자동차정비소, 자동차학과, 자동차정비기사 등 자동차정비사업 요점정리 1. 시설·장비관리 시스템

1. 시설·장비관리 시스템

가. 관리의 목적

시설 및 장비관리의 목적은 기계뿐만이 아니라 각종 설비물에 이르기 까지 모든 설비
물에 대하여 항상 완전한 상태로 유지하고, 고장을 사전에 방지하며 고장의 범위를 가
능한 적게 하는 것이다.
과거와 같이 간단한 기계나 장치에 대해서는 관리의 중요성이 크게 요구되지 않았지
만 오늘날 산업이 자동화됨에 따라 각종 기계들은 복잡한 원리와 구조로 설계, 제작되
므로 기계의 구조와 기능에 대한 전문적인 지식은 물론 정비에 대한 중요성이 깊이 인
식되고 있다.
기계의 관리가 불완전하면 고장이 자주 발생하고 따라서 수리를 하게 된다. 수리 시
간이 길어지면 기계의 가동률이 떨어지고 작업에 지장을 주므로 현장 기술자는 작업의
공정만 우선적으로 생각해서는 안 된다.
관리의 목적 가운데 중요한 사항의 하나는 기계의 수명을 연장시키는 것이라 할 수 있
다. 기계를 오래 사용하면 여러 가지 장애가 일어난다. 즉 마멸, 결합부의 나사 풀림, 오
손, 산화 부식, 변질, 변형, 강도 저하 등이며 또한 연료, 윤활유, 냉각수 등의 누설, 전
기·전자 재료의 절연 불량, 진동, 과열 등의 장애가 일어날 수 있다. 그러므로 이와 같
은 장애가 일어나지 않도록 예방 정비를 하면 내구력을 오래 유지하는 반면에 이를 소
홀히 하면 고장이 속출하여 폐품이 될 수도 있다.
따라서 각부의 조절, 수리, 윤활 등 기계의 수명에 막대한 지장을 초래하는 사항에 대
하여 매일, 매주 매월 등의 정기 점검을 통하여 기계의 성능을 완전한 상태로 유지하여
야 한다.

 

나. 시설 및 장비 진단 기술

최근 들어 장치나 기계는 점점 더 대형화, 고속화, 연속화, 복잡화의 일도를 걷고 있
다. 따라서 설비 이상이 생산이나 품질에 주는 영향은 추측하기 어려울 정도로 크게 되
어 있고 시설을 유지하기 위한 보전비용도 기업경영에서는 큰 비중을 차지하고 있다.
이와 같이 중요한 시설보전을 가장 효율적으로 정확히 행하기 위해서는 우선 그 대상이
되는 시설이나 설비의 열화, 고장의 상태, 또한 열화의 원인인 스트레스 등을 정확하게
알 필요가 있다. 시설과 설비의 상태를 정확히 알고 기술적 근거를 기초로 하여 다음과
같은 시설과 설비관리의 중요업무를 행해야 한다.
● 보수나 교환의 시기나 범위의 결정
● 수리 작업이나 교환 작업의 신뢰성 확보
● 예비품 발주 시기의 결정
● 개량 보전 방법의 결정
따라서, 설비보전의 모든 활동을 효율 좋게 정확히 행하기 위해서는 설비의 열화나
고장, 성능이나 강도 등을 정량적으로 관측하여 그 장래를 예측하는 설비진단기술(Machine Condition Diagnosis Techique, CDT)이 꼭 필요하다.
결국, 설비진단기술이란 설비의 상태 즉, ①설비에 걸리는 스트레스 ②고장이나 열화
③강도 및 성능 등을 정량적으로 파악하여 신뢰성이나 성능을 진단 예측하고 이상이 있
으면 그 원인, 위치, 위험도 등을 식별 및 평가하여 그 수정 방법을 결정하는 기술이라
고 말할 수 있다. 따라서 설비진단기술은 단순한 점검의 계기화나 고장 검출기술이 아
니라는 점에 주의해야 한다. [그림 1-1]은 시설 및 설비진단기술의 개념을 나타내었다.

