자산에 올바른 유지 관리 전략을 적용하는 방법

많은 기업들이 최근에 공장의 유지보수 기능을 최적화하기 위한 안정성 이니셔티브를 구현했습니다. 일부는 성공적입니다. 그러나 대부분은 예상되는 이점을 깨닫지 못했다는 것을 인정할 것입니다.

신뢰성 프로그램 및 유지 관리 전략을 성공적으로 구현하기 위한 많은 접근 방식이 있습니다. 장애 제거에 중점을 둔 유지 관리 작업 최적화를 통해 회사의 안정성 기반 유지 관리 프로그램을 개선하기 위한 입증된 모델에 대해 논의해 보겠습니다.

신뢰성 기반 유지 관리로 이동하려고 시도할 때 이미 구현된 많은 프로그램이 있는 대규모 공장을 다루고 있다고 가정해 보겠습니다. CMMS(Computerized Maintenance Management System)를 활용하여 운영을 관리하고, 대규모 점검 기반 예방정비(PM) 프로그램을 구축했으며, 자산 상태를 모니터링하기 위한 비교적 대규모 PdM(예측 유지보수) 프로그램을 운영하고 있습니다.

안정성 퍼즐의 많은 부분이 존재하지만 개별 시스템의 통합이 고려되지 않아 각 시스템이 하위 최적화된 상태로 남아 있기 때문에 개선된 비용 및 안정성 결과가 실현되지 않았습니다.

종종 조직에서는 위에 나열된 것과 같은 프로그램을 "독립 실행형" 프로그램으로 간주합니다. 그러나 이미 시행 중인 모든 프로그램을 개선하고 통합하기 위한 공동의 노력이 있다면 일반적으로 유지 관리 비용이 크게 감소하고 전반적인 장비 효율성(OEE)이 증가하는 것을 볼 수 있습니다.

유지 관리 전략 개발 시 시작 위치

성공은 일반적으로 회사의 수익 개선으로 측정됩니다. 모든 프로젝트의 재정적 성공을 달성하려면 프로젝트에서 다루는 주요 비용 동인을 이해해야 합니다. 예를 들어, 공장은 작업 유형(예방, 예측, 실패 및 수정), 노동 및 자재를 측정할 수 있습니다.

매월 작업의 약 15%가 예측, 35%가 예방, 25%가 예기치 않은 고장, PM의 약 15%가 연체되는 플랜트를 보고 있다고 가정해 보겠습니다. 또한 조직은 예방 및 예측 유지 관리 활동이 크게 겹칠 수 있습니다. 겹침은 비용이 들며 특정한 이유로 발생합니다. 유지 관리 전략을 개발하기 전에 그 이유를 이해하는 것이 중요합니다.

플랜트는 예방적 유지보수 프로그램을 구축하는 데 수년을 보낼 수 있으며 PM 프로세스가 구현될 때 감소된 고장에 대한 보상을 받기 때문에 PM을 생성하도록 권장됩니다. 시간이 지남에 따라 이러한 PM 시스템은 모든 종류의 장애에 대한 검사를 포함하도록 성장할 것입니다.

PM을 추가해야 하는 실패와 관련된 부정적인 경험이 있을 수 있습니다. 주파수가 설정되고 고장난 것과 유사한 모든 장비에 PM이 적용됩니다. 실패의 결과나 성격은 일반적으로 실패를 설명하는 상사와의 회의와 관련이 없기 때문에 무시됩니다.

기계는 실패했고 상사는 불행했고 PM은 상사를 덜 불행하게 만들었다. 시간이 지남에 따라 PM의 수가 완료되지 않는 지점까지 증가합니다. 광범위한 PM 프로그램을 가지고도 여전히 제거할 수 없는 실패가 있습니다.

플랜트는 진동 분석을 통해 매우 중요한 몇 가지 장비를 모니터링하여 PdM 프로그램을 시작합니다(일반적으로 어느 정도 성공하는 경우). 물론 성공은 긍정적인 보상이며, 그 성공을 높이기 위해 프로그램이 성장할 것입니다.

조직이 PdM 구현에 대해 기업적으로 많은 지원을 받고 있는 경우 일반적으로 알려진 자산의 50%에 기술을 적용하고 사용 가능한 모든 기술을 사용합니다. 모니터링할 자산의 수를 결정하려면 공장에서 지원할 수 있는 기술자 수를 결정한 다음 작업을 수행하는 데 필요한 장비를 구매해야 합니다.

PM이나 PdM 구현 모두 비용 효율성이나 유지 관리 작업의 실현 가능성을 결정하기 위해 실패 모드, 영향 또는 실패 결과를 평가하여 실패를 실제로 예측하거나 제거하지 않았습니다.

