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1. RCM의 일반적인 개념 |
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1.1 RCM의 기본적 고찰 |
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시스템의 생산기능과 안전 기능의 상실은 SYSTEM을 구성하는 부품 단계(LEVEL)의 고장이 원인이 되어 출발한다고 보며 설비의 설계, 제작에 결함이 없고 모든 부품이 정상 상태라면 시스템은 기능을 상실할 수가 없는 것이다.
그러나, 부품의 열화진행은 피할 수 없다는 전제 하에 일어나는 부품 고장 모드와 그 영향이 부품으로 조립된 컴포넌트에 미치는 영향, 나아가 상위 서브시스템에 미치는 영향, 최종적으로 그것이 시스템에 주는 영향 등과 같이 점진적으로 해석(분석)을 진행시켜 중대한 부품고장을 끄집어 내어 최적의 보전방식을 선택하므로써 시스템의 기능손실을 방지하고자 하는 것이 바로 RCM의 기본적인 사고방식이다.
RCM의 의미는 신뢰성 중시 보전 방식(Reliability Centered Maintenance)이라고 하는 보전으로서, TPM의 계획보전 프로그램을 심화시키는 활동으로 볼 수 있다.
이러한 RCM의 역사는 항공기산업(1970년), 원자력 Plant(1985년)에서 처음 도입되었다.
<도표 1> RCM이란?
<도표 2> RCM의 5W1H
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1.2 RCM의 필요성, 목적, 대상은 ? |
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(1) RCM이 왜 필요하게 되었는가 ?
설비의 자동화, 복잡화로 인해 미경험 고장이 날로 증가 추세이므로 논리적·체계적 보전방식 선정이 절대 필요
(2) RCM의 목적
설비의 신뢰성이 절실히 요구되고 시간적으로도 가장 장기간에 걸쳐 있는 욕조곡선의 우발고장기에는 TBM, CBM이 함께 유효성이 떨어지는 측면이 있으므로 고장 물리를 기초로 한 RCM으로 논리에 의한 최적보전방식을 선택하면 유효하다.
<도표 3> 설비의 라이프 사이클(생애)
(3) RCM이 특히 필요한 설비
① 첨단 신설비에는 보전정보 축적이 없고 경험에 의한 보전방식 선정이 곤란
② 생산방식을 process화한 설비에서는 고장요인이 기계적인 것과 기능적인 것이 복합되어 있으므로 RCM에 의한 논리적 해석이 필요하게 된다.
(4) RCM에서의 부품단계의 보전
종래에는 시스템의 기능저하는 하위 아이템의 기능을 집약한 것으로서 각 아이템에 발생하는 고장은 모두 수리하는 것을 원칙으로 하는 것이 계획보전으로 되어 있었으나 시스템의 고도화, 복잡화에 따라 구성 부품수가 급속하게 늘어나고 또한 부품 기능도 복합화 할수 있도록 하는데 따른 시스템 보전비도 급격하게 증대하게 되었다.
그러나 RCM의 목적이 시스템 기능을 보전하는 것에 있기 때문에 부품이라든가 구성 부품도 기계적 고장의 수리와 예방만이 아니라 기능의 보전이 목적이 되는 것이며 각 부품의 시스템 기능에 있어서의 증요성을 신뢰성 이론으로부터 중요도를 수치화해서 각 부품에 최적의 보전 방법을 적용하는 것이므로 당연한 결과로서 전체 보전비 개념은 절감되게 된다.
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1.3 RCM의 포괄적 개념 |
RCM은 고장해석 수법이 아니고 시스템을 구성하고 있는 아이템(Item)에 예상되는 다수의 고장 가운데 어느 것이 시스템에 중대하고 그 치명도는 어느 정도 되는가를 평가해서 가장 적절한 예방보전 방법을 선택 실행하는 수법이다.
RCM은 시스템 기능을 해석하므로써 기능 고장의 원인이 되는 하위 아이템의 상위 아이템에 대한 영향을 논리적으로 따져서, 기대하는 기능, 즉 안전성과 경제성에 미치는 영향을 고려해 가면서 적용가능하고 효과가 있는 보전방식을 체계적으로 선출해 내는 보전관리 시스템이다.
RCM수법은 크게 분류해 보면 신뢰성 해석 부분과 보전작업 결정 부분으로 분류되고 전자는 해당 기기의 중요도를 평가하고, 후자는 데이터를 근거로 하여 적절한 보전작업을 결정한다.
원자력 플랜트와 같은 대형 플랜트에서는 다수의 기기를 사용하여 막대한 정보량을 처리 관리하기 위하여 많은 RCM해석 지원 Software를 개발하여 컴퓨터에서 정보처리와 관리를 해서 플랜트의 안전성과 보전 경제성을 유지하기 위하여 RCM을 채용한다.
일반적인 생산 공장에서의 RCM은 현행 계획보전의 대부분이 시간기준 보전이지만, 그 신뢰성과 경제성을 검증할 목적으로 부품 단계(Level)의 고장 Pattern을 명확하게 해서 고장의 영향도에 대응한 최적보전방식을 채택하기 위하여 적용하는 것이 일반적이다.
설비 및 장치의 고도화, 복잡화에 따르는 계획보전의 현상은 설비고장의 수리에 바쁘고, 예방보전을 실시하면서도 예상치 못한 설비 고장의 복구로 정신없이 쫓기고 있는 실정이다.
생산설비의 기능 저하는 최하위 아이템(부품)에서 순차적으로 상위 아이템으로 진행되고 최종적으로 시스템 기능이 된다고 보고 있다.
따라서, 시스템 기능의 고장은 직접 시스템 레벨에서 발생하는 것은 아니고 부품 단계의 이상 발생을 기점으로 해서 점차 상위 아이템에 영향을 주어서 마침내 시스템 기능의 이상 또는 상실에 이르게 되는 것이다.
이러한 경과 과정을 부품 단계에서부터 해석해서 시스템 기능 고장의 발단이 되는 아이템에 합리적인 보전 방식을 적용하므로써 시스템 기능을 확보하려고 하는 것이 RCM이다.
RCM의 기본 사상은 보전에 있어 기능 base의 접근에 있고 종래의 설비 base의 분해점 검 보전에서 기능 base의 신뢰성 보전으로의 탈바꿈이 설비 관리의 나아갈 방향이다.
(상기 사항은 JIPM 위탁의 연구 라이프 사이클 보전에 관한 보고서를 참고했다.)
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2. RCM 개념의 필요성 |
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Reengineering이라 하는 기법을 만든 마이켈 하마씨(전 MIT교수로 도서 리엔지니어링 저자)는 리엔지니어링 활동 실패의 다반사는 활동 리더로서 당연히 알아야 할 경영자 자신이 엔지니어링에 대하여 을바른 개념을 갖고 있지 않기 때문에 나아갈 방향을 잘 알지 못한 채로 조직을 손대는 경우가 많다고, 주간일경 비지니스 1994년 10읠3일호「리엔지니어링 시대의 리더」에서 기술하고 있다.
RCM(Reliability Centered Maintenance)의 경우도 활동에 관계되는 사람의 범위가 설비계획, 설계 담당자에서부터 현장 작업자까지 광범위하므로 관련자 전원이 올바른 RCM개념을 갖고 있지 않으면 각 직종, 각 계층간의 의사소통이 곤란하게 되어 모처럼의 RCM활동 성과가 안 나올까 우려된다.
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1.2 RCM의 필요성, 목적, 대상은 ? |
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1.2 RCM의 필요성, 목적, 대상은 ?
(1) RCM이 왜 필요하게 되었는가 ?
설비의 자동화, 복잡화로 인해 미경험 고장이 날로 증가 추세이므로 논리적·체계적 보전방식 선정이 절대 필요
(2) RCM의 목적
설비의 신뢰성이 절실히 요구되고 시간적으로도 가장 장기간에 걸쳐 있는 욕조곡선의 우발고장기에는 TBM, CBM이 함께 유효성이 떨어지는 측면이 있으므로 고장 물리를 기초로 한 RCM으로 논리에 의한 최적보전방식을 선택하면 유효하다.
