도란시스템 - 설비관리 칼럼

예방보전 운영전략 4 - 신뢰성 기반 PM 기준 설정 방법론

서정학 설비관리 경영전략 컨설턴트

예방보전 운영전략 마지막 주제로 어떻게 하면 신뢰성이 보장된 PM기준을 수립할 것인가에 대해 설명할 것입니다. 여기서 소개하고자 하는 방법론은 RCM(Reliability Centered Maintenance)을 근간으로 최근 기업에서 도입하고 있는 기술을 접목해 설명할 것입니다.  RCM은 항공기 예방보전 프로그램으로 개발된 방법론으로 일반적인 생산공정에서 적용하기 어려워 최근에는 간략화 시킨 방법론을 적용하고 있습니다.

예방보전 프로그램은 모든 고장을 방지하기보다는 기술적 가능성과 비용적 효과를 고려하여 운영되어야 하며, 한방에 해결하기 보다는 설비분석과 보전이력을 바탕으로 고장 리스크를 점차 줄여 나갈 수 있도록 프로세스, R&R, 조직 구성이 무엇보다도 중요합니다.  

RCM 구현 절차는 크게 준비단계, RCM 분석단계, 실행단계 3단계로 나누어 진행합니다.

Ⅰ. 준비단계

□ 설비별 중요도 분석(고장으로 인한 영향도_생산, 고객, 안전/환경 등)으로 RCM 분석 설비 우선순위 설정

모든 설비를 한꺼번에 RCM 분석을 할 수 없습니다. 통상 한 공정에는 공장 규모에 따라 다르겠지만 15개에서 30개 정도 설비가 존재할 것입니다. 여기서 설비라고 하면 기계, 전기, 제어 장치가 결합하여 하나의 생산활동을 수행할 수 있는 시스템 단위의 설비라고 생각하면 될 것입니다. 각 설비별로 중요도 분석을 통해 어떤 설비부터 RCM 분석을 할 것인가를 정해야 합니다.

□ RCM 분석을 위한 수행 조직 구성

앞서 설비단위로 RCM 분석을 수행하기 위해서는 가능하면 운전부서, 보전부서, 엔지니어링부서의 설비담당자가 참여해야 설비 기능 및 고장분석을 제대로 할 수 있습니다. 가능하면 엔지니어가 회의 진행을 담당하고, 회의 시 각자 해야 할 업무를 분담하여 분석한 정보를 서로 공유함으로써 합리적 의사결정과 설비를 서로가 이해하는데 크게 도움이 될 것입니다.통상 일주일에 1회씩 2시간 정도 모여 RCM 분석을 할 수 있도록 TFT로 조직화 되어야 하고, 임원이 적극적인 관심을 갖고 점검을 할 때 제대로 된 RCM 분석을 수행할 수 있습니다. 통상 하나의 설비를 RCM 분석하는데 1달~2달 소요될 것이며, 전 공정에 있는 중요설비 전체를 분석한다면 1년~2년 정도 소요될 것입니다. 

□ 자료 준비

RCM 분석 회의시 보다 효율적으로 운영하기 위해서는 가지고 있는 자료를 충분히 준비하여야 합니다. 특히 설비 매뉴얼, 운전 매뉴얼, 설비 보전 실적, 고장실적, 타 공장의 유사설비 고장이력, 각종 도면 등을 준비하여 회의 시 필요한 정보를 확인할 수 있도록 준비되어야 보다 효율적으로 회의를 진행할 수 있습니다.

Ⅱ. RCM 분석단계

RCM 분석 절차는 7가지 항목에 대하여 순서대로 수행합니다.

Step 1) 기능정의(Function Definition)

기능이란 설비가 어떤 역할을 수행하는지 정의하는 것입니다. 복사기는 복사해 주는 것이고, 용접기는 두 개의 물체를 붙여주는 것입니다. 주기능이 대부분 설비의 명칭과 일치하는 경우가 많습니다. 또한 주기능 이외에도 제어기능, 안전보호 기능, 예비 기능 등 매뉴얼을 통해 여러 가지 기능 중 리스크가 큰 기능 중심으로 정의해야 합니다. 그 다음 기능에 대한 성능기준을 작성해야 합니다. 예를 들어 복사기에서 “100장/분 이상 복사” 해 주는 기능같이 할 수 있습니다. 성능에는 정량적으로 나오는 경우도 있고, 정성적으로 양호/불량으로 표현될 수 있습니다. 기능정의가 왜 중요할까요? 보전부서의 역할이 설비의 기능을 정상적으로 유지시켜 주는 것이며, 설비가 정의된 성능기준으로 작동하지 않을 때 고장이기 때문입니다. 보전목적은 설비의 기능이 정상적으로 가동될 수 있도록 하는 것입니다.

Step 2) 기능고장(Function Failure) 정의

정의된 기능을 수행하지 못하는 경우입니다. 예를 들어 방의 온도 관리 기준이 5~10℃로 유지되는 기능이라고 하면 기능고장은 방의 온도가 5℃ 미만으로 되는 경우, 방의 온도가 10℃ 초과하는 경우, 방의 온도 제어가 되지 않는 경우 등으로 나눌 수 있을 것입니다.  이와 같이 기능고장을 분류하는 것은 기능 고장별로 고장원인을 찾거나 예방보전 정책을 수립하기 좋기 때문입니다. 운전자 관점에서는 고장원인보다는 기능고장을 쉽게 확인할 수 있기 때문입니다.