시설 및 설비진단기술의 개념

다. 시설 및 장비 진단 기술의 필요성

(1) 시설 및 설비측면 데이터에 의한 신뢰성
가) 설비의 대형화, 다양화에 따른 오감 점검 불가능
나) 설비의 대형화, 다양화에 따른 고장손실 증대
다) 설비의 신뢰성 설계를 위한 데이터의 필요성
(2) 조업면 크레임 방지
가) 고장에 의한 제품 불량의 통제
나) 고장에 의한 납기 지연, 크레임 방지
다) 생산단위 대형화로 인한 고장손실이 많아질 때
(3) 정비 계획면 고장의 미연 방지
가) 과잉정비 지양
나) 인위적 고장 방지 및 전문 기술자 확보의 필요성
다) 설비진단에 의한 재고기간 단축
라) 고장의 미연 방지 및 확대 방지
(4) 설비 관리면 정량적
가) 정량적인 점검이 불가능할 때
나) 열화상태의 부품파악이 곤란할 때
다) 기술축적과 설비대책이 곤란할 때
(5) 점검면 우수 점검자 확보
가) 대형·고속기계의 진단 곤란
나) 데이터에 의한 기록유지 곤란
다) 점검자의 기술수준에 따른 격차
라) 점검개소의 증대
마) 우수 점검자의 확보 미흡
(6) 에너지면 자원 절약
가) 설비의 수명연장(고장 조기발견)
나) 에너지 절약(가벼운 고장 시 수리하여 고장 확대 방지)

(7) 환경 안전면 사고, 오염 방지
가) 설비 고장에 의한 환경오염 방지
나) 설비 고장에 의한 재해사고 방지

라. 설비진단 기술의 도입 효과

(1) 점검원이 경험적인 기능과 진단기기를 사용하면 보다 정량화 할 수 있어 누구라도
능숙하게 되면 동일레벨의 이상 판단이 가능해진다. 예를 들면 청음봉으로 베어링
의 이상 판단을 할 경우 전문가가 설비의 이상이라고 판단할 때의 진동치를 한계치
로 기준하여 진동을 측정하면 누구라도 이상측정이 가능하다.
(2) 경향관리를 실행함으로써 설비(부위)의 수명을 예측하는 것이 가능하다. 이에 따라
계획수리가 가능해지고 생산계획의 유연한 대응이 가능해지며 효율적인 예비품 관
리·공사관리가 가능하게 된다.
(3) 정밀진단을 실행함에 따라 설비의 열화부위, 열화내용 정도를 알 수 있기 때문에 오
버홀이 불필요해진다.
(4) 중요설비, 부위를 상시 감시함에 따라 돌발적인 중대고장 방지를 도모 하는 것이 가
능해진다.
마. 시설 및 장비의 정비 종류
정비 시스템은 사후 정비(BM : Breakdown Maintenance), 예방 정비(PM : Preventive
Maintenance), 생산 정비(PM : Productive maintenance), 개량 정비(CM : Corrective
Maintenance), 정비 예방(MP : Maintenance Prevention), 종합적 생산정비(TPM :
Total Productive Maintenance)로 분류된다.
(1) 사후정비
설비 및 장치, 기기가 기능이 저하되었거나 기능이 정지, 즉 고장 정지된 후에 보수나
교체를 실시하는 것으로 경제성을 고려하지 않고 상황이 발생되는 대로 적당히 처리하
는 비계획적인 정비이며 우리나라의 기업 중 70%이상이 적용하고 있다.
설비고장에 따른 원인 규명이 불가능하기 때문에 기계고장을 천재지변이나 원인 불명
에 의한 고장으로 분류하고 있어 대외 경쟁력 약화의 원인이 되고 있다.

가) 사후 정비의 단점

1) 대형설비 사고의 위험 가능성이 존재한다.
대형 회전기기의 돌발 고장은 모터 소손, 베어링 파손으로 연결되는 경우가
많다. 이 경우 현장은 밸런싱이나 베어링 교체 등을 통해 쉽게 해결할 수 있는
것을 대형 설비 사고로 진행시키는 경우가 많다.
2) 돌발일 경우 수리시간 예측이 어렵다.
돌발 고장일 경우 고장의 원인이나 필요 부품 파악이 어렵고, 조사 후 필요 부
품 수급이 곤란하며, 부품 확보 시간을 포함한 수리시간 예측이 어렵고 그 시간
만큼 생산 손실을 감수하여야 한다.