<도표 3> 설비의 라이프 사이클(생애)
(3) RCM이 특히 필요한 설비
① 첨단 신설비에는 보전정보 축적이 없고 경험에 의한 보전방식 선정이 곤란
② 생산방식을 process화한 설비에서는 고장요인이 기계적인 것과 기능적인 것이 복합되어 있으므로 RCM에 의한 논리적 해석이 필요하게 된다.
(4) RCM에서의 부품단계의 보전
종래에는 시스템의 기능저하는 하위 아이템의 기능을 집약한 것으로서 각 아이템에 발생하는 고장은 모두 수리하는 것을 원칙으로 하는 것이 계획보전으로 되어 있었으나 시스템의 고도화, 복잡화에 따라 구성 부품수가 급속하게 늘어나고 또한 부품 기능도 복합화 할수 있도록 하는데 따른 시스템 보전비도 급격하게 증대하게 되었다.
그러나 RCM의 목적이 시스템 기능을 보전하는 것에 있기 때문에 부품이라든가 구성 부품도 기계적 고장의 수리와 예방만이 아니라 기능의 보전이 목적이 되는 것이며 각 부품의 시스템 기능에 있어서의 증요성을 신뢰성 이론으로부터 중요도를 수치화해서 각 부품에 최적의 보전 방법을 적용하는 것이므로 당연한 결과로서 전체 보전비 |
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1.3 RCM의 포괄적 개념 |
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RCM은 고장해석 수법이 아니고 시스템을 구성하고 있는 아이템(Item)에 예상되는 다수의 고장 가운데 어느 것이 시스템에 중대하고 그 치명도는 어느 정도 되는가를 평가해서 가장 적절한 예방보전 방법을 선택 실행하는 수법이다.
RCM은 시스템 기능을 해석하므로써 기능 고장의 원인이 되는 하위 아이템의 상위 아이템에 대한 영향을 논리적으로 따져서, 기대하는 기능, 즉 안전성과 경제성에 미치는 영향을 고려해 가면서 적용가능하고 효과가 있는 보전방식을 체계적으로 선출해 내는 보전관리 시스템이다.
RCM수법은 크게 분류해 보면 신뢰성 해석 부분과 보전작업 결정 부분으로 분류되고 전자는 해당 기기의 중요도를 평가하고, 후자는 데이터를 근거로 하여 적절한 보전작업을 결정한다.
원자력 플랜트와 같은 대형 플랜트에서는 다수의 기기를 사용하여 막대한 정보량을 처리 관리하기 위하여 많은 RCM해석 지원 Software를 개발하여 컴퓨터에서 정보처리와 관리를 해서 플랜트의 안전성과 보전 경제성을 유지하기 위하여 RCM을 채용한다.
일반적인 생산 공장에서의 RCM은 현행 계획보전의 대부분이 시간기준 보전이지만, 그 신뢰성과 경제성을 검증할 목적으로 부품 단계(Level)의 고장 Pattern을 명확하게 해서 고장의 영향도에 대응한 최적보전방식을 채택하기 위하여 적용하는 것이 일반적이다.
설비 및 장치의 고도화, 복잡화에 따르는 계획보전의 현상은 설비고장의 수리에 바쁘고, 예방보전을 실시하면서도 예상치 못한 설비 고장의 복구로 정신없이 쫓기고 있는 실정이다.
생산설비의 기능 저하는 최하위 아이템
(부품)에서 순차적으로 상위 아이템으로 진행되고 최종적으로 시스템 기능이 된다고 보고 있다.
따라서, 시스템 기능의 고장은 직접 시스템 레벨에서 발생하는 것은 아니고 부품 단계의 이상 발생을 기점으로 해서 점차 상위 아이템에 영향을 주어서 마침내 시스템 기능의 이상 또는 상실에 이르게 되는 것이다.
이러한 경과 과정을 부품 단계에서부터 해석해서 시스템 기능 고장의 발단이 되는 아이템에 합리적인 보전 방식을 적용하므로써 시스템 기능을 확보하려고 하는 것이 RCM이다.
RCM의 기본 사상은 보전에 있어 기능 base의 접근에 있고 종래의 설비 base의 분해점 검 보전에서 기능 base의 신뢰성 보전으로의 탈바꿈이 설비 관리의 나아갈 방향이다.
(상기 사항은 JIPM 위탁의 연구 라이프 사이클 보전에 관한 보고서를 참고했다.) |
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2. RCM 개념의 필요성 |
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Reengineering이라 하는 기법을 만든 마이켈 하마씨(전 MIT교수로 도서 리엔지니어링 저자)는 리엔지니어링 활동 실패의 다반사는 활동 리더로서 당연히 알아야 할 경영자 자신이 엔지니어링에 대하여 을바른 개념을 갖고 있지 않기 때문에 나아갈 방향을 잘 알지 못한 채로 조직을 손대는 경우가 많다고, 주간일경 비지니스 1994년 10읠3일호「리엔지니어링 시대의 리더」에서 기술하고 있다.
RCM(Reliability Centered Maintenance)의 경우도 활동에 관계되는 사람의 범위가 설비계획, 설계 담당자에서부터 현장 작업자까지 광범위하므로 관련자 전원이 올바른 RCM개념을 갖고 있지 않으면 각 직종, 각 계층간의 의사소통이 곤란하게 되어 모처럼의 RCM활동 성과가 안 나올까 우려된다.
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3. RCM의 개념 요소 |
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(1) 부품단계(레벨)의 신뢰성이 시스템의 신뢰성을 형성
RCM에서는 부품 레벨의 신뢰성이 시스템 신뢰성의 기본이 되으로 시스템 설계중에 미리 부품을 구성하는 각 아이템의 신뢰성을 예측하므로써 시스템 신뢰성 평정이 가능하게 되고 시스템 설계 개선의 실마리가 된다.
(2) 부품의 신뢰성 평정
RCM은 부품 신뢰성 평가를 기본으로 해서 시스템의 신뢰성 확보를 목표로 하는 것이므로 설계가 마무리 단계에 이르기 전에 초기 단계에서부터 신뢰성 확보를 해야 한다.
부품 레벨의 신뢰성 평가 위치는 어떤 시스템의 신뢰성을 조기에 평가 가능하고 그 수법은 입수 가능한 기술정보를 기본으로 하고 그 때 부품마다 응력이라든가 설계 데이터는 필요하지 않다.
(3) 부품고장이 시스템 기능에 미치는 영향도
종래의 계획 보전은 시스템을 형성하는 많은 아이템, 특히 설비를 대상으로 설비 기록과 운전 검사 담당자의 지식 및 경험에 의한 판단에 따라 정기보전, 예지보전, 사후보전 등의 보전 방식을 채택하는 것이 관례였다.
이에 반해서 RCM에서는 시스템 신뢰성의 기초가 되는 부품 레벨의 신뢰성을 중요시 해서 부품고장을 일으키지 않는 최적의 보전 방식을 선택하는 것이 기본적인 사고 방식이다. 예를 들면, 미공군 헬리콥타 엔진 신뢰성 해석의 사례에 의하면 엔진고장의 원인이 되는 획득 부품 95종류에 대해서 고장이 안전 운행에 미치는 영향을 “치명도” 로 나타내면 도표에 나타낸 것처럼 95종류의 부품증 기껏해야 9종류 정도의 부품의 보전 방식을 합리적으로 선정하게 되면 엔진 고장은 방지할 수 있게 된다고 한다.
주: 치명도 해석한 95 부품 중에서 9개 부품(95-54-32=9)만을 계획보전 대상으로 함
<도표 5> 헬리콥터 엔진 부품 치명도 CR
위의 식 중  는 기본적 과실  가 발생한 경우에 비행 안전상의 문제가 발생하는 조건부 예상 또는 감도이고  는 기계적인 고장이 발생할 예상치로서 RCM의 고장율과 고장 모드의 데이터로부터 얻을 수 있다.
