기술사 시험 공부 - 예방보전, 예지보전

기계안전기술사

기술사 시험 공부 - 예방보전, 예지보전

칠보 2024. 5. 27. 15:25

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보전(Maintenance)이란 수리가 가능한 부품이나 시스템을 사용가능한 상태로 유지시키고 고장이나 결함을 회복시키기 위한 제반조치 및 활동을 말한다. 또 다른 정의로는 보전이란 “물체가 완전한 상태 또는 가장 좋은 상태를 유지하는 것”이다. 따라서 설비의 보전이란 “시스템이나 설비(장치)를 정비, 조정해 놓고 그 기능을 언제라도 필요한 때에 최적 상태로 발휘할 수 있도록 해두는 것”을 말한다. 여기서 설비보전의 본질은 “설비의 최적 상태의 유지(Maintenance)와 지속적 개선(Imporvement)"로 요약할 수 있다.

과거에는 고장난 기계나 설비를 고치는 것을 보수(Repair, 서비스)라 했으나 보수라는 단어가 주는 사후활동의 의미가 많아 이를 보전이라는 단어로 바꾸었다. 유지보수도 유지관리로 그 명칭이 바뀐지 오래다 (주1 참조).

보전 방식은 크게 예방보전(PM: Preventive Maintenance) 과 사후보전(BM: Breakdown Maintenance) 으로 나눌 수 있다. (주2 참조)

1. 예방보전

예방보전은 설비의 건강상태를 확인하고 고장이 생기지 않도록 열화를 방지하기 위한 일상보전 (청소, 점검, 급유, 더조이기등), 열화를 측정하기 위한 정기점검, 또는 설비진단 열화를 적기에 복원시키기 위한 정비등이 예방보전에 속한다. 예방보전은 임의적이므로 고장시 막대한 생산중단의 발생 및 작업자의 안전에 위협받을 때 실시한다. 특히 예방보전으로 고장을 크게 줄일 수 있을 때 적극 고려한다. 고장의 특성과 서비스요구를 잘 알고 있을 때 그효과를 기대할 수 있다.

예방보전은 보전을 계획적으로 실행하는 것으로 보전주기에 의거하여 실시하는 시간기준보전(TBM: Time Based Maintenance), 설비의 상태에 의거하여 보전주기나 보전방법을 결정하는 상태기준보전(CBM: Condition Based Maintenance), 또한 생산상황이나 설비의 노후 정도등의 주변 환경도 고려하여 설비의 상태를 파악, 보전을 실행하는 적응보전(AM: Adactive Maintenance)으로 분류할 수 있다

1) 시간기준보전(TBM (Time Based Maintenance))

TBM은 이전부터 행해지고 있던 전통적인 방식으로 시간을 기준으로 하여 보전의 시기를 결정하는 것이다. 이방법은 정기보전 또는 Fixed Time Maintenace라고도 한다.

시간기준보전은 정기보전을 중심으로 한다. 즉 설비가 열화에 도달하는 변수(생산대수, 톤수, 사용일수등)로 보전주기를 결정하고 주기까지 사용하면 무조건 수리를 하는 방식이다.

- 장점: 점검등이 수월하고 실제적으로 고장도 적게 발생하는 편이다. 비전문가도 시행할 수 있다.

- 단점: 과보전(Over Maintenance)이 되기 쉽고 따라서 보전비가 커진다.

2) 상태기준보전(CBM (Condition Based Maintenance))

설비의 상태를 기준으로 하여 보전시기를 정하는 방식이다. 이 방법을 적용하기 위해서는 설비의 상태를 진단하기 위한 설비진단기술의 개발과 적용이 필요하다.

상태기준보전은 예지보전의 중심이 된다. 설비의 열화상태를 각 측정 데이터와 그 해석에 의하여 정상 또는 정기적으로 파악하여 열화를 나타내는 값이 미리 정해진 열화 기준치에 달하면 수리를 한다.

- 장점: TBM의 단점인 과보전을 방지할 수 있다.

- 단점: 설비진단이나 모니터링 시스템을 위한 비용이 발생한다. 전문가가 시행해야 한다.

3) 적응보전(AM: Adactive Maintenance)

생산상황이나 설비의 노후 정도등의 주변 환경도 고려하여 설비의 상태를 파악, 보전을 실행하는 보전이다. 통상 예방보전종류로 구분하지는 않는다.

2. 사후보전

사후보전은 고장정지 또는 유해한 성능저하를 초래한 뒤 수리를 하는 보전방법을 말한다. 사후보전에는 사후보전을 하는 것이 경제적이기 때문에 계획적으로 사후보전을 행하는 경우와 경제성의 추구가 없이 되어가는대로 하는 비계획적인 사후보전의 경우가 있다.사후보전은 다음과 같은 문제점이 있다.

- 고장을 수리하는 동안 생산중단으로 인한 손실

- 보전부분의 작업량은 수시로 변동하여 보전인원의 효율적인 활용이 어렵다.