Step 3) 고장모드(Failure Mode) 분석

고장모드는 고장원인과 고장 현상을 분석하는 것입니다. 즉 고장이 어떻게 일어나고 고장경로는 어떻게 되는지를 작성하는 것으로, 가장 중요한 것은 고장의 근본원인을 찾는 것입니다. 고장의 근본 원인을 알아야 예방보전 정책을 수립할 수 있기 때문입니다, 예를 들어 “베어링 고장으로 롤러 회전 불가”라는 고장이 발생하였다면 고장 근본 원인이 롤 회전축 센터링 불량, 베어링 급지 불량, 수명에 따른 베어링 마모 파손 등 여러가지 나올 수 있습니다. 또한 고장 현상은 “롤러 회전불가로 운전실에 알람이 발생하고, 라인은 정지된다.”와 같이 작성할 수 있습니다.

Step 4) 고장결과 분석

설비 고장으로 라인이 정지되고, 전/후 공정에 생산 영향이 없음, 롤러 교체 및 보전작업에 4시간이 소요되고, 정상운전으로 제품까지 생산하는데 총 5시간의 생산손실을 가져옵니다. 생산손실액은 1천만 원, 자재비 2백만 원, 인건비 1백만 원의 손실을 가져옵니다.

Step 5) 고장영향 분석

영향분석은 크게 3가지로 분류합니다. 첫 번째가 고장이 발생하였을 때 운전자가 고장이 발생하였는지 쉽게 알 수 있는 가입니다. 즉, 드러나는 고장인지 또는 숨은 고장인지를 파악하는 것입니다. 즉 고장이 발생하였는데 알람이 울리고, 설비가 자동으로 정지된다면 고장 확인이 바로 가능한 것입니다. 두 번째가 고장으로 인해 안전/환경에 영향을 주는가이고, 세 번째가 생산과 품질에 영향을 주는 가입니다. 고장영향 분석을 효율적으로 하기 위해서는 고장모드, 고장결과 분석정보가 정확하게 작성되면 쉽게 수행할 수 있습니다.

Step 6) 예방 보전 전술 설정

고장을 예방하기 위해 어떤 작업을 언제 수행할 것인가를 설정해야 합니다. 예를 들어 “롤러 베어링 진동 점검”을 4주에 한 번씩 예지보전(Predictive Maint’)하는 것이 보전 전술을 설정하는 것입니다. 여기서 중요한 것이 설정한 보전전술을 수행하면 대부분의 고장을 예방할 수 있는 것인지와 또 하나는 사후보전(Breakdown Maint’)보다 비용 효과적이어야 한다는 것입니다. 만약 두가지 질문에 하나라도 부합되지 않으면 다른 보전 전술을 설정해야 합니다.

Step 7) 예방보전이 불가하다면 대책은 무엇인가?

모든 고장을 예방할 수 없습니다. 최근 컴퓨터화로 자동화된 기계에서 전자부품이 언제 고장이 발생할 것인지 예방보전으로 예측하는 것은 매우 어렵습니다. 그렇다고 무조건 사후 보전할 수 없습니다. 그래서 고장영향 분석에서 고장으로 인해 안전/환경에 영향을 주거나, 생산에 리스크가 크다면 고장이 발생하지 않도록 설비를 개선하거나 운전방법을 변경해야 합니다. 즉 보전부서의 역할이 설비 고장으로 인한 리스크를 줄이는 것이 가장 큰 임무 중에 하나일 것입니다.

Ⅲ. RCM 실행단계

RCM 분석이 완료되면 다음과 같은 업무를 통해 조속히 예방보전을 수행해야 합니다.

□ 부서 내 직원과 합의 및 공유

RCM 분석 결과를 조직 내 팀원과 공유하여 추가 보완해야 할 사항에 대하여 검토되어야 합니다. 특히 예방보전 기준은 조직 내 합의 과정을 통해 수행되어야 설비 신뢰성도 높이고, 다른 직원이 예방보전을 수행할 때 왜 보전 작업을 수행하고 주기가 어떻게 설정되었는지 알 수 있기 때문입니다.

□ 부서장의 신속한 승인

많은 시간을 들여 RCM 분석서와 개선되어야 할 예방보전에 대하여 부서장이 승인 시 빨리 승인여부를 결정해야 합니다. 이것은 RCM 분석 담당자에게 사기를 높여 줄 뿐 아니라 늦게 승인할 경우 개선된 예방보전 정책이 지연되어 결국 설비의 신뢰도를 저하하게 됩니다.

지금까지 RCM 분석 준비, 절차, 실행 단계별로 해야 할 업무를 소개하였습니다. 실제 RCM을분석 해 보면 생각보다 시간이 많이 소요될 뿐 아니라, 우리가 아직 설비의 기능을 잘 모르고 있다는 것을 깨닫는 경우를 종종 볼 수 있습니다. 한꺼번에 너무 많은 것을 하기보다 하나씩 정확하게 분석을 수행하는 것이 설비 안정화에 도움이 될 것입니다.

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