<도표 6> 치명적 부분에 적용한 보전 방식(헬리콥터용 터빈 엔진 부품)
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부 품 명 |
고장모드 |
보수점검 |
승무원에 의한 감지 |
상황점검
(정기정비) |
복구
(수선)
보전 |
정기교환 |
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① 압축기 회전체의 시일 |
누설 |
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○ |
○ |
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○ |
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② 부하지지 베어링 |
파손 |
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○ |
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○ |
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③ 후부 압축기 베어링 |
파손 |
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○ |
○ |
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○ |
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④ 터비로타의 베어링 시일 |
누설 |
○ |
○ |
○ |
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○ |
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⑤ 윈심 임펠러 |
파손 |
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|
○ |
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○ |
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⑥ 가스발생기의 터빈로타 날개 원반 |
파손 |
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○ |
○ |
○ |
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⑦ 압축기 전부 축 Fan |
파손
분리 |
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○ |
○ |
○ |
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⑧ 공기확산기의 지지기구 Fan |
파손 |
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○ |
○ |
○ |
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⑨ 전부 압축기 베어링 |
깨짐
파손 |
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○ |
○ |
○ |
○ |
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주: ○표는 적용한 보전 방식을 나타낸다. |
(4) 최적 보전방식 선정의 대상을 설비 레벨에서부터 부품레벨로 함
시스템개발 담당자는 과거의 하드웨어 고장 정보를 갖고 있는 것이 많고 그러한 정보는 서브 시스템과 부품 레벨에서 수집하게 되는 것이다.
유사한 설비의 보전 데이터는 시스템 구성 단계에 있어서의 전반적인 신뢰성 추정에는 유용하나, 보전 정보에만 기인한 정보는 운전이나 보전상의 실수, 청소의 불완전, 환경조건에 의한 고장 등을 포함하고 있는 경우도 있으므로 주의를 요한다.
(5) 유사설비의 고장정보 수집
부품 메이커로부터 부품의 구조, 재질 및 사용 조건에 대한 정보를 제공받는다. 설비 설계자에게는 사용 조건에 따른 부품 부하 정도를 제시하게 한다. 설비 운전 담당자에게는 운전중의 이상에 대한 PM분석 결과를 제공하게 한다. 설비의 보전 담당자에게는 유사품의 고장 정보를 수집하게 한다.
(6) RCM과 현행 TPM상의 계획보전
현행 계획보전은 시간기준보전(정기보전) 또는 상태기준보전(예지보전)인 것이 대부분이지만 왜, 어디를, 어느 정도까지 보전할까가 애매하여 논리적 근거에 의탁하게 되고 시스템의 기능 회복을 너무 서둔 나머지 고장의 원인이 배제되어 있지 않는 것도 많다.
설비 일생 가운데 가장 장기간에 걸쳐 있고 신뢰성이 가장 필요한 우발고장기에는 신뢰성을 중시하는 RCM이 최적인 보전 방식이 되고 있다.
(7) RCM에서 부품고장을 중시하는 이유
종래의 계획 보전은 공장내 각종 설비를 기본 단위로 하여 각 설비의 운전, 보전기록 및 운전, 보전, 검사 각 담당자의 지식 경헝을 토대로 한 판단에 의해서 예방보전, 개량보전, 사후보전 등에 보전 방식을 선정하는 것이 많다.
RCM에서는 보전 목적이 시스템 기능을 보전하는 것으로 시스템 최하위 구성 부품 레벨에서 발생하는 고장을 방지해서 부품 불량이 상위 아이템에 점차 파급되어 시스템의 기능 고장에 이르는 것을 방지하기 위해 각 부품에 최적인 보전방식을 선택하려 하는 것이다.
<도표 7> 차량의 아이템 고장이 시스템에 미치는 영향의 발전단계
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4. TPM에 있어서의 RCM의 개념 |
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(1) TPM활동에서의 RCM의 개념
① 시스템 가동직후의 아이템 불량은 최대한 설계중에 신뢰성 공학을 적용해서 예방하지만 그 후의
아이템 열화에 의한 시스템 트라블 발생은 RCM으로 보전한다.
② RCM의 도입에 있어서는 기획, 기술 스태프와 함께 TPM활동으로서 고장, 불량제로 라인을 달성
한 현장 제1선과 건설기술 회사와 보전기술 회사의 상호 협조가 필요하다.
③ 장치산업, 가공조립 산업 어느 경우에도 보전 요원과 운전 요원 쌍방이 시스템의 기능을 보전하는
것 이 설비의 운전, 보전과 함께 증요한 업무라는 것을 인식할 필요가 있다.
④ RCM 표적은 TPM과 같이 사람과 설비의 안전 확보, 시스템의 신뢰성 향상과 설비의 보전성 향상
에 있다.
⑤ RCM을 성공하기 위해서는 plant건설 기술 회사의 설계시공의 신뢰성과 보전기술 회사에 의한 설
비 보전성 향상이 필요하다.
⑥ 오퍼레이터는 전원이 소집단 활동을 통해서 부품 레벨의 고장이 플랜트 기능에 미치는 영향을
숙지하지 않으면 안된다.
⑦ 고장 발생이 상위 아이템의 기능에 영향을 주는 것처럼 부품에 대해서는 PM분석에 의해 철저하
게 개별개선을 해 두는 것이 필요하다.
⑧ 품질불량 방지로는 불량발생 원인계를 추적해서 시스템 최하위 아이템의 사용재료, 가공조건,
process기능 등을 해명하여 품질보전 기준을 설정한다.
(2) RCM은 시스템 기능고장의 방지기술이다.
TPM에서는 설비를 신뢰성 공학에 기초하여 설계하지만 시스템가동 개시후에 진행하는 부품 노후화가 원인이 되어 발생하는 시스템 기능 고장은 RCM에 의해 방지된다.
(3) 설비보전성 개선에는 모든 관계자의 협력이 필요하다.
설비 보전성 개선에 대해서는 사용자의 TPM활동에 의한 운전 개선과 설계·건설 회사의 보전성 설계 및 보전기술 회사에 의한 보전작업 개선의 협력이 필요하다.
(4) 설비의 자주보전 및 계획보전은 생산의 기본업무이다.
운전원, 보전원 공히 당당하는 설비고장이 원인이 되어 시스템 기능을 손상하지 않는 것을 기본 업무임을 명심할 필요가 있다.
(5) 개별개선의 우선 대상은 상위 시스템에 영향을 주눈 것부터 한다.
개별개선 대상으로서는 고장이 상위 아이템에 영향을 주는 것을 우선으로 한다.
(6) 설비 설계에서 RCM이 점유하는 위치 (TPM추진을 위한 설비설계 세미나 인용)
<도표 8> 설비설계에서 RCM이 점유하는 위치
(7) 품질보전의 우선은 최하위 레벨을 중시한다.
불량을 내지 않는 조건이 설정되면 그 조건을 손상할 가능성이 있는 시스템 내에서 최하위의 아이템을 우선해서 재료, 가공조건, 사용조건 등을 명확하게 분석하여 최적보전 방식을 설정한다.
(8) 시스템의 신뢰성과 보전방식과의 관계
신뢰성이 특히 증요한 시스템에서는 시스템의 기능을 좌우하는 아이템이 무엇인가를 찾아서 그 아이템의 합리적인 보전방식을 찾아 보는 것이 가장 적절한 방법이고 생산설비의 경우는 그것이 부품에 있는 경우가 대부분이다.
(9) 부품 신뢰성관리
계획 보전에서 가장 큰 문제는 설비 구성의 어딘가에 틀림없이 있는 결함을 어떻게 보전할 것인가이다. 모타의 브러쉬 및 메카니컬 seal과 같이 가동후 수 년 동안 마모 고장을 일으킨다는 전제로 하여 설계되어 있으면 통계적 수법으로 관리 가능하나 수명이 5∼6년 이상인 부품은 신뢰성 공학을 기초로 한 예방보전 방식을 선정하는 것이 점차 필요하게 된다.
더구나 거대한 장치산업 경우의 보전은 종래 방법으로는 신뢰성 확보가 곤란하게 되어 RCM에 의한 보전 방식 설정이 필요하게 된다.
(10) 구 시스템과 근대화 시스템의 차이점
구 시스템 설비는 필요한 기능을 갖춘 아이템을 집합한 것이었으나, 고도화한 설비에서는 각 아이템 기능이 복합되어 있기 때문에 최하위 부품 레벨에서부터 해석을 하지 않으면 시스템 기능으로서의 영향을 파악하는 것이 곤란하게 된다.