표 1-1. 정비의 발전과정

 

사후 정비
● 고장, 정지 또는 유해한 성능저하를 가져온 후에 수리를 행하는 것
(돌발고장이 많고 설비가동률 저하)
예방 정비
● 생산의 경제성을 높이기 위한 보전
● 고장, 정지 또는 유해한 성능저하를 가져온 상태를 발견하기 위한 설
비의 주기적 검사로 초기 단계에서 이런 상태를 제거 또는 복구시키
기 위한 보전
생산 정비 ● 생산성이 높은 보전, 최경제 보전
개량 정비
● 설비자체의 체질 개선
(예방정비 고장이 없고 정비하기 쉬운 설비로 개량)
보전 정비
● 신설비의 PM설계
● 고장이 없고 정비가 필요하지 않은 설비를 설계, 제작 또는 구입
● 미국 Factory 제창 : 신뢰성, 정비성, 경제성을 고려한 설비 설계에
대한 중요성 인식
종합적
생산정비
● 설비효율을 최고로 하는 종합적 효율을 목표로 설비의 라이프 사이클을
대상으로 한 PM의 종합 시스템을 확립하고, 사용, 보전부문 등 전 부문
에 걸쳐 전원 참가하여 동기부여 관리
즉, 그룹별 자주관리 활동에 의해 PM을 추진하는 것

3) 정비자의 기능 및 기술 향상이 어렵다.
기계가 고장이 발생될 때까지 정비자는 할 일이 없다. 아무런 측정 장비도 없
고, 단지 경험에 의한 노하우로 설비를 점검하기 때문에 고장 징후를 발견하더
라도 설비에 대한 지식이 없는 상사로부터 묵살 당하기 쉽다.
4) 제품 불량률이 높고 동일 고장의 반복적 발생빈도가 높다.
기계내부의 결함으로 타 요소기기에 영향을 미치게 되고 본래의 내부 원인보
다는 외부요인을 기계고장으로 판단했을 때 계속적으로 동일한 고장이 발생될
경우가 많다. 아울러 기계 내부에 의해 진동이 증가하면 그 진동으로 인해 제품
의 불량률을 높게 할 가능성도 많다.
나) 사후정비가 최적인 경우
기계 고장이 적고 영향도 작을 때
기계의 예비기가 준비되어 있을 때
기계고장이 생산에 영향을 미치지 않을 때
대부분 전기 장치일 때
특정 종류의 제어계일 때
돌발 고장형 기계일 때
다) 고장 분석 순서
작업을 시작하기 전에 세밀히 검사하여 응급조치가 필요한가를 결정한다.
고장 흔적을 조사하고 참고 자료를 수집한다.
정비 기록표를 참고로 하여 원인을 분석한다.
고장의 원인을 제거한다.
고장 부분을 수리한다.
장비를 점검한다.

(2) 예방정비
예방 정비란 고장, 불량이 발생하지 않도록 하기 위하여 평소의 점검, 정밀도 측정, 정
기적인 정밀검사(부분적·전체적), 급유 등의 활동을 통하여 열화 상태(劣化狀態)를 측
정하고, 그 상태를 판단하여 사전에 부품교환 또는 수리를 하는 정비를 말하며 최근에
는 설비의 상태를 검사, 진단하는 설비진단 기술에 의한 정비를 예지 정비(豫知整備)라한다.

 

가) 예방정비의 종류
① 일상 정비 : 일상 정비란 고장의 유·무(有· 無)에 관계없이 급유, 점검, 청소 등
점검표(check list)에 의해 설비를 유지 관리하는 정비활동을 말한다.
② 순회(petro)정비 : 모든 기계에 예방정비를 행하면 비경제적이므로 설비의 이상
유무를 예지(豫知)하여 정기적으로 순회하며 간이 정비를 함으로써 고장을 미연
에 방지하는 정비 활동을 말한다.
③ 재생(再生)정비 : 설비 전체를 분해, 각부 점검, 부품 교체, 정밀도 검사 등을 함
으로써 설비 성능의 열화를 회복시키는 정비 활동을 말한다.

