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이제는 전략적인 유지보수다

장기적인 경기 불황이 이어지고 제품 수요가 감소하는 현재와 같은 상황에서는 제조라인에 대한 새로운 평가가 요구된다. 다운타임의 최소화를 통해 생산성 향상과 적기 출하를 유지해야 할 때이다. 전략적 유지보수를 통해 자산의 생명주기내에서 적절한 시기에 올바른 작업을 실행하여 자산능력을 최대로 끌어올릴 수 있다.

대부분의 제조 공장에서 컨트롤러와 드라이브, 모터, 인터페이스와 같은 자동화 제어 시스템의 각 컴포넌트는 매우 중요하며 공장의 생산성에 막대한 영향을 미치는 부분이다. 유지보수 관련 인원은 이러한 공장 자산이 가지고 있는 눈에 띄지 않는 가치를 충분히 이해하면서 이 자산의 능력을 최대한 활용하는 것에 대한 이해와 실행 능력이 떨어지는 편이다.

그러나 유지보수는 조금만 개선해도 생산 라인의 처음 부분에서 끝 부분까지 상당한 성과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 제품 품질 향상에 기여할 수 있는 몇 안 되는 부분 중의 하나이다. 공장 가동 시간을 최대한으로 유지하고, 제반 비용을 줄이며, 이익을 증대할 수 있도록 하기 위해, 제조 회사는 자산의 생명 주기 내에서 적절한 시기에 올바른 작업을 하여 자산 능력을 최대로 끌어올릴 수 있는 유지보수 관련 전략을 수립해야 한다. 자산의 전체 생명 주기에 걸쳐서 적절한 유지보수 관련 전략수립과 도입을 통해, 총자산 수익률(RONA, Return On Net Assets)과 전체 설비효율 (OEE, Overall Equipment Effectiveness)과 같은 주요 성능 관련 지수에 긍정적인 영향을 미칠 수 있고 현재의 유지보수 방식과 목표를 명확하게 하여 유지보수를 통한 이익을 극대화할 수 있다.

예측 보전 (Predictive)

로크웰 오토메이션은 지난 몇 년간 업계에서는 다양한 종류의 공장 현장에서의 유지보수 방법을 개발해 왔고 이 중 하나가 예측보전이다.

예측보전은 현재 전체 상황과 기기 작동 상황을 감시하고 앞으로 특정 기간 내에 기기 고장이 발생할 가능성이 있는지의 여부를 판단한 후, 이 고장이 발생하지 않도록 이에 상응하는 대응책을 실시하는 것이다. 일반적으로, 예측보전은 중요한 공정 내에서 사용 중에 있는 기기에 적용하는 경우가 많으며 고장 방지에 따른 비용 절감이나 수익향상 등을 통해 예측보전 효과를 계산한다.

제조 회사는 효율적인 예측보전 프로그램을 통해 공장 생산에 막대한 피해를 입힐 수 있는 기기 고장이 발생하기 전에 이를 방지할 수 있는 방안을 모색하여 실행하는 것이다. 더 나아가, 예측보전을 통해 기기 또는 부품 교체, 수리가 생산에 차질이 없도록 적절한 시기에 교체 또는 수리를 할 수 있도록 미리 문제발생에 관한 경고를 표시하도록 할 수 있다. 이 기능으로 근무 초과 시간을 줄일 수 있고 유지보수의 필요에 따라 미리 부품을 주문할 수 있게 되어 부품 재고를 효율적으로 관리할 수 있다.

예측보전 방식은 유지보수 관련 인원 교육과 훈련이 잘되어 있고 발생할 수 있는 문제를 해결하는데 필요한 충분한 시간이 있는 경우 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 정보를 통해 제어를 할 수 있는 통합 아키텍쳐와 함께 필요한 데이터 수집과 공유를 할 수 있는 높은 수준의 기기를 갖추고 있을 경우 큰 효과를 볼 수 있다.