예를 들면, 자전거 브레이크는 고장이더라도 조심해서 주행하면 되지만 자동차는 브레이크가 고장나면 원인을 규명해서 기능을 복구하지 않으면 주행이 불가능하다.
* 집합(集合) : 물건의 모음 - 자전거의 경우는 주행, 제동, 조타 기능이 집합되어 있다.
* 복합(複合) : 2종 이상의 물건이 결합해서 1개로 되어 있는 것. 자동차 구동기능은 연료, 점화, 동력
전달의 각 아이템이 복합된 것으므로 제동기능, 조타기능도 각각의 계가 복합된 것
(11) RCM 성공의 기본조건
① 사내에서 RCM도입 목적이 명확하게 되어 있고, 기술 파트를 중심으로 운전, 보전 양 부문의 협조
체제가 잘 되어 있고 사외적으로는 신설 플랜트의 건설, 보전 양면에 있어서 기술지원을 층분히
지원 받을 것
② RCM의 논리 해석(LTA)까지의 스텝을 사내에서 확실히 실행할 것
③ 신설 플랜트에 대해서는 시스템 및 설비설계 단계에서의 trouble을 분명히 파악해서 수정할 수
있을 것
(12) RCM을 추진하는 힘
RCM의 추진력이 되는 것은 보전비를 절감하면서 생산활동의 기본이 되는 설비의 신뢰성을 확보하는 데 있다.
(13) 계획보전 본래의 모습
계획보전이라고 하는 것은 미리 계획을 세워서 행하는 보전이지만 보전작업 계획을 하는 것과 오해가 있을 수 있다. 계획보전이라는 것은 신뢰성 해석에 기초하여 보전계획이라고 생각할 수밖에 없지만 RCM(시스템 신뢰성을 위한 보전계획)과 CE(설비 설계와 동시에 생산기술 기타 지원활동을 병행하는 계통적 접근)를 도입해서 구성하는 합리적이이고도 효과적인 보전이 되지 않으면 안된다.
<도표 9> TPM에 있어서의 계획보전
* 자주보전, 개별개선 체제가 가능해야 계획보전은 가능하다.
* RCM, CE에 의해서 계획보전이 확립된다.
* 계획보전에서 설비의 신뢰성, 보전성을 확보가능케 함
(14) 현행 계획보전의 평가
TPM활동에서는 계획보전에 대한 TPM상 수심시의 평가가 기타 항목에 비교하면 낮다고 말하고 있으나, 그것은 TPM에서의 계획보전은 생산라인의 고장제로, 불량제로의 달성만으로는 불충분하고 현재 생산성이 좋은 시스템으로 있어도, 그것을 구성하고 있는 각각의 아이템이 합리적으로 보전하도록 되어 있지 않으면 시스템 기능이 고장이 나거나 저하되기도 하는 경우가 있게 된다.
(15) RCM 도입시기
RCM을 이해하기 위한 교육과 준비는 가능한 빨리 시작하는 경우가 좋지만 조직적인 RCM활동의 시작은 TPM활동이 PM상 수심단계(레벨)에 도달할 때부터 하면 좋다.
(16) RCM도입의 조건
① TPM활동의 진도
PM상 수심 단계인 TPM 정착단계가 가장 적당하다.
고장, 불량제로의 생산 라인이 다수있고, TPM 활동 성과가 상승중이다.
② 사내체계
경영자 관리자가 RCM의 개념을 파악하고 운전, 보전, 기술 각 부문의 협력체제 확립
③ 건설기술 회사, 보전기술 회사의 협력
자사의 기술 스태프와 제조회사의 기술 부문간의 의사소통이 원활할 것 |
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5. 기타 RCM의 관련 사항 |
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(1) RCM 성공의 3대 요소(조건)
① RCM을 도입하는 목적이 명확하고, 사내의 기획, 기술, 운전, 보전의 각 부문이 RCM도입에 관해서 매우 협조적이고 더욱이 사외적으로는 건설기술 회사, 보전기술 회사로부터의 기술적 협력이 잘 이뤄질 것
② 부품 레벨의 고장이 상위 시스템에 미치는 영항을 파악할 수 있을 정도의 데이터를 보유하고 있거나 입수가능할 것
③ 플랜트를 신설하는 경우에는 플랜트 설계 단계 및 설비의 제작 단계에서 트러블을 발견해서 수정가능 기술력이 있을 것
(2) FMECA(FMEA)와 FTA
RCM은 계획보전의 두뇌에 해당하고 FMECA(FMEA)와 FTA는 RCM의 도구(수족)에 해당한다.도구는 빨리 단련시키는 것이 가능하므로 FMECA(FMEA) 등은 빨리 사용해 보는 것이 무조건 좋다.
(3) RCM에서의 설비 보전성
RCM의 효과는 시스템의 신뢰성과 설비의 보전성을 확보하는 것에 의해서 도출된다.
(4) 중소기업에서의 RCM 적용효과
COST 삭감이 큰 과제이고 설비 부품 변경은 COST 점유율이 제일 높기 때문에 RCM으로 인한 보전비 삭감은 대기업 이상의 큰 효과를 기대할 수 있다.
또한, 생산 시스템이 비교적 소형이지만 RCM의 효과가 생산성 향상에 바로 직결된다.
건설기술 회사는 LCC(Life Cycle Cost)최소, LCP(life Cycle Profit) 최대의 플랜트 설계를 위해 RCM을 도입하고 보전기술 회사는 수주선의 보전 코스트를 필요 최소한으로 하기 위한 보전성 기술을 제공하기 위해서 RCM을 각각 도입하는 것이 기업간 경쟁의 강화에 직결되는 것이다.
<도표 10> 보전성의 개선 목표
보전성 개선을 위한 목표로서는 다음 사항들이 주요 대상이 된다.
① 설비 청소·점검 곤란개소의 개선
② 설비 분해·조립 곤란개소의 개선
③ 설비 점검. 검사 곤란 개소의 개선
④ 설비 급유·급지(給脂) 곤란개소의 개선
⑤ 설비 반출·반입 곤란개소의 개선
⑥ 설비 가능 한도의 모듈화
⑦ 설비 시운전·운전 조정 곤란개소 개선
⑧ 설비개선 코스트와 기대 절감의 비교
⑨ 설비보전작업 소요시간의 단축 예측
⑩ 기타 설비 일체의 보전성 개선
(6) RCM은 부품 신뢰성에서부터 시작
TPM 활동이 자주보전에서 시작하고 개별개선이 미결함 대책에서부터 출발하듯이 RCM은 부품 레벨의 신뢰성 확보에서부터 시작한다.
(7) 보전정보만으로 시작하는 RCM의 위험성
보전상의 정보를 너무 중요시하면 운전 미스, 보전 미스, 환경 조건 등이 인자로 들어간 아이템 고유의 신뢰성이 왜곡뒬 염려가 있으므로 주의해야 한다.
(8) 부품고장 진전과 정보 수집
시스템 고장은 부품 레벨의 고장에서 출발하기 때문에 하위 아이템의 고장이 어떻게 상위 아이템의 고장에 영향을 주는지를 해명하기 위하여 부품마다 기초적인 정보를 수집해 두는 것이 필요하다.
① 시스템 설계 초기에 부품 신뢰도를 테스트해 둘 것
② 시스템 초기유동 기간중에 부품 고장의 상위 아이템으로의 영향을 예측한다.
③ 시스템 가동중에 부품 고장의 상위 아이템으로의 영향을 조사·기록한다.
④ 자사내의 부품고장 정보는 말할 것도 없고 부품 메이커와 보전서비스 회사까지도 가능한한
정보수집을 해 놓는다.
(9) 거대화한 시스템의 보전
설비가 거대하고 복잡하게 되면 고장 요인수는 크게 늘어나게 되어, 고장확률로서는 관리 불능이 되고 고장 메카니즘을 추적할 필요가 있다.
