정기검사하에서 마모한계에 의한 부품의 최적교환

Abstract

장비를 설계할 때는 당연히 그 장비에 고장이 발생할 것을 고려하지만 고장이 발생하지 않는 완벽한 장비를 설계할 수는 없다. 이것은 장비가 사용되는 운용환경이 불확실하기 때문에 그와 같은 설계가 불가능할 뿐 만 아니라 설령 가능하다 하더라도 그와 같은 설계는 경제성이 없다.따 라서 장비를 운용할 때 부품의 적절한 예방교환을 포함한 정비를 행함으 로써 장비를 효율적으로 운용할 수 있다. 지금까지 밝혀진 바에 의하면 부품의 고장이 단지 부품의 사용시간에 의존하여 발생하기 보다는 부품의 사용시간이 경과함에 따라 누적되는 비가역적인(irreversible) 열화에 직접적으로 의존해서 발생하고 있다. 이 경우 부품의 교환정책은 사용시간에 기초한 교환정책보다 열화된 양 에 기초한 교환정책이 더 효율적이다. 더욱이 부품의 고장에 직접적으로 영향을 주는 이 열화량을 연속적으로 관찰하는 것이 불가능하고 정기적 으로 행하는 검사에 의해서만 측정할 수 있는 경우에는 예방교환정책은 부품이 고장나거나, 또는 고장나지 않았더라도 정기적으로 행하는 검사 시에 측정된 열화량이 일정한 열화한계에 도달하면 교환하는 것이다. 본 논문은 부품이 열화의 일종인 점진적으로 진행하는 마모에 종속하 여 확률적으로 고장을 일으킬 때 정기적으로 행하는 검사에 의해서 그 부품에 대한 마모량이나 고장을 파악하여 예방교환하는 정책에 대하여 다루었다. 부품의 마모는 시간에 따라 stationary and independent increments process로 표현되고 마모에 따른 고장분포는 임의의 분포로 주어질 때 주어진 비용요소에 대해 단위시간당 총평균비용을 최소화하는 예방교환을 위한 최적 마모한계를 두 가지 경우에 대하여 구하였다. 첫째, 점진적으로 진행하는 마모에 종속하여 확률적으로 고장을 일으 키는 부품이 있고 이 부품이 계속해서 사용되므로 고장을 항상 정확히 파악할 수 있다. 그러나 부품의 마모량은 정기적으로 행하는 검사에 의 해서만 알 수 있다. 비용으로는 부품의 마모량에 대한 검사비용, 부품의 교환비용, 고장이 발생했을 때 부과되는 벌과비용을 고려하여 단위시간 당 총평균비용을 구성하였다. 이때 단위시간당 총평균비용을 최소화하는 예방교환을 위한 최적 마모한계는 마모에 따른 부품의 고장률이 마모에 따라 증가함수인 경우, 즉 증가하는 마모종속고장률의 경우에 유일함을 알 수 있었다. 둘째, 점진적으로 진행하는 마모에 종속하여 확b}活岵막? 고장을 일으 키는 부품이 있으나 이 부품이 사용되지 않고 있으므로 부품의 고장을 정확히 파악할 수 없다. 이와 같은 경우는 부품이 특별한 상황을 위해서 만 사용되고 특별한 상황이 언제 발생할지 모르므로 부품이 고장나지 않 고 사용될 수 있는 준비태세하에 있어야 한다. 이와 같은 준비태세하에 서는 부품의 마모량뿐만 아니라 고장까지도 정기적으로 행하는 검사에 의해서만 파악될 수 있다. 고려된 비용은 부품의 마모량이나 고장에 대 한 검사비용, 부품의 교환비용, 고장이 발생해서 그것이 검사에 의해서 발견될 때까지의 위험에 대한 비용이다. 이때 단위시간당 총평균비용을 구성하였고 이를 최소화하는 예방교환을 위한 최적마모한계를 도출하였 다. 앞에서의 경우와 마찬가지로 부품이 증가하는 마모종속고장률을 가 지면 예방교환을 위한 최적 마모한계가 유일함을 알 수 있었다.