예측보전 프로그램은 다른 유지보수 방식에 비해 도입 시 비용 더 든다. 그러나 올바른 전략 실행을 통해 발전기기 또는 석유화학 정제설비 등과 같이 연속으로 이루어지는 공정이나 제품 품질에 큰 영향을 미칠 수 있는 중요한 기기를 관리할 경우, 기기 손상에 의해 발생하게 되는 막대한 손실 비용에 따져 보면 실제 드는 비용을 현저히 줄일 수 있다.

예방 보전(Preventive)

제조 회사에서 사용하는 또 다른 유지보수 방식은 예방보전이다. 로크웰 오토메이션에 따르면, 예방 보전은 시간을 정해 놓고 실행하는 방식으로 미리 정한 시간에 따라 주기적으로 유지보수를 실시하여 각종 컴포넌트나 부품, 시스템 기능이 저하되는 것을 감지하고, 방지하며, 완화하는 방식이다.

공장 환경에서 예방보전은 기기종류와 제원에 따른 성능과 작동 상태에 따라 매 달 또는 매 4분기, 1 년에 2번, 1 년에 1번 등과 같은 방식으로 유지보수를 실시한다. 이 방식을 통해 기기 고장 확률을 줄일 수 있고 구성 부품의 생명을 연장할 수 있지만 유지보수 시 기기의 상태와 상관 없이 미리 정한 일정에 따라 유지보수를 하기 때문에 많은 작업이 뒤따르게 된다.

이 예방보전 방식은 많은 비용이 드는 기기와 생산공정에 있어서 매우 효율적인 방식이라 할 수 있다.

또한, 이 방식은 유지보수 관련 인원이 필요한 작업을 하는 데 있어서 충분한 지식과 기술, 시간이 있을 경우 그 효과를 볼 수 있다.

사후 보전 (reactive)

유지보수의 세 번째 방식인 사후보전은 기기 고장이 발생할 때까지 계속 기기를 가동하는 방식이다.

이 유지보수 방식의 경우, 예방보전 또는 예측보전을 하지 않고 기기 상에 문제 발생 시에만 유지보수를 한다.

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제조 회사에서는 기기 또는 부품 고장이 발생할 때까지 유지보수 관련 비용이 들지 않게 되기 때문에, 사후보전 방식이 비용이 가장 적게 드는 유지보수 방식으로 보일 수 있다. 그러나, 현실적으로 사후보전 방식에만 의존할 경우, 제조회사는 결국 유지보수에 더 많은 비용과 더 많은 시간을 낭비한다. 예방보전 방식을 사용하지 않고 사후보전 방식만을 사용할 경우, 고장 수리에 드는 평균 시간 (MTBF, mean time between failure)은줄지만 결과적으로, 더 많은 부품 교체가 필요하고 그만큼 더 많은 비용이 든다.

나아가 계획이 없는 상태에서 공장 가동이 멈추게 되고, 예상보다 더 자주, 더 길게 공장 가동이 멈추는 일이 발생하기 때문에 수리 관련 비용이 더 많이 든다. 로크웰 오토메이션은 사용하는 기기가 중요하지 않고 기기 고장이 제품의 품질 또는 사업 수익에 영향을 미치지 않을 경우에만 그 효과를 발휘할 수 있다고 설명했다.

대부분의 제조 회사들이 더 많은 예측보전 방식과 예방보전 방식을 도입하려 하는 데 노력을 기울이고 있지만 여전히 어느 정도의 사후보전 방식이 필요하다. 예상치 못한 문제나 피치못할 사정으로 변경을 해야 하는 일은 발생하기 마련이고 제조 회사는 제대로 준비가 되어 있는 사후보전 절차를 통해 비상 시에 드는 비용을 최소화하고 변경 또는 유지보수 작업을 최대한 빨리 할 수 있도록 해야 한다.