특히, 새로운 시스템 보전을 어떻게 할것인가는 잘 모르는 것을 선취해서 고장 물리를 기초로 한 RCM으로 할 필요가 있다. 그러나 RCM으로 얻을 수 있는 계산치를 그대로 사용하는 것은 별로이기 때문에 분야가 다른 사람이 대화를 하면서 결론을 도출하는 것도 필요하다.
(10) 미국의 RCM과 일본의 RCM
미국의 RCM은 시스템 신뢰성을 유지시키는 것에 의해서 안전성 확보와 코스트 삭감을 목표로 하여 전개하는데 있고, 일본의 RCM은 TPM의 여러 활동가운데 현행의 계획보전은 논리성이 불충분하기 때문에 시스템의 신뢰성을 증요시한 합리적인 계획보전을 할 필요가 있다고 보는데서부터 시작하는 것이다. 따라서 미국의 RCM은 신뢰성공학 이론에서 출발해서 항공기산업, 원자럭산업 등 군수관련의 비교적 대규모 시스템을 대상으로 발전해 왔다.
일본의 경우는 신뢰성공학을 근간으로 한 것은 미국과 동일하나 TPM활동에 있어서의 계획보전을 고장 물리를 근간으로 한 논리성이 있는 것에 바탕을 둔다는데 주의할 필요가 있다. 따라서 대기업의 대형 시스템의 RCM에 그치지 않고 증소기업의 생산시스템도 대상으로 하는 폭넓은 새로운 보전활동으로 될 가능성이 다분히 있는 것이다. |
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6. RCM의 기본적인 나아갈 방향 |
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(1) RCM을 이해하기 위한 기본적인 교육
도입하기 위해서는 시스템의 운전, 보전 제1선의 사람들도 RCM에 대한 올바른 인식과 협력이 필요하고 RCM의 기본이 되고 있는 신뢰성공학의 기본을 몸에 익혀 두는 것이 중요하며 기초교육 자료로서는 JIPM발행의 PE지(Plant Engineer지)에 1986년 4월호에서부터 이듬해 3월호까지 총 12회에 걸쳐 연재한 “보전맨을 위한 신뢰성 공학 입문”이 있다.
(2) RCM대상 선정
대상 시스템의 선정으로는 기획 설계, 기술부문에서는 Tree해석(FTA)이 적당하고, 현장에서는 고장모드영향 해석(FMEA)이 적당하다.
(3) RCM 초기에 필요한 도표
기능 블록도, 시스템 구성 요소 전개도(SWBS), 기능적 중요 항목표(FSI), 기능 고장 해석표(FFA) 등이 있다.
(4) 의사결정도(논리나무해석도)에 의한 최적보전방식의 선택
RCM에서는 설비의 갱신, 개량보전, 예방보전, 사후보전 등을 선택하는 경우가 많다.
(5) RCM의 스텝전개
1) RCM을 이해하기 위한 기본교육
JIPM 발간 플랜트 엔지니어(PE)지 '86년 4월∼'87년 3월 신뢰성 공학 입문 등.
2) 논리해석의 대상이 되는 고장의 선정과 평가
* 고장 나무 해석(FTA)
* 고장 모드 영향 치명도 해석(FMECA)
3) RCM 의사결정에 필요한 도표의 작성
* 기능 블록도
* 시스템 구성 요소 전개도(SWBS)
* 논리 나무 해석표(LTA)
* RCM 작업 Sheet 등
4) 의사결정도에서 최적 보전방식의 선택
① 설비의 갱신(폐기, 갱신)
② 개량보전(재설계)
③ 예방보전(정기정비, 정기교환, 정기검사)
④ 사후보전(계획적 사후보전)
(6) RCM의 스텝 내용
▶ 제0스텝 : 도입준비
RCM을 이해하기 위한 기본교육, 추진체계 및 매뉴얼 정립
▶ 제1스텝 : 기초자료 작성
① Block Flow diagram 작성
기능 블록마다 원료에서 제품에 이르기까지 흐름에 단위 기기를 기록한 것을 나타낸다.
② 기능 블록도의 작성(일본 PE지 '92년 11월호 P. 33 참조)
③ 시스템 구성요소 전개도(SWBS) 작성 (PE지 참조)
④ 컴포넌트(SWBS에 표시된 단위기기)의 고장 실적표 작성
⑤ 기능상·구조상 중요한 컴포넌트에 대해서 구조, 기능을 설명하는 구조도 작성
상기 기초 자료는 사내에서 작성하지만 신설 PLANT의 경우는 건설기술회사의 협력을 구하는 것도 필요하다.
▶ 제2스텝 : 기능고장 해석
① 기능상 중요한 컴포넌트의 고장에 대해서 경험상 또는 추측에 의해 재발을 예측할 수 있는 것을 List-up한다.
② 기능 고장 해석표(FFA)를 작성한다.
기재 항목은 정보원, 기능의 설명, 기능과 계외(系外)와의 접점, 계내의 공통점, 기능고장 내용 등이 있다.
기술 회사가 시스템의 프로세스 오너인 경우는 코스트를 지불하더라도 협력 요청을 해야 한다.
▶ 제3스텝 : FTA/FMECA에 의한 고장해석과 평가
제2스텝에서 기능상 중요하다고 판단된 고장 중에서 FMECA에 의한 치명도 또는 FTA에 의한 고장 발생의 경로, 원인, 확률 등을 고려해서 논리나무해석(LTA)으로 보전방식 선정을 필요로 하는 고장을 결정한다.
▶ 제4스텝 : LTA(논리나무해석)에 의한 최적보전방식 선정
▶ 제5스텝 : RCM 작업 Sheet의 작성
▶ 제6스텝 : RCM 효과 확인
▶ 제7스텝 : RCM의 정착
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7. RCM 해석의 스텝전개 |
7.1 RCM 해석의 스텝전개
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스 텝 |
스텝명 |
과 제 |
활동내용 |
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제0스텝 |
도입준비 |
도입기본교육, 추진체계구축 |
개념의 이해 교육 훈련
추진체계 및 매뉴얼 정비 |
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제1스텝
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기초자료
작성 |
데이터 수집, 정리 |
① Block Flow Sheet
② 기능 블록도
③ 시스템 구성요소 전개도
④ 컴포넌트 고장 실적표
(MTBF분석표)(보전작업내용)
⑤ 컴포넌트 구조도 |
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분석 대상 설비의
선정 |
① RCM 해석 필요 분석대상 설비 선정
② 시스템(계통) 경계 설정 |
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제2스텝
(RCM해석-1) |
기능고장
해석(FFA) |
기능고장 재발 예측 List-up
기능고장해석표 작성 |
① 기능고장해석(FFA)
② 기기 고장영향 평가/중요도 결정 |
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제3스텝
(RCM해석-2) |
FMEA/FTA
고장해석 |
FMEA/FMECA에 의한 고장유형 및 영향
평가
대책안 도출
대책실시 |
① 시스템·서브시스템 구성과 임무확인
② 시스템·서브시스템의 분석레벨 결정
③ 기능별 블록의 결정
④ 신뢰성블록도 작성
⑤ 블록별 고장모드의 열거 및 검토
⑥ FMEA에 효과적인 고장모드의 선정
⑦ 선정 고장모드에 대한 추정원인 열거
⑧ FMEA 시트에 요약기입
⑨ 고장등급평가 및 결과정리(  ,등급)
⑩고장등급이 높은 것의 대책 및 개선 |
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FTA에 의한 고장해석 |
FTA 분석 절차의 활용 |
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제4스텝
(RCM해석-3) |
LTA 최적보전방식
설정 |
LTA(Logic Tree Analysis)에 의한 고장모드별 유효보전 분석 및 보전방식 선택 |
① LTA의 실시
② 최적보전방식 설정 |
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제5스텝
(RCM 보전) |
RCM 작업 Sheet작성 |
RCM 보전내용의 설정
(최종 RCM실시 권고안 도출)
RCM 보전내용의 실시 |
① RCM 작업내용 설정
② 보전작업 패키징
③ RCM 작업 실시 |
| 제6스텝 |
RCM
효과확인 |
RCM 유효성 분석 및 확인 |
① 보전비용의 집계
② 고장트러블 집계
③ RCM 유효성 분석·확인 |
| 제7스텝 |
RCM
정착화·
확대전개 |
RCM 정착화 개선, 확대 전개 |
① 정착화 개선
② 확대 전개 |
7.2 스텝전개의 구체적인 추진법
7.2.1 제1스텝 기초자료 작성
(1) 데이터 수집 및 정리
① Block Flow Sheet의 작성
② 기능 블록도 작성
* 제어요소 - 온도, 압력, 유량, 위치, 농도, 전류 등
* 구동요소 - 전력, 증기, 물, 공기 등
③ 시스템 구성요소 전개도 작성(SWBS : System Work Breakdown Structure)
④ 컴포넌트 고장 실적표 작성
고장 실적이 거의 없는 경우는 년 1회 SDM으로 실시하고 있는 보전작업에서 발견된 불합리(Trouble) 등을 컴포넌트 열화실적표에 정리한다.