예를 들어, 플랜트는 예측 기술을 사용하여 베어링을 모니터링할 수 있지만 종종 정비공을 보내 자산을 분해하고 동일한 베어링을 검사합니다. 이것의 우스꽝스러움은 근본적으로 보일 수 있습니다. 그러나 업계에서는 일반적입니다. 이 때문에 구현 단계를 설명하기 전에 먼저 유지 관리 전략 방법론을 논의해야 합니다.

이러한 비효율성을 수정하는 데 사용되는 원칙은 다음과 같습니다.

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모든 유지 관리 작업은 특정 오류 모드를 해결해야 합니다.

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자산을 유지 관리하기 위해 가장 비용이 적게 들고 가장 효과적인 작업을 사용합니다.

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유지 관리 작업 간격은 해당 자산의 고장 주기 중 최적의 지점에서 고장을 해결하는 간격입니다.

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총 실패 비용은 자산을 유지 관리하는 작업 비용을 초과해야 합니다.

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PM은 궁극적으로 검사가 아니라 시간 기반의 보수여야 합니다.

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능력 밖의 자산 운용으로 인한 장애는 유지될 수 없습니다. 자산을 재설계해야 합니다.

이 접근 방식을 설명하기 위해 그림 1에 표시된 P-F 곡선을 간단히 살펴보겠습니다. 저자 John Moubray는 PdM 작업의 적시성과 효율성을 보여주기 위해 그의 책 "Reliability-Centered Maintenance II"에서 P-F 곡선을 사용합니다.

결함 감지 지점 P에서 기능적 오류 지점 F까지의 시간(PF)을 나타내기 위해 곡선을 따라 점을 배치했습니다. 논리에 따르면 경고 기간이 길수록 필요한 계획 및 일정 수립 노력을 지원하기가 더 쉽습니다. 효율적인 안정성 기반 유지 관리 조직입니다.

이 곡선을 연구하여 쉽게 볼 수 있는 것은 PdM 작업이 PM 작업보다 더 긴 P-F 간격으로 실패 생성 조건을 식별할 수 있다는 것입니다. 또한, PdM 작업은 실패 모드를 식별하는 데 더 적합할 수 있습니다.

작업을 수행하는 데 필요한 노동력에 대한 추가 분석은 재정적 관점에서 평균적으로 PdM 작업이 동일한 실패 모드를 감지하는 데 사용되는 PM 작업 비용의 1/4임을 보여줍니다. 또한 PM은 그렇지 않으면 발생하지 않을 오류를 유발하는 것으로 입증되었습니다. 이러한 조기 실패는 종종 유아 사망률이라고 합니다.

추가적이며 종종 가장 큰 재정적 영향은 생산 중단 시간입니다. PdM 작업은 일반적으로 장비가 실행되는 동안 수행되며 PdM 기술로 식별된 수정 작업은 다른 고가치 수정 작업과 동시에 예약됩니다. PM 검사는 일반적으로 장비를 종료해야 합니다.

그림 1:John Moubray의 책 "Reliability Centered Maintenance II"의 PF 곡선 "

보시다시피 가장 경제적이고 기술적으로 가장 합리적인 결정은 다음 리소스를 적용되는 순서대로 사용하여 자산을 유지 관리하는 것입니다.

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프로세스 모니터링

PdM 기술

시간/미터 기반 지시 작업(PM)

실패에 대한 유지 관리 작업 정렬

실패는 다음 세 가지 범주로 그룹화할 수 있습니다. 유지 관리 작업을 할당할 때 이러한 범주를 이해하는 것이 중요합니다.

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유도됨

간헐적

지치다

유도된 실패 고장 모드를 유발하는 외력의 결과입니다. 예를 들어, 공장은 자산이 조기에 잠재적인 고장 상황에 놓이도록 하거나 커플링 오정렬을 유발하는 장비 트레인의 소프트 풋 상태가 결국 내부 베어링 고장으로 이어지는 방식으로 생산 프로세스를 실행할 수 있습니다.

프로세스 및 PdM 모니터링이 이러한 잠재적인 장애를 감지하는 데 도움이 될 수 있지만(따라서 예정에 없던 중단이 제거됨) 근본 원인을 파악하기 위해 유도된 장애를 인식하고 분석을 수행해야 한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 그래야만 우리는 능동적으로 행동하고 안정성 기반 유지 관리 조직으로 전환합니다.

간헐적 오류 언제든지 발생할 수 있습니다. 일부는 실제로 "임의"라는 용어를 사용할 수 있습니다. 그러나 의미는 MTBF(평균 고장 간격)를 결정할 수 없다는 것입니다. 이는 일반적으로 수리를 효과적으로 계획하고 일정을 잡을 수 있을 정도로 P-F 곡선 위로 충분히 발생하기 때문에 유도된 고장과 다릅니다. 플랜트는 가능한 경우 프로세스 및 PdM 모니터링을 통해 이러한 장애 모드를 가장 잘 감지할 수 있습니다.