예방정비의 단점
① 경제적 손실이 크다
: 내부 결함이나 상태를 모르는 상태에서 일정 주기별 부품을 교체하거나 수리가 필
요하지 않은 정상적인 상태의 기계를 분해, 청소 후 재 조립함으로써 발생하는 경
제적인 손실이 크다.
② 돌발 발생이 생길 수 있다
: 주기적 수리가 모든 요소 기계의 내부 결함이나 상태를 수리하는 것은 아니기 때
문에 주기별 부품 교체가 있어도 교체하지 않은 부품의 결함으로 인한 돌발 고장
의 가능성이 항상 있다.
③ 정비자의 기술 및 기능이 약화 된다
: 예방정비를 주로 하는 정비자는 설비관리를 대 수리완료로 보는 경향이 있고 돌발
고장은 어쩔 수 없는 것이라 판단한다. 이 정기적 수리에 의존하는 경우 정비 기술
및 기능이 약화되고 고장 원인 분석은 돌발 고장일 때나 하는 것으로 여기기 때문
에 기술향상에 장애가 되기도 한다.
④ 대수리(overhaul)기간 중에 발생되는 생산 손실이 크다
: 발전소 터빈이나 대형 압축기 등 대형 회전기계의 대수리는 20일~45일 정도 소요
된다. 물론 예비기가 준비된 경우는 생산 손실이 없으나 발전기의 경우 대수리 기
간 중에 전력 생산을 중단함으로 그에 대체할 전력량이 있어야 하나 주요 생산설
비의 대수리인 경우 생산 자체를 중단하면 수리기간 동안 생산이 중단되는 손실을
감수해야 한다.
(3) 생산 정비
설비 life cycle에 걸쳐 설비자체의 비용, 보전비, 유지비 및 설비 열화 손실과의 합계 를 낮춰 기업의 생산성을 높일 수 있도록 하는 보전으로 목적은 비용을 최소화 하고 성
능은 최고로 하는 것이며 생산정비의 구분은 유지활동과 개선활동으로 구분한다.
(4) 개량 정비
고장난 설비를 수리할 경우 단순히 원상의 상태로 수리하는 것이 아니라 고장, 불량이
발생하기 쉬운 설비의 약점을 파악하여 고장이 일어나지 않도록 개량하거나, 평소의 점
검, 급유, 부품 교환을 하기 쉽도록 하여 설비의 체질을 개선하는 것으로 작업 준비 및
조작이 편리하도록 설비를 개량하는 것을 말한다.
(5) 정비 예방(MP)
새로운 설비를 도입할 경우 설계 단계에서 고장이 나지 않고 불량이 발생하지 않으며
보전(保全)하기 쉽고, 작업 준비 및 조정하기 편리하도록 설계하는 것을 정비 예방이라
한다.
(6) 종합적 생산보전(TPM : Total Productive Maintenance)
설비효율을 최고로 높이기 위하여 설비와 라이프 사이클을 대상으로 한 종합시스템을
확립하고, 설비와 계획부문, 사용부문, 보전부문 등 모든 부문에 걸쳐 최고경영자로부
터 제일선의 작업자에 이르기까지 전원이 참가하여 동기부여 관리, 다시 말해서 소집단
의 자주 활동에 의하여 생산보전을 추진해 나가는 것을 말한다. 이 TPM은 일본에서 처
음 실시하여 큰 성과를 올렸으며, 영국에서는 테로테크놀러지를 제창하여 오늘날 전국
기업에 TPM의 실시가 확장되고 있다. 테로테크놀러지란 경제적 라이프 사이클을 추구
하여 유형 자산(설비)에 적용되는 관리, 재무, 기술 및 기타의 실제 활동을 종합한 테크
놀러지를 말한다. 다시 말해서 이는 설비의 LCC(Life Cycle Cost)의 경제성 추구를 목
적으로 하고 있으며, 표현을 달리하면 TPM을 목표로 하는 종합적 효율화와 같은 의미
를 내포하고 있다. TPM을 전개해 나갈 경우 다음과 같은 5가지 활동이 있다.
① 설비의 효율화를 위한 개선 활동
: 효율화를 저해하는 6대 로스를 추방할 것
② 작업자의 자주보전체제의 확립
: 설비에 강한 작업자를 육성하여 작업자의 보전체제를 확립할 것
③ 계획보전체제의 확립
: 보전부문이 효율적 활동을 할 수 있는 체제를 확립할 것
④ 기능교육의 확립
: 작업자의 기능 수준 향상을 도모할 것
⑤ MP설계와 초기 유동관리 체제의 확립
: 보전이 필요 없는 설비를 설계하여 가능한 빨리 설비의 안전가동을 할 것