SWBS에서 분해한 컴포넌트 단위로 MTBF분석표에 정리해 둔다.
* 고장에 대해서는 - 발생 년월일, 고장모드(*), 수리시간
* 정기보전에 대해서는 - 보전작업 년월일, 보전결과·열화상황(**), 보전시간
각각의 컴포넌트에 대해서 현재 실시하고 있는 보전작업을 기술한다.
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컴포넌트 고장 실적표 |
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기기 명칭 : |
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Item No. |
명칭 |
고장 기록(MTBF 분석표) |
MTBF |
보전작업 |
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* |
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컴포넌트 열화 실적표 |
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기기 명칭 : |
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Item No. |
명칭 |
열화 기록 |
열화모드 |
열화패턴 |
보전방법 |
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** |
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⑤ 컴포넌트 도면
컴포넌트 별로 구조를 알 수 있는 상세한 도면을 작성한다.
진행에 따라 스케치도, 조립도 등으로 확대해 간다.
★ 결어 : 이러한 데이터를 정리해 가는 것만으로도 설비의 약점이 명쾌하게 되기도 하고 현재
실시하고 있는 보전 작업의 과부족(만족 정도)이 분명하게 드러날 수 있다.
따라서, 쉽게 개선 가능한 것은 하루 빨리 실시해 나가는 것이 바람직하다.
(2) 분석 대상(중요) 설비 선정 및 계통경계 설정
시스템 전체가 정지된다든가 재해를 발생할 위험이 있는 설비로서 RCM해석을 실시해야만
하는 증요한 설비를 선정하고, 시스템(계통) 경계를 설정한다.
평가기준으로서 해당 설비에서 발생하는 고장이
① 안전에 나쁜 영향을 줄 가능성이 있다든가
② 막대한 경제적 손실을 초래할 가능성이 보인다든가
③ 다른 아이템 고장과 조합하여 상기 ①, ②를 일으킬 수 있다든가
④ 2차적 영향에 의해 상기 ①, ②를 발생할 가능성이 있을 경우
⑤ 환경 악화 또는 우발적 손상 때문에 상기 ①, ②를 일으킬 수 있는 경우 등
▶ 제1스텝 양식 사례
① Block Flow Sheet
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Block Flow Sheet |
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SWBS No.
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명칭
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작 성 년 월 일
Rev. 1
Rev. 2
Rev. 3 |
작성
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점검
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승인
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② 기능 Block도
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기능 블록도 |
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SWBS No.
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명칭
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작 성 년 월 일
Rev. 1
Rev. 2
Rev. 3 |
작성
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점검
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승인
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③ 시스템 구성요소 전개도(SWBS)
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시스템 구성요소 전개도 |
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SWBS No.
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시스템 명칭
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작 성 년 월 일
Rev. 1
Rev. 2
Rev. 3 |
작성
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점검
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승인
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④ 컴포넌트 고장 실적표
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컴포넌트 고장 실적표 |
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SWBS No.
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명칭
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작 성 년 월 일
Rev. 1
Rev. 2
Rev. 3 |
작성
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점검
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승인
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Item No. |
명칭 |
고장기록(MTBF 분석표) |
MTBF |
현실시 보전작업 |
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7.2.2 제2스텝 기능고장 해석
(1) 기능을 명확히 한다.
기능을 표시할 때는 일반적으로 “○○을 ○○한다”로 표현하며, 잘못된 것과 잘못된 예를 다음에 나타내었다.
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바른 표현 |
잘못된 표현 |
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담 배 |
기분을 편안하게 한다 |
연기를 낸다 |
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라이터 |
열을 낸다 |
불꽃을 낸다 |
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시 계 |
시각을 표시한다 |
시간을 표시한다 |
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압력
안전장치 |
50K 이상의 압력을 견뎌내기 위해 준비한다 |
100  의 펌프를 헤더의 배출구에 설치한다 |
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펌 프 |
헤더출구에 100  유량을 유지한다 |
100  의 펌프를 헤더의 배출구에 설치한다 |
|
알 람 |
90%이상의 유량이 되면 계기실에서 소리를 낸다. |
만약, 버블의 개도가 90% 이상이 되면 계기실에서 알람이 울린다 |
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열교환기 |
윤활유를 50℃ 이하로 유지한다 |
펌프의 윤활유를 위해 수냉각 열교환기를 설치해 둔다. |
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제열관 |
발열반응을 안전하게 조절하기 위해 발열량의 80%(100 cal/H)를 제거한다. |
반응기의 온도를 200℃이하로 유지하기 위해 냉각관군을 설치해 둔다 |
(2) 시스템의 경계를 명확히 한다
대상으로 하는 시스템은 그 경계를 정하지 않으면 시스템 기능이 정해지지 않는다.
시스템 B의 경계조건은 B-A, B-C, B-D, B-E, B-F에 의해 정한다.
(3) 시스템의 경계조건을 분명히 한다.
예를 들면
① 열교환기의 내압성능
② 열교환기의 기밀성능 등
(4) 기능 고장을 명확히 한다.
구체적 고장내용을 분명히 하기 위해 제1스텝에서 수립한 데이터를 이용
▶ 제2스텝 양식 사례
① 기능 고장 해석표 (FFA)
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기능 고장 해석표 (FFA) |
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SWBS No.
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명칭
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작 성 년 월 일
Rev. 1
Rev. 2
Rev. 3 |
작성 |
점검 |
승인 |
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Item No. |
명칭 |
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정보원 |
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기능에 대한
설명 |
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시스템의 경계조건(성능기준) |
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시스템 내부의 경계조건(성능기준) |
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기능 고장 |
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7.2.3 제3스텝 FMEA/FTA 고장해석
(1) 고장 영향 평가
고장영향 평가방법으로서 신뢰성 공학의 FMECA(또는 FMEA)를 이용한다.
핵심 Point는 다음과 같다.
① 고장 모드를 빠짐없이 찾아내어 가능성이 있는 고장을 총망라한다.
(미경험 고장은 사례활용 평가)
② 실시 방법으로 FTA(Fault Tree Analysis)를 이용한다.
상기 FTA 도표에서 급유식 공기압축기의 고장 모드는 윤활유의 열화, 부착 및 퇴적 등이 List- up된다.
③ 고장 모드란 고장의 상태, 증상, 현상을 나타내는 말로서 시스템에서의 아이템 계층 구조의 위치에 따라 상이하며, 일반적인 예를 들면 다음과 같다.
④ 고장 모드는 병으로 치면 증상이다.
병(병명)은 고장이고 사물의 현상이다. (즉, 문제점이다) 고장모드는 병명이라고 할 수 있다.
⑤ 고장의 영향은 고장 모드 별로 일어난다.
FMECA에서는 동시에 2가지 이상의 고장 모드는 존재하지 않는 것으로 한다.
* 하나의 기능 고장에는 복수의 고장 모드가 있다.
* 하나의 고장 모드에는 복수의 고장 원인이 있다.
⑥ 정전 등 공장 전체에 관계하는 공통 고장모드가 있고 이를 공통 원인이라고 하며, 화재,
지진, 낙뢰, 태풍, 해일, 홍수, 테러, 전염병 발생, 이상저온 등을 고려해야 한다.
