Reliability Centered Maintenance 분석방법 개발 및

시범계통 분석

김영수, 김홍영*, 이갑희*, 박성규**

(주)유나이티드 퍼시픽 피엘지, *한국가스공사, **한전기술(주)

Development of Reliability Centered Maintenance Methodology and Pilot System Analysis

Y. S. Kim, H. Y. Kim*, K. H. Lee*, S. K. Park**

United Pacific PLG, *Korea Gas Corporation,

**Korea Power Engineering

1. 서론

RCM분석은 기능에 근거하여 중요 기기를 식별하고, 식별된 중요한 기기의 고장을 예방할 수 있는 적절한 정비업무를 선정하여 정비 프로그램을 최적화 하는 절차이다. 최적화 된 정비프로그램의 이행을 통하여 설비의 신뢰도 향상, 정비 비용의 절감 등을 거둘 수 있다.

RCM은 항공우주산업, 원자력산업에서는 이미 안전성 및 조업의 건전성 확보를 위해서 중요하게 인식되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 천연가스 저장 및 생산 설비에 대하여 적합하게 적용할 수 있는 RCM 분석 방법론 수립, 전산 프로그램 개발, RCM의 적용 효과에 대한 소개를 하고자 한다.

2. 기초자료조사

기기 정비와 운전 이력 및 현황 자료조사

RCM분석을 수행하기 위해서는 각 설비별 주요 기능 및 기능고장을 식별하여야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 주요 설비의 기능과 운전에 관련된 자료에 대한 수집과 분석이 필요하다. 이 자료는 전산 프로그램의 계통 기능 및 기능 고장 참조자료로 이용되며, RCM 전산 프로그램에 반영할 수 있도록 데이터 베이스화 하였다. 평택천연가스기지 RCM 분석에 직접 관련되어 수집 및 검토된 자료에는, (1)운전로그, (2)Trouble Memo/ Work Order, (3)설비 및 기기 이력자료, (4)예방점검 목록, (5)Trouble Memo 처리절차서, (6)Trouble Memo경향성 분석 등 10개 이상이 있다.

생산기지 정비현황

RCM 분석의 최종 결과는 RCM 분석 대상 설비에 대한 정비 프로그램을 최적화 함으로서 실현된다. 따라서, 합리적이고 실행 가능한 RCM 분석 결과를 도출하기 위하여 분석대상 설비에서 수행 중인 정비업무의 형태, 주기, 정비 수립 체계 등을 이해하는 것이 필수적이다. 현재 가스생산기지에서 수행되는 정비업무는 다음의 3가지 형태로 구분된다.

。고장정비: 기기 또는 설비의 고장이 발생된 후 Work Order 또는 Trouble Memo가 발행되어 수리하는 형태의 정비 업무

。 예방점검: 고장 발생 가능성 또는 징후를 찾고자 주간, 월간, 분기, 반기 등으로 구분된 다양한 점검 주기의 예방점검 업무

。 정기점검정비: 정비 주기 점검표 및 제작사 정비 지침 등에 근거하여 동절기를 기준으로, 점검주기 도래 예상 설비와 특별점검이 요구되는 보조설비 등에 대한 완전분해 점검 및 정비를 시행

예방정비 기법 조사

RCM 프로그램을 지원하기 위해서 현재 활용중인 예방정비 기법은 물론 여러 선진 기법의 기술적인 적용 및 장,단점에 대한 소개가 필요하다. 대상 설비에 적용 가능한 40여 가지의 상태감시 기법이 RCM 전산프로그램의 일부로 제공되었다.

3. RCM 분석 방법론 수립

계통(System) 기능 분석

설비운전에 중요한 계통이 정의되고 계통 경계가 식별되면, 이 계통을 기능적으로 중요한 기기(Functionally Significant Item: FSI)으로 지칭한다. RCM 분석 담당자가 대상 설비에 대한 충분한 이해를 갖고 있다면, 부계통(Sub System) 아래까지 FSI를 찾고자 노력할 필요는 없다. 하지만 정비가 특별히 많이 요구되거나 또는 자신의 고장이 다른 장치에도 중대한 영향을 미칠 수 있다면, 부계통 보다 하위단계라 할지라도 FSI로 구별하는 것이 바람직하다. 각 FSI는 한가지 또는 그 이상의 기능을 갖게된다. 이들 기능은 능동(Active) 또는 수동(Passive) 기능 일 수도 있다.

