[발송배전기술사 실전문제해설] [문제06] 설비보전기술의 변천과정을 간단히 설명하고 시간기준보전과 상태기준보전의 차이점을 비교 설명하시오.

 

이미지출처 - 기계공학 취준일기 티스토리

 

본 글은 신들의 정원 – 강화풀밭농원 (최진만 기술사)에게서 가져왔음을 알린다.

 

[문06] 설비보전기술의 변천과정을 간단히 설명하고 시간기준보전과 상태기준보전의 차이점을 논하라.

1. 개  요

 

지금까지는 설비보전을 인간의 의식과 판단에 의존하여 왔으나 설비의 대규모화,자동화,복잡화에 따라 인간의 판단 및 처리능력이 한계에 도달하게 되었고 Human Error의 발생이 증가되고 있는 실정이다.

최근에는 광전송기술에 의한 고신뢰도의 정보 전송 및 전산시스템의 급진적인 발전으로 신속 대용량 정보처리기술의 획기적인 진보에 힘입어 매우 효과적인 보전시스템의 구성이 가능하게 되었다.

 

2. 설비보전의 변천과정

 

 [1단계] 사후보전(BM): Breakdown Maintenance

초기단계의 보전방식으로 고장이 발생시 까지 사용하다가 고장이 발생후에 고친다는 초보적인 개념이다. 시스템이 간단하고 사고발생시 손실비용이 적게 발생하는 시기에 사용하던 방식이다.

 

 [2단계] 예방보전(PM): Preventive Maintenance

기기의 부품교환이나 보전작업을 일정한 기간마다 실시하여 돌발사고를 방지하려는 개념으로 설비의 신뢰성 유지에 유효하기 때문에 사후보전을 대신하여 많이 활용하던 방식이다.(부품의 정기교환,오버홀(Over Haul)등의 예를 들수 있다.)

 

 [3단계] 생산보전(PM): Productive Maintenance

예방보전을 보완하여 설비의 생산성향상을 목표로한 보전이다. 즉 생산성 향상을 기준으로 예방보전의 시기,방법을 선택하는 방식이다. 

 

 [4단계] 개량보전(CM): Corrective Maintenance

설비자체를 개선하여 열화의 정도를 낮추고 고장율을 저감시키는 방식으로 열화에 따른 손실과 보전비용을 절감시키기 위한 개념이다.

 

 [5단계] 보전예방(MP): Maintenance Prevention

개량보전의 사고방식을 더욱 발전적으로 확대한 방법으로 보전을 최소화 하기 위하여 설비의 설계나 도입단계부터 장래의 보전비나 열화 손실비를 줄일수 있도록 하는 방법이다. 장기적으로 경제성이 높은 방향을 선택한 것으로 다음과 같은 방법을 생각할 수 있다.

    - 기기의 선택시 고장이 적게 나는 쪽을 우선으로 한다.

    - 고장이 일어나도 신속하고 쉽게 수리할 수 있도록 한다.

    - 설비비와 보전비의 합계가 낮아지도록 한다.

    따라서 초기투자비는 증가되는 경향이 있다.

 

 [6단계] 예지보전(PdM): Predictive Maintenance

개개의 설비상태를 정량적으로 파악하여 설비의 이상징후나 장래에 일어날 사태를 예지하고 필요에 따라 적절한 보전 활동을 하는 개념으로 보전으로 인한 각종 손실을 최소화 하고자 하는 방안이다.

 

3. 시간기준보전과 상태기준보전

 

설비보전 방식은 초기에는 사고 발생을 전제로한 사후처리의 소극적 보전을 실시하였으나 점차 사고 발생을 예방하고 더나아가 사고 자체를 발생시키지 않는 방향으로 발전하였다. 즉 초기에는 시간기준의 예방보전(Time-Based Maintenance: TBM)을 원칙으로 하였으나  최근에는 점차 기기의 개별적 상태를 기준으로한 상태기준의 보전 방식(Condition-Based Maintenance: CBM)을 채용하게 되었다.

이는 정보처리 기술의 발전으로 대용량의 데이타 처리를 보다 신속하고 실시간 처리가 가능하도록 되었기 때문으로 볼수 있다.

 

   3-1. 상태기준보전(CBM)의 개념

기기의 상태를 정량적으로 파악하여 설비의 이상징후나 장래에 일어날 사태를 예지하고 필요에 따라 적절한 보전활동 방향을 결정하는 것이다. 즉 일정기간 마다 점검 또는 진단을 실시하여 그의 진단결과에 따라 수리기간을 결정한다.

이는 설비의 집단을 대상으로한 통계(평균수명,고장율)를 대상으로 하지않고 설비 개개마다의 상태를 관측함에 의존하므로 신뢰도가 매우높다. 또한 상태기준 보전방식에서는 진단의 결과에 따라 보전활동이 결정되기 때문에 자동화 ,연속감시화가 매우 중요하게 된다

 

CBM 방식의 장점은 다음과 같다.

 

 - Plant 가동율을 향상시켜 생산손실 감소가 가능하다.시스템의 Component

   들의 계획외 보수들이 줄어들어 평균고장간격(MTBF)이 증가된다.

 - 설비상태와 운전조건이 잘 들어 맞도록 할수 있어 보다 효율적인 조업과

   품질의 안정화가 가능하다.

 - 초기고장이나 잠재결함의 검출과 수리에 의해 계획외 고장발생으로 인한

   시스템전체의  정지회수가 감소한다.

 - 보전비용과 보전에 필요한 인력이 감소한다.

 - 안정성 향상과 Humman Error가 감소된다.

 - 에너지 이용효율이 향상되고 조업비용이 감소한다.

 - 설비의 정지계획의 정학도가 향상되어 제품의 공급이 안정되고 고객서비

   스가 향상된다.

 - 정확한 설비 데이타를 배경으로 하므로 설비 제작자나 보전업자와의 교섭

   이 유리하다.

 - 정량적 설비데이타의 축적에 의하여 장래의 설비구입이나 설계시 규격결

   정을 정확히 할수 있게된다.

 - 예비부품의 납기를 단축시킬수 있고,또한 부품 수를 감소시킬수 있다.

 - 대기설비를 감소시킬수 있어 설비의 투자효과를 향상 시킬수 있다.

 

   3-2. 시간기준보전의 개념

 설비를 집단으로한 통계학에 기초를 둔 신뢰성 이론에 의해 보전행동을 결정한다. 현장의 예방보전 간격은 설비 안전측면에서 설비의 10%확율수명기간으로 선정하는 것이 일반적이다.

 

시간기준보전(TBM)의 문제점은 다음과 같다.

  - 수리복구 간격을 짧게하면 수리복구를 위한 관련계통의 정지가 증가되어

    생산손실이 증가된다. (수리작업에 의한  Human Error떄문에 고장위험이

    증가되는 점도 포함)

  - 수리간격을 길게하면 가동중 고장이 발생될 우려가 높고 아울러 생산손

    실과 보전비용이 증가된다.

 

4. 향후전망

 

향후에는 설비의 고장에 따라 손실의 규모가 대폭 확대되고 사회적인 신뢰도 확보에 매우 중요한 영향을 미칠 것으로 전망된다.

따라서 최근 컴퓨터기술의 발달과 더불어 각종 정보전송 및 처리기술의 확대보급에 따라 가능하게된 설비예지보전기술을 도입함으로서 종래의 예방보전(예방정비)에서 벗어나 설비고장에 의한 정전사고감소, 휴먼에러 사고 감소, ,설비수명의 연장,인력감축,무인화등 생산성 향상을 극대화 할 수있을 것으로 기대된다.