(2) FMECA 실시 순서
1) 아이템별로 기능·성능 기준을 열거한다.
* SWBS에서 분해한 유니트(예를 들면 Pump, 배관관계 등)에 번호를 붙여서 명칭을 기입
하고 그 기능을 기입한다.
2) 기능 고장을 기입한다.
3) 고장모드, 열화모드를 기입한다.
* 하나의 아이템에 여러 개의 고장 모드가 있을 수 있다.
4) 평상시 운전중에 작업자가 고장을 감지할 수 있는지 어떤지를 기입한다.
* 카바를 제거하지 않고 알 수 있는가?
* 카바를 제거하면 알 수 있는가?
* 운전중에 알 수 있나, 정지시키지 않으면 알 수 없는가?
* 숨겨진(잠복된) 고장인가?
* 감지가 가능하다면 무엇으로 감지할 것인가?
5) 열화 패턴 및 원인을 기입한다.
6) 고장의 영향을 기입한다.
* 3개로 구분하여 간단히 기록한다.
① 경제적 - 고장난 아이템의 수리에만 비용이 드는 경우
② 생 산 - 아이템 고장으로 생산이 중단되는 경우
③ 안 전 - 아이템 고장이 안전과 환경에 영향을 주는 경우
7) 영향도를 평가해서 우선순위를 결정한다.
우선도(치명도)를 결정하기 위해 고장 발생의 빈도, 중요성, 고장·열화 감지 여부, 난해성을
각각 10점 만점으로 평가 한 뒤
빈도×중요성×감지 = 우선도(치명도)를 도출한다.
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빈 도 |
중대성 |
감 지 |
|
9∼10점 |
매우 자주 발생 |
환경파괴로 연결되는 중대 재해 발생 |
감지 불가 |
|
6∼8점 |
자주 발생 |
공정다운, 작업자의 기능으로 중대재해 발생 |
간혹 감지 가능 |
|
3∼5점 |
때때로 발생 |
공정다운, 재해발생은 없음 |
정기점검으로 감지 가능 |
|
1∼2점 |
거의 발생하지 않는다 |
운전지속 |
즉시 감지 가능 |
8) LTA 적용 유무를 결정한다.
* 우선도(치명도)의 평가 점수 및 각 항목의 평점을 근거로 LTA 적용 여부를 정한다.
▶ 양식 사례
① 고장 모드 영향 해석표 (FMECA)
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모드 모드 영향 해석표 (FMECA) |
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SWBS No. |
명칭 |
작 성 년 월 일 |
작성 |
점검 |
승인 |
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Rev. 1 |
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Item No. |
명칭 |
Rev. 2 |
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Item No. |
기능
성능
기준 |
기능고장 |
고장모드
열화모드 |
열화패턴
원인 |
감지가능성 |
고장영향 |
영향도 평가 |
LTA
적용유무 |
|
No. |
명칭 |
No. |
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징후 |
이상 |
고장 |
경제적 |
생산 |
안전 |
빈도 |
중대성 |
감지 |
우선도 |
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(3) FTA의 실시 순서
FTA를 실시하는 경우 고장의 해석 목적이나 정도 등에 차이가 있지만, FTA의 실시절차는 통상 다음과 같은 순서로 된다.
▶순서1 : 평가대상 설정 및 기능의 명확화(기능블록다이어그램 작성)
▶순서2 : 불량 사실·현상에 대한 정의의 명확화
▶순서3 : 톱 Event(최상위 고장)의 상정
▶순서4 : 하위레벨의 논리기호에 의한 결합으로 고장나무 작성
▶순서5 : 기본사상인 최하위의 고장원인까지 고장나무 완성
▶순서6 : 정량적 평가를 위한 고장확률을 구함
(최하위인 기본사상에서부터 고위인 톱Event까지 고장확률을 계산)
① 먼저 최하위의 고장원인인 기본사상에 대한 고장확률을 추정한다.
② 기본사상에 중복이 있는 경우에는 Boolean(부울린)대수공식에 의거 고장나무을 간소화한
다. 그렇지 않으면 ③항으로 간다.
③ 서브시스템 및 시스템의 고장확률을 계산하고 문제점을 찾는다.
(중요 개선대상 기기 적출)
▶순서7 : 문제점의 개선책 및 신뢰성 향상책의 강구
논리기호, 고장나무(Fault tree)의 작성, 고장나무(결함수)의 논리게이트, 고장확률 계산방법
등의 사례는 제14장의 TPM기법을 참조바란다.
(4) 고장 메카니즘의 해명
1) 고장 메카니즘
FTD(Fault Tree Diagram)로 정리함.
분류는 4대 분류로 한다.
① 정지 기기 (靜止 機器)
② 회전 기기 (回轉 機器)
③ 전기 설비 (電氣 設備)
④ 계장 설비 (計裝 設備)
2) 고장을 발생, 진전시키는 요인 (스트레스)
FRETT (Force, Reactive Environment, Thermal, Time)
* F: (힘) → 외력, 열응력, 응력, 충격력
* RE : (반응성 환경) → 재료와의 관계로 결정되는 부식, 수소정화
* T : (열적 요인) → 온도, 열피로
* T : (시간적 요인) → 단속적 변화, 경시적 열화
3) 고장 메카니즘 해명의 순서
4) 고장 물리적 어프로치 (Approach)
고장 물리라는 것은 고장의 원인이 되는 설비 열화를 물리적인 인과 관계(因果 關係)를 중심으로 추구하고 실질적인 개선을 도모하는 질적 접근 방법이다. 따라서 고장 물리적 어프로치는 물리, 화학, 재료, 물성론, 전기, 기계, 금속 등의 고유기술 분야와 환경과학, 계측기술, 구체적인 고장해석 기술 등을 종합한 것으로 통상 고장과학 또는 보증과학이라고 부르는 편이 더 어울린다고 할 수 있다.
(품질보증을 위한 신뢰성 공학 편람 P. 251 인용)
5) 열화 패턴
일반적인 열화 패턴은 아래 도표과 같이 나타내어 지고 있다.
<도표 11> 열화패턴의 유형화
<도표 12> 고장 요인(FRETT)의 조합과 열화의 패턴 : SN곡선
(5) 구조고장에 대하여
① 중요한 구조 고장 현상은 파손이다. 고장모드로는
* 피로 파손
* 부식 피로 파손 (실환경에서의 피로, 열피로)
* 부식 마모
* 크리프 파손
* J성 파괴(수소 J성, 수소침식, 풀림 J성)
* 응력 부식 균열
* 충격 파괴(워터 햄머, 증기 폭발)
* 국부 부식
* 연성 파괴 (부등 침하에 의한 국부응력 증대)
② 구조 고장이 발생하는 배경으로서는
* 설계는 항상 완전하지는 않다.
* 예상치 못한 사용 상태의 변화
* 기술적인 누락
* 기술적인 예상 착오
* 제조, 검사, 수리의 미스
* 운전 미스
* 불충분한 보전활동(진단미스, 부적절한 작업방법, 낮은 기능도, 부품 관리 미
숙 등)
③ 피로 파괴를 막기 위해서는 피로 역학을 응용하여 파괴의 예지, 검출을 하는
것만이 아니고, 기술의 고도화를 추진해 갈 필요가 있다. 특히
* 열화, 손상의 메카니즘 해명
* 결함 발견, 평가의 NDT기술의 고도화
* 열화, 손상의 검출 기술 개발
* 장치별 공용이력, 검사 이력의 Data Base화
* 수명예측 수법의 개발, 체계화가 증요한 테마가 된다.