고장모드영향분석

고장모드영향분석(Failure Mode and Effect Analysis: FMEA)은 단순한 계통기능에 대한 단일 기기 고장의 영향을 효과적으로 식별하는 정성적인  평가방법 이다. FMEA 분석은 기능상의 고장을 유발하는 배경이 되는 상태 및 원인/결과의 상관 관계를 적절하게 보여 준다. 하지만, 일상운전 기기와 운전대기 기기를 모두 포함하고 있는 다중 트레인과 같이 복잡한 경우에는 FMEA 보다는 고장수목(Fault Tree)분석을 도입할 수 있다. 중요도 점검목록(Criticality Checklist)가 대상 설비에 적용 가능하게 개발되어 있다면, 이 역시 FMEA를 대신할 수 있다.

예방정비 업무의 선택

기능적으로 중요한 기기(FSI) 및 일부 비 중요 기기에 대하여, 주요 고장원인에 대한 적용 가능한 예방정비 업무를 선택한다.  적용 가능한 예방정비를 찾기 위해서 그림 1과 같은 결정 논리를 활용한다. 그림에서의 질문에 □예/아니오□를 대답하면서, 각 고장모드, 원인의 심각성을 판단하여 적용가능하고 또한 효율적인 정비업무를 찾게된다.  여기서 □적용가능□의 의미는 기술적으로 가능함을 의미하며, □효율적□은 경제적으로 현실성 있음을 말한다. 정비 업무 선정 시, RCM 분석 담당자는 조건지향 (상태감시) 업무를 시간지향 보다 우선해서 선택함을 그림 1은 또한 보여준다. 이는 조건지향 예방정비가 시간지향의 경우 보다 유리하고 경제적인 예방기법이라는 RCM의 철학에 따른 것이다.

4. RCM 전산프로그램 개발

RCM 분석 및 이행을 위해서는 (1)분석대상의 계통,기기에 대한 선정, (2)기능 및 기능 고장 분석, (3)중요기기 및 고장모드 식별, (4)고장원인 분석 및 예방정비 업무 선정, (5)대상 설비의 정비자료 검토 및 평가, (6)분석결과 이행 및 살아 있는 RCM 프로그램 유지등의 필요성으로 전산프로그램의 보유가 필수적이다. 따라서 천연가스설비에 적당한 RCM 전산 프로그램이 개발되었다. 관련 자료의 입,출력이 용이하고, 사용이 편리하도록 한글화된 화면이며 또한 사용자의 요구조건을 만족하는 프로그램이 개발, 제공되었다.

본 RCM 분석용 전산 프로그램은 다음과 같이 구성되어 있다.

。 분석을 위한 계통 및 기기 데이터 관리 모듈

。 분석에 필요한 참조 자료 관리 모듈

。 계통 분석 모듈

。 정비 분석 모듈

。 정비 업무 비교 및 이행 지원 모듈

。 도움말

。 데이터베이스 설계 및 보고서 파일 설계

본 전산 프로그램의 운영체계는 Windows 98, Graphic Unit Interface는 Visual Basic 5.0, Database는 Access 97을 활용한다.

또한 RCM 분석에 필요한 기술적 참고자료와 지침을 제공하는 RCM 전산 핸드북이 본 용역의 결과로 제공되었다.

5. 결론

평택천연가스 기지는 설비의 안전성 및 신뢰성이 강조되는 설비이다. 높은 안전성과 조업의 지속성을 보장하는 가장 중요한 요소인 예방보수 활동을 좀더 합리적, 경제적으로 지원하기 위하여 RCM 분석을 2차 펌프설비를 포함한 3개 설비에 대하여 시범적으로 수행하였다.

수행 결과 비용 효과적이지 않은 다수의 예방보수를 삭제할 수 있는 근거를 제시할 수 있었다. 또한 기간에 근거한 (Time Based) 예방점검 및 보수 업무를 상태감시에 근거한 (Condition Based) 업무로 전환 가능할 수 있는 길을 열어 놓았다. 결과로 경제적으로 보수활동을 시행하며 또한 궁극적으로 보유 인력을 경쟁력 있게 활용할 수 있게 한다. 전산화된 RCM 프로그램은 각 분야의 전문가가 보유한 지식을 통합하고 또한 주기적으로 개정할 수 있기 때문에 보수 및 점검 관련 기술, 지식을 누적하는 효과도 있다. 따라서 요즈음 강조되는 지식경영을 지원하는 지식데이터베이스의 한 부분으로 가치 있는 역할을 한다.

합리적인 보수활동은 설비 신뢰도 및 가스 공급 안정성에 실제적인 기여를 또한 한다. 정비로 인한 이용 불능도를 최소화하고 불시정지 사건을 감소  시킬 수 있기 때문이다.

6. 참고자료

(1) RCM 분석방법 개발 및 시범계통 분석 (최종보고서), 한국가스공사,        2000년 4월

(2) RCM Evaluation (Training Material), Electric Power Research           Institute, 1995

(3) Reliability Centered Maintenance II, John Moubray, 1991

그림 1. 정비 업무 선정 논리도