많은 공장은 또한 PM이 유도되거나 간헐적인 고장에서 고장 시작을 결정하는 데 효과적이지 않아 자본 낭비라는 것을 발견합니다. 너무 자주 공장은 PM 빈도를 늘리거나 더 나쁘게는 이러한 실패를 완화하기 위해 새로운 절차를 작성하고 일정을 잡을 수 있습니다. 이것이 궁극적으로 비효율적이고 비용이 많이 들고 통제 불가능한 유지 관리 프로그램으로 이어집니다.

마모 실패 알려진 MTBF가 있고 구성 요소의 수명이 다했을 때 발생합니다. 이러한 유형의 고장 모드는 종종 프로세스 및 PdM 모니터링을 통해 감지할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 시간 기반 보수가 가장 효과적인 유지 관리 전략임이 입증되었습니다.

PM의 정의

PM은 정의에 따라 자산의 기능 또는 사용 수명을 원래 상태로 복원하는 수리/교체 활동입니다. 다른 유형의 PM은 고장 찾기 또는 상태 평가 작업입니다. 발전소는 고장의 결과 또는 고장과 관련된 위험을 견딜 수 있을 때 고장 찾기 작업을 배치합니다. 이러한 작업은 숨겨진 실패를 찾는 데도 유용합니다. 고장을 찾는 한 가지 방법은 대기 중인 플랜트 장비가 유휴 상태에 있는 동안 고장이 나지 않았는지 확인하기 위해 특정 주파수에서 테스트 실행하는 것입니다.

상태 평가 작업은 구성 요소의 고장률을 결정하기 위해 수행됩니다. 조직이 상태 평가 작업을 수행하기로 선택할 때 상태 평가가 MTBF를 결정하는 데 사용된다는 점을 이해해야 합니다. 올바르게 적용하면 본질적으로 양적이어야합니다. 다시 말해, 정밀 측정이 수행되고 교체가 필요한 시기를 정의하는 확립된 기준과 비교됩니다. 공장이 정량적 측정을 수립하는 두 가지 주요 이유가 있습니다.

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제작 스킬의 차이가 최소화됩니다.

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마모율 동향. 가능한 경우 경고 또는 경고 수준(노란색 상태)과 위험 수준 또는 조치 수준(빨간색 상태)을 정의해야 합니다.

유지 관리 전략 구현

각 장비의 잠재적인 고장에 대한 철저한 이해는 플랜트의 각 장비 유형에 대한 고장 모드 및 영향 분석(FMEA)을 통해 개발될 수 있습니다. FMEA 템플릿은 클래스/하위 클래스/한정자 수준(예:펌프/원심/결합 또는 펌프/원심/벨트 구동)에서 개발할 수 있습니다. 템플릿을 개발하여 상당한 시간 절약을 실현할 수 있습니다. 각 장비 유형에 대해 공장은 7가지 기본 RCM 질문에 답할 수 있어야 합니다.

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그 기능은 무엇입니까?

기능적 장애란 무엇입니까?

실패 모드는 무엇입니까?

이러한 실패의 영향은 무엇입니까?

결과는 무엇입니까?

장애를 어떻게 완화할 수 있습니까?

적절한 작업을 찾을 수 없으면 어떻게 합니까?

6번 질문에 답할 때는 앞에서 설명한 대로 프로세스 모니터링, PdM 모니터링, PM의 세 가지 리소스를 순서대로 활용하는 논리적 경로를 고려하십시오.

FMEA가 완료되면 자산 수준에서 적용할 수 있습니다. 이 보다 세분화된 검토는 실패의 결과가 작업을 수행하기에 충분히 큰지 결정하기 위해 중요도 순위 기준과 연결됩니다. 이것은 실제로 "실패 비용이 완화 비용보다 큰가?"라는 경제적 의사 결정 규칙입니다. 이러한 프로그램의 목표는 높은 자산 활용도를 유지하면서 유지 관리 비용을 줄이는 것이기 때문에 이는 매우 중요합니다.

이제 공장은 프로세스 매개변수를 정의 및 전달하고 PdM 경로를 재구축 및 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 플랜트는 저속 및 고속 진동 모니터링, 전기 및 기계적 온도 측정, 모터 회로 분석, 오일 분석 및 NDT 두께 테스트를 사용할 수 있습니다. 현재 PdM 작업으로 정의되고 있는 동일한 실패 모드를 다루는 기존 PM 작업은 시스템에서 제거할 수 있습니다.

