEA는 상향식(부품 → 영향), FTA는 하향식(시스템 고장 → 원인). FMEA는 모든 고장 모드를 망라적으로 분석, FTA는 특정 Top Event의 원인 조합을 정밀 분석. 보통 FMEA로 광범위 탐색 후 중대 고장에 대해 FTA로 정밀 분석합니다.

① 과거 고장 이력 데이터: MTBF의 역수. ② Weibull 분석으로 추정. ③ 부품 신뢰성 핸드북 (MIL-HDBK-217, Telcordia SR-332). ④ 산업 평균치. 정밀 분석에는 ±10배 범위 민감도 분석 필수.

Top Event가 발생하는 최소 사건 조합. 예: A AND (B OR C) → cut sets는 {A,B}, {A,C}. 1-cut set(단일 사건만으로 Top 발생)이 있으면 매우 위험. 본 도구는 직관적 트리 분석만 제공하며, Minimal Cut Set 자동 추출은 별도 전용 소프트웨어(FaultTree+·CAFTA 등)가 필요합니다.

① 중요 안전·신뢰성 Top Event 정의 → ② Fishbone·DFMEA로 원인 후보 식별 → ③ 본 도구로 결함수 구성 + 확률 산출 → ④ 기여도 높은 사건에 설계 개선·중복화·예방보전 적용 → ⑤ Risk Matrix로 잔여 위험 종합 평가 순서가 표준입니다.

① 사건 독립 가정 — 공통 원인 고장(CCF) 미반영. ② Minimal Cut Set·중요도 분석 미지원. ③ Repeated Event(같은 사건 여러 위치) 미지원. ④ Time-dependent 분석 미지원. 정밀 안전성 분석은 전용 도구가 필요하며, 본 도구는 빠른 1차 분석·교육·설계 검토용입니다.