로크웰 오토메이션은 “일반적인 경우, 유지보수에 있어서 목표나 공정의 중요도에 따라 예측보전과 예방보전, 사후보전을 적절히 혼합하여 사용해야 합니다.”라고 말한다. 또한 공정의 작동 성능과 공장 가동시간 등과 같은 점을 염두에 둔 상태에서 최고의 성과를 얻을 수 있도록 각 유지보수 방식의 비율을 설정할 수 있어야 한다고 설명했다. 예를 들어, 2일에 1시간 또는 1주일에 5시간과 같이 제조회사에서 생산 라인에 대해 허용할 수 있는 공장 다운타임의 최대시간을 설정한 경우, 이 생산라인 내에 있는 기기 또는 부품에 있어서 유지보수 방식을 결정하는 데에는 유지보수 시간과 공장 가동 시간이 중요한 요소가 된다.

제품 생명 주기 관찰

자산의 성능과 신뢰도, 유지보수 용이성에 따른 자산의 수명을 염두에 두고 기기에 대한 실제 유지보수 관련 조건과 그 기능을 판단해야 한다. 자동화시스템 도입에 대해 최대한의 수익을 거둘 수 있도록 하기 위해 올바른 기기와 인원, 공정을 적용하는 것이 유지보수 전략의 핵심이라 할 수 있다.

일반적인 경우, 기기의 생명 주기에서 초기 단계에서는 기기와 기술, 제어 아키텍처에 더 중점을 둔다.

초기 단계를 지나게 되면 기기에 대해 최대한의 투자 대비 수익을 올릴 수 있도록 하기 위해 기기유지 보수 간격을 늘리고 예상치 못한 다운타임을 최소화하고 기기가 제원에 맞게 작동할 수 있도록 하는 방식으로 유지보수 관련 인원과 공정, 유지보수 방식에 더 중점을 둔다.

기기와 전체 생산라인의 전체 생명주기내 유지보수 계획은 프로젝트 설계 단계에서 세워지게 된다. 설계와 설치 단계에서 유지보수 전략을 설정하는 방식으로, 제조회사는 전체 생명주기에 걸쳐 가장 많은 투자대비 수익을 올릴 수 있는 각 생산기기에 대해 올바른 유지보수 방식을 결정하고 이를 도입할 수 있다.

생명 주기의 작동과 유지 단계에서는 창고에서 공장 생산현장, 출하장소에 이르기까지 전체 생산환경을 최적의 상태로 유지하기 위한 노력에 초점을 맞춘다. 이 목표를 달성하기 위해 설계 와 설치 단계에서 결정된 예측보전과 예방보전, 사후보전 방식을 사용하게 된다. 이 후 시간이 더 흐르면 고장에 의해 기기 또는 부품을 교체하기 전 이들 기기를 비용 면에서 최대한 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 데에 유지보수의 중점을 둔다.

많은 제조 회사에서 기기를 교체해야 할 단계에 오면 주로 사후보전 방식으로 대응하게 된다. 그 결과, 예상치 못한 기기 고장이 더 자주 발생하게 되고 이에 관한 기술적인 지식이 충분치 않아 기기 수명을 연장하는 데 더 많은 어려움을 겪는다.

로크웰 오토메이션은 “설계 단계시 엔지니어링 부서에서 기기 전체 생명 주기에 걸쳐 예측보전과 예방보전, 사후보전을 적절하게 혼합하여 사용할 수 있도록 올바른 유지보수 전략을 수립할 경우 수익을 올릴 수 있습니다. 이 전략을 통해 최적의 생산환경 상태를 조성할 수 있고 공장 가동 시간을 최대한으로 유지할 수 있으며, 비용절감과 수익증대 효과를 볼 수 있습니다.”고 말했다.

제공: 로크웰 오토메이션 www.rockwellautomation.co.kr

아이씨엔 매거진 2009년 01월호

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