유지 관리 전략의 예

공장에서 PM이 고장을 완화하는 가장 효과적인 방법이라고 판단하면 마모된 부품을 교체합니다. 예를 들어 행거 베어링을 처리하는 PM에 대해 스크류 컨베이어가 정지된 경우 교체가 필요한지 여부를 결정하기 위해 검사하는 대신 베어링을 교체하게 됩니다.

이 접근 방식은 라인을 폐쇄하는 비용과 검사를 위해 장비를 분해하는 데 필요한 노동력이 행거 베어링 몇 개를 구입하는 비용보다 높기 때문에 자주 사용됩니다. 수리가 완료되면 제거된 베어링을 "벤치에서" 검사하여 MTBF를 추가로 정의하고 필요한 경우 작업 빈도를 "조정"할 수 있습니다. 이것은 거의 모든 조건 평가 유형 작업을 제거합니다.

PM 빈도는 작업 주문 이력과 공예 지식에 의해 결정됩니다. MTBF에 대한 질문이 있는 경우 지정된 플랜트는 PM 주파수를 설정하기 위해 더 긴 기간을 선택합니다. 실패율에 대해 더 긴 기간을 선택해야 하는 이유는 무엇입니까?

이것이 실패를 일으킬 것이라고 생각할 수도 있지만 이렇게 생각하십시오. 모든 PM이 보수적으로 입력되고 짧고 안전한 간격으로 수행되는 경우 PM 시스템의 크기를 적절하게 조정했는지 확인하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 각 PM이 우리가 아는 한 실제 간격으로 설정되어 있으면 약간의 실수가 있을 수 있지만 이는 비교적 빨리 명백해질 것입니다.

이것은 일부 식물의 경우 엄청난 도약일 수 있습니다. 그러나 대부분의 신뢰성 노력에서 큰 진전을 이루기 위해서는 이것이 올바른 방법임이 증명될 것입니다. 일부 주파수를 놓친 경우 일시적으로 실패를 수용하고 시간이 지남에 따라 개선할 수 있습니다. 주파수가 적절하게 설정되었는지 여부와 예상치 못한 오류가 증가하지 않는지 여부에 따라 성공 여부가 결정됩니다.

결과

이 접근 방식은 일반적으로 다음과 같은 결과를 가져옵니다.

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초기 단계에서는 유지 관리 비용이 줄어들고 계속 유지될 것입니다.

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총 유지보수 인력은 프로젝트 이전 수준에 비해 크게 감소할 것이며 계속 감소할 것입니다. 이것은 일반적으로 계약자를 제거함으로써 실현됩니다.

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프로젝트 투자에 대한 상당한 수익(즉, 처음 3개월 동안의 성과가 전체 프로젝트 비용의 절반 이상을 회수함).

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시설에 대한 OEE가 감소하지 않는 동안 대규모 폐쇄가 가능하여 새로운 자본 장비를 설치할 수 있습니다.

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장비는 PM으로 인해 훨씬 ​​덜 자주 서비스를 중단합니다.

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상태 모니터링 자산의 비율이 증가함에 따라 예측 기술자의 수가 증가합니다. 상태 모니터링 범위의 깊이 때문에 지속적인 모니터링은 프로젝트로 인해 플랜트의 신뢰성이 손상되지 않도록 합니다.

많은 공장과 관리자는 시설의 신뢰성 문제를 해결한다고 주장하는 도구와 시스템을 식별합니다. 독립적으로 구현되는 도구와 시스템은 플랜트 신뢰성을 높이지 않으면서 비용을 증가시키는 추가 모듈일 뿐입니다. 공장의 자산에 가장 비용 효율적인 방법을 적용하여 비즈니스의 총 비용을 최소화하면서 유지 관리 노력을 극대화할 때 진정한 신뢰성이 달성됩니다.

무력의 경제(Economy of Force)는 적을 물리치는 데 필요한 힘만 사용하는 기술을 일컫는 군사용어다. 신뢰성 세계에서 적은 가동 중지 시간, 노동력, 재작업 및 자재 비용입니다. 전 세계적으로 경쟁하기 위해 우리는 공장이 최소 총 비용으로 최대 출력으로 안정적으로 작동하도록 "힘의 경제" 원칙을 사용해야 합니다. 플랜트 및 장비에 대한 통합 유지 관리 및 신뢰성 전략은 이 목표를 달성하는 데 핵심적인 부분입니다.

Timothy White는 테네시주 내슈빌에서 열린 Noria Corporation 회의에서 이 기사를 발표했습니다. Noria 회의 및 교육 행사에 대한 자세한 내용은 conference.reliableplant.com을 참조하십시오.