사후보전은 보전주기를 기다리지 않고 고장이 발생한 경우에 보전활동으로 들어가는 것이다. 사후보전이라고 해도 전혀 아무것도 하지 않는 것은 아니고 리스크가 큰 것은 예비품을 준비하여 생산장해를 최소로 하는 관리된 사후보전이 보통이다.

예방보전(PM)	계획적으로 일정한 사용기간마다 실시하는 보전으로 PM에 대하여 항상 사용가능한 상태로 유지
사후보전(BM)	기계설비의 고장이나 결함등이 발생했을 경우 이를 수리 또는 보수하여 회복시키는 보전활동
개량보전(CM)	설비를 안정적으로 가동하기 위해 고장이 발생한 후 설비자체의 체질 개선을 실시하는 보전방식
보전예방(MP)	설비의 계획단계 및 설치시부터 고장예방을 위한 여러 가지 연구가 필요하다는 보전방식

3. 예방보전(PM)과 예지보전(PdM(Predictive Maintenance))의 비교

예지보전은 예방보전중 상태기준보전의 일부분이나 최근 선세기술 발전 및 Big Data를 통한 AI 기술의 발전으로 예지보전이 예방보전의 일부가 아닌 보전의 종류 중 하나로 구분되기 시작했다.

예방보전과 예지보전은 모두 시스템 또는 기기의 안전과 신뢰성을 유지하기 위한 목적으로 사용되는 전략적 접근 방법이며 아래의 비교표를 통해 예방보전과 예지보전의 주요 차이를 알아본다.

구분	예방보전	예지보전
목적	잠재적인 문제나 고장을 방지하고 예방하는 것	문제가 발생하기 전에 사전에 경고 및 조치를 취하는 것
시간적 관점	사전에 이루어지며 사고 또는 고장 발생을 예방	문제가 실제로 발생하기 직전 또는 진행중에 실행
주요 활동 및 전략	규칙 준수, 정기적인 점검, 유지보수 등	센서 및 데이터 모니터링, 이상 징후 감지 및 분석
강점	잠재적 위험을 최소화하고 시스템 안정성 향상	신속한 대응 및 조치로 문제 해결 및 시스템 신뢰성 유지
한계점	모든 가능한 문제를 예방하기 어려울 수 있음	일부 문제는 미리 감지하기 어려울 수 있음
대표적 예시	정기적인 자동차 정비, 주기적인 소프트웨어 업데이트	실시간 모니터링을 통한 장비의 이상 감지

예방보전은 문제가 발생하기 전에 준비하고 예방하는 것에 중점을 두며, 주로 정기적인 유지보수 및 시스템 관리활동을 포함한다. 그러나 예지보전은 문제가 발생하거나 고장 징후가 나타나기 직전에 미리 감지하고 즉각적으로 조치를 취하여 시스템을 보호하고 문제를 해결하는데 초점을 맞추고 있다. 이는 주로 센서와 같은 기술을 사용하여 실시간 모니터링을 통해 시스템의 건강 상태를 파악하고 이상징후를 감지하는 과정을 포함한다.

예방보전은 야간, 주말, 비수기와 같이 생산활동의 중단을 최소화할 수 있으며 보전시설과 인력을 효율적으로 활용할 수 있다는 장점이 있음으로 사후보전에 비해 효과가 크다고 할 수 있다. 옛말에 ‘사후약방문’이라는 말이 있다. 이는 문제가 생기고 난 다음 처방을 내린다는 말인데 사후보전을 두고 하는 말과 같다. 근래에는 원격감시 및 원격제어등을 통해 예전보다 비교적 경제적으로 예방보전이 가능해졌음으로 적극적으로 예방보전의 도입을 해야 할 것이다. 더불어 시간기준보전등의 소극적인 예방보전차원에서 벗어나 상태기준보전, 더 나아가 궁극적으로는 예지보전을 실행하는 것이 최적의 유지관리기법이라 할 수 있다.

승강기 사고 예방할 인력 및 예산 부족...해결 방안은 '예지보전' (hellot.net)

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주1)

- 설비보전방식의 시대적 변천

㉮ 1950년대 : 예방보전 (PM: preventive maintenace)시대

㉯ 1960년대 : 생산보전 (PM: productive maintenance) 시대

㉰ 1970년대 : 전원참가의 PM (TPM : Total PM) 시대

㉱ 1980년대 : 예지보전 또는 상태기준보전(CBM: Condition based maintenace)시대

주2) 보전방식의 분류의 다른 예

보전방식(maintenance policy)을 계획보전방식과 비계획보전방식으로 분류하는 경우와 예방보전과 사후보전으로 분류하는 경우의 2가지가 있으나 내용은 같다.

㉮ 계획보전 (PM: planned maintenance)

㉠ 예방보전 (PM: preventive maintenance)

- 시간기준보전 (TBM: time based PM)

- 상태기준보전 (CBM: condition based PM) - 예지보전

㉡ 사후보전 (BM 또는 BDM: breakdown maintenance)

- 계획사후보전 (PBM: planned breakdown M)

㉯ 비계획보전 (UM: unscheduled maintenance)

- 긴급사후보전 (EBM: emergency breakdown M)