(6) 정지기기의 고장 메카니즘 사례
1) 열교환기
|
기능 |
기능고장 |
컴포넌트 |
고장 모드 |
고장메카니즘 |
열화패턴 |
|
전열 |
응축불량 |
튜브 내면 |
막힘
오염 |
이물침입
석출 |
(A)
(B) |
|
튜브 외면 |
막힘
오염 |
이물질,부식생성물
석출물, 중합물 |
(B)
(B) |
|
셀,배플판 |
부식 |
- |
- |
|
밀봉 |
내부누설 |
튜브 내면 |
에로젼
부식
균열 |
유속 큼, 고형물혼입
-
SCC |
(B)
-
(B) |
|
튜브 외면 |
부식
균열
마모 |
-
-
튜브 진동 |
-
-
(B) |
|
관밸브-튜브
접합부 |
부식
균열
느슨함 |
-
SCC
열응력 |
-
(B)
(A) |
|
카바접합부 |
부식 |
- |
- |
|
카바접합부
패킹 |
열화
어긋남 |
-
접합부부식 |
-
(A) |
|
외부누설 |
셀내면 |
부식
균열 |
-
- |
-
(B) |
|
셀외면 |
부식
균열 |
-
- |
-
(B) |
|
카바내면 |
부식 |
- |
- |
|
카바외면 |
부식 |
빗물,대기 |
(A) |
|
유량 |
흐름불량 |
셀 |
막힘
압력불균형 |
이물질
- |
(B)
- |
|
셀입구배관 |
막힘 |
라이닝변형 |
(B) |
|
셀출구배관 |
막힘 |
- |
(B) |
|
셀에어링 |
막힘 |
부식생성물 |
(C) |
|
카바입출구
배관 |
막힘 |
이물침입 |
(C) |
2) 배관
<고장 메카니즘>
(7) 회전기기의 고장 메카니즘 사례
1) 펌프
2) 블로워「  하우징은 수냉」
(8) 전기 설비 고장모드의 사례
전기설비 중에서 특고압 변전설비(66 KV)의 일부인 탭변환기중 변환개폐기의 고장모드에 대해 예를 들어 본다.
|
|
기능 |
기능 고장 |
컴포넌트 |
고장 모드 |
|
변환
개폐기 |
회로를 개방
하지 않고
탭을 변환한다 |
구동력
전달불능 |
순간차단 |
느슨함
끊어짐
탈락 |
|
구동기구의
볼트, 핀 |
|
|
스프링, 클램프 |
휨
절손 |
|
베어링 |
마모 |
|
기어 |
깎임
균열
띁김
이물질 |
|
전류차단 불능 |
아크접촉자 |
마모 |
|
편조선 |
비틀림
변형 |
|
한류저항 |
이상 |
|
절연물 |
손상
저항저하 |
|
볼트,스프링 |
열화 |
7.2.4 제4스텝 LTA에 의한 보전방식의 설정
(1) 작업 설정의 로직 트리
(2) LTA 사례
|
4-② 로직트리 해석표 |
|
시스템 명칭 |
122 탭변환기 |
작 성 : 년 월 일
Rev.1 :
Rev.2 :
Rev.3 : |
작성 |
점검 |
승인 |
|
기기 명칭 |
A 변환개폐기 |
|
|
|
|
기능 고장 |
고장 모드 |
LTA-1 |
LTA-2 |
|
1.1 구동력
전달
불능 |
1.1.1 차단조작기구 볼트, 핀류의
느슨함, 꺽임, 탈락
1.1.2 차단조작기구 스프링 크랭크
류의 휘어짐, 꺽임.
1.1.3 차단 조작기구 베어링, 치차
등의 이상 |
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D) |
복구보전 (5년)
복구보전 (5년)
복구보전 (5년) |
|
1.2 전류
차단
불능 |
1.2.1 아크접촉자 마모
1 2.2 편조선 비틀림, 변형
1.2.3 한류저항 이상
1.2.4 절연물 손상
1.2.5 절연물저항 저하
1.2 6 볼트, 스프링류 이상 |
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D)
잠재안전성영향(D) |
복구보전(5년)
복구보전(5년)
복구보전(5년)
복구보전(5년)
복구보전(5년)
복구보전(5년) |
7.2.5 제5스텝 RCM 작업시트의 작성
(1) RCM 작업시트의 작성
제4스텝까지의 해석을 기초로 아이템별로 보전 내응을 RCM 작업시트에 정리한다.
① 아이템의 구분화
② 고장모드/열화모드, 열화패턴 정리
③ 예방보전 실시유무 결정
④ 고장 및 열화 탐지
징후, 이상, 고장의 정리
⑤ 보전 작업의 내용(계획, 비계획으로 구분하여 정리)
⑥ 설계 변경의 유무 결정
(2) 패키지화
실시할 보전 내용이 결정되고 운전측과 시기, 소요시간, 비용배분, 재고량 등을 조정한 후 계획적인 보전이 실시될 수 있도록 하고, 플랜트(설비) 정지시간을 어떻게 단축하며, 자원배분은 어떻게 할 것인지를 정리하여 최적상태로 스케쥴링하는 것을 말한다.
▶ RCM 작업시트의 양식 사례
|
RCM 작업 시트 |
|
SWBS No. |
시스템 명칭 |
작 성 년 월 일 |
작성 |
점검 |
승인 |
|
|
|
Rev. 1 |
|
|
|
|
|
기기 No. |
기기 명칭 |
Rev. 2 |
|
|
|
|
Item No. |
A. FSI
B. SSI
C. 비중요
아이템 |
고장모드
열화모드 |
열화패턴 |
예방보전
(Y / N) |
고장열화탐지 |
비계획 |
계 획 |
설계변경 |
|
No. |
명칭 |
No. |
|
징후 |
이상 |
고장 |
①
운전감시
일상점검 |
②
ON CON
작업 |
③
복구작업 |
④
갱신작업 |
⑤
고장발견 |
⑥
보전주기 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. TPM에서의 RCM 추진방법 |
|
|
8.1 계획보전으로서 RCM 접근의 중요성
(1) TPM에서의 Part-Ⅰ 활동
* 돌발(우발)고장은 격감했다.
* 그러나 총보전비(보전비+수선비 외)는 별로 줄지 않는다.
|
설비고장 제로(0)에의 도전 |
|
① 기본조건 정비
② 사용조건 준수
③ 열화 복원
④ 설계상 약점개선
⑤ 기능 향상 |
(2) TPM에서의 Part-Ⅱ 활동
* 돌발고장의 발생을 제로에 가까운 상태로 유지하면서 총보전비를 내린다는 것은 불가능한 것인가?
비약적 코스트다운(CD)를 요청받고 있는 와중에서 보전은 필요악인가? 
(3) RCM-Ⅲ에서 구축하고 싶은 계획보전 프로그램의 개념
(TPM 활동중에서서의 RCM 활동을 RCM-Ⅲ로 정의하기로 한다)
8.2 보전활동의 자세
(1) RCM 활동의 구조
(2) RCM에 의한 보전작업
(3) 초기유동관리에서의 신뢰성 향상
(4) 예방보전의 합리화
(가) 신뢰성향상, 유지 및 수명연장
TPM활동의 Part-Ⅱ이후의 계획보전 목표를 수명특성곡선에서 개념적으로 나타냈다.
(나) 어베일러빌리티 및 종합효율
생산종합효율=시간효율×성능효율×양품률
(다) 설비진단의 고도화
보전의사결정을 위한 판단기술의 향상
(라) 수리기술 및 기능의 향상
1) 수리품질
<수리품질이라는 것은?>
2) 수리시간
<수리순서>
3) 수리비용
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수리비용 |
공수(인공수) |
인수×시간(일수) |
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재료비 |
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증기, 운전비 |
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용역비 |
|
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재수리비 |
수정, 추가가공 |
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관리비 |
일반관리비, 상각비, 훈련비 등 |
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폐기물처리비 |
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총비용 |
수리비용 |
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생산정지손실 |
직접손실, 간접손실 |
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기타 물류손실 |
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4) 보전원 스킬(Skill)
보전원 행동기능으로서 MIL- HDBK- 472 보전성예측)의 순서Ⅲ(지상전자시스템·기기)에 다음과 같은 체크항목이 있고 0∼4점법으로 평가한다.
① 팔, 다리, 등의 힘
② 내구력과 에너지
③ 눈과 손의 협동, 손의 기기 사용 능력
④ 시각의 예민함
⑤ 논리적 분석력
⑥ 기억력(사물의 개념)
⑦ 계획성과 임기 대응성
⑧ 경계심, 주의력 및 정확성
⑨ 집중력, 지속력과 인내성
⑩ 솔선과 기민성
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