SK㈜ 울산 Complex 기계설비 RCM 기법 적용사례

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1 SK㈜ 울산 Complex 기계설비 RCM 기법 적용사례
기계팀 과장 고용환

2 목 차 1. RCM의 역사 2. RCM 방법론 비교 - Classical Method - Stream Lined Method
목 차 1. RCM의 역사 2. RCM 방법론 비교 - Classical Method - Stream Lined Method 3. SK RCM의 특징 4. RCM 을 하는 이유 5. RCM Procedure

3 목 차 6. RCM Solution Package 소개 7. FEMA 작성을 위한 정의 8. SK RCM 적용 효과

4 1. RCM의 역사 1960년대 초 미국 연방 항공 안전국(FAA),항공기 생산 업체,항공 운송 업체 3자가 대형 참사로 연결되는 항공기 사고를 방지하기 위해 그 당시의 TBM의 효율성 저하에 대 한 대응책으로 개발됨.(Time Base Maintenance) 설비 고장은 우연이 아니라 기본적인 물리학 법칙에 의해 지배되고 있다는 개념에서 나온 것으로 그 이후 미 민간 항공 업계에서 보잉747 여객기에 RCM을 첫 적용하여 놀라운 성과를 내었음. 이에 힘입어 1970년대 미 해군 잠수함에 적용으로 국방성 정비 개념으로 채택됨. 1980년대 핵 발전 산업에 적용함. 1990년대 미 주요 석유 화학 업계에서 RCM 기법 적용

5 2. RCM 방법론의 비교 Classical Method 년대 항공 산업 위주로 개발된 RCM 업무 절차를 골간으로 하고 있으며 장치 산업에서는 원자력 분야에 주로 적용되고 있음 가. 수행 방법 a. 기능 블록도 작성 b. 구성 요소 전개도 작성 c. 기능 고장 해석 d. 기능 고장 모드 영향 해석 e. Logic Tree Analysis

6 2. RCM 방법론의 비교 나. 장점 a. 설비의 부품 Level까지 해석 대상이 세분화되므로 다양한 고장 유형에 대한 분석이 가능하고 b. 이에 대한 관리 방안 도출이 가능함. 다. 단점 해석 대상이 세분화되므로 인하여 많은 시간이 소요 되며 과다한 관리 방안이 많이 도출되므로 인하여 실행성이 약화될 수 있음.

7 2. RCM 방법론의 비교 Stream Lined Method 년 미국 EPRI에서 발전소 적용 목적으로 Classical Method 절차를 개량함. EPRI에서 1985년에서 1987년 까지 3군데 발전소에 Pilot 적용함. 그후, 화력 발전소 에 Stream Lined 방법을 확대 적용하기 시작함. 가. 수행 방법 a. 해석 대상 System의 명확화 b. Critical 구분( Critical/Non critical) c. 기능 고장 모드 해석 d. 설비 관리 방안 도출

8 2. RCM 방법론의 비교 나. 장점 a. 부품 Level까지 세분화하지 않고 발생 가능한 고장 모드에 대해 관리 방안을 도출하므로 해석 소요 시간이 Classical Method에 비해 상대적으로 적게 걸림. b. 발생 가능한 고장 모드에 대한 설비 관리 방안이 도출되므로 합리적인 실행이 가능함. 다. 단점 발생 가능한 고장 모드의 도출을 위한 적정한 방법 수립이 어려움.(고장 모드 도출의 경험 축적이 필요)

9 b. ‘97년 1개 Unit에 대하여 Classical Method으로 Pilot 적용 실시함.
3. SK RCM 특징 가. 개발 경과 a. ‘95년 RCM 도입 검토하여 ‘96년 미국 Flour Daniel사의 Classical Method 방법으로 Pilot 적용함. b. ‘97년 1개 Unit에 대하여 Classical Method으로 Pilot 적용 실시함. c. ‘98년 미국 ART사와 주요 설비에 대한 Stream Lined Method Pilot 적용. d. ‘99년 Stream Lined Method를 근간으로 SK 자체 RCM Method 개발하여 적용 시작함.

10 a. 30여년간의 설비 정비 경험 Data Base화 ( 고장 모드 : 200, 고장원인 : 400, 관리방안: 800)
3. SK RCM 특징 나. 특징 a. 30여년간의 설비 정비 경험 Data Base화 ( 고장 모드 : 200, 고장원인 : 400, 관리방안: 800) b. 동종 및 유사 설비 고장 이력 반영 가능 c. RCM 분석 결과의 이행성 중점 반영 점검 항목,주체,주기,이행 및 경향 관리 가능 정기 보수 항목,주기 결정 기준 제공

11 4. RCM 하는 이유 설비고장 a.경험한 고장 RCA 정확성 RCA 결과 이행성 확인 b.경험하지 못한 고장 잠재 고장 요인 설계 결함,제작사 고유의 설계 관행 작업 절차 부정확 작업 품질 미흡 제작 불량 관리 누락 타 설비에서 경험했던 고장 공유 미흡

12 4. RCM 하는 이유 Risk 분석 a.사고 발생 가능성 분석 b.사고 발생시 파급 영향 분석 정비비 최적화 a.Over Maintenance 최소화 b.Resource를 집중해야 할 대상 선정 c.관리 주기 / 비용 최적화 Equipment Strategy 구축 설비가 고유한 기능을 수행하기 위하여 해야 할 a.예방 점검/ 정비 항목/주기는 무엇인가? b.언제 / 누가 할 것인가?(생산+설비+기타관련 부서)

13 5. RCM Procedure Kick-Off Meeting a. Task Force Team 구성(생산/설비) b. Process Description Process Review 운전 목표 정의 Operation Objective a.Equipment List b.System List System 기능 선정 a.영향 평가 b.발생 가능성 설비 등급 판정

14 5. RCM Procedure System 기능 Study a. 설비 사양 / 정비 이력 / 점검 이력 검토 b. 운전 이력 / 설비 개선 검토 잠재적 Damage Mechanism 검토 고장 유형 / 고장 영향 / 고장 원인 FEMA 작성 a.토출 순서 / 도출 방법 b.수행 주기 설비 관리 방안 도출 a.이행성 점검 b.Tracking System 구축

15 6. FEMA 작성을 위한 정의 기능 (Function) 1) 설비가 운전되면서 수행하기를 바라는 Performance 영역 을 말함 ) System 및 그 부속설비의 기능이 다를 수 있음 ) 주기능과 보조기능으로 나눌 수 있음. System 하나 또는 그 이상의 설비로 구성되어 주기능을 수행하는 설비 단위를 말함. 고장 (Failure) 기능이 기대하는 또는 설계된 운전영역에서 벗어난 상태를 말함.

16 6. FEMA 작성을 위한 정의 고장유형 (Failure Mode) 1) System을 구성하는 설비의 기능이 고장을 일으키는 다양한 형태를 나타냄. 2) SK RCM에서는 가능성 있는 모든 유형을 다루기 보다는 대상 설비에 나타날 수 있는 고장 유형만 다룸. FMEA (Failure Mode Effect Analysis) System내의 단위 기능에 발생하는 주요 고장 유형 및 고장 발생시에 System 및 해당 공정에 미치는 영향을 분석하고 고장 원인을 밝혀 List-up하는 것을 말한다.

17 RCM 7. SK RCM S/P 소개 Reliability Centered Maintenance Service Delivery
Overview Basic Knowledge Market Offering People H.R Development Help Reference Shared Service >> RCM Assessment >> Pack Overview >> Site Map >> RCM >> 회전기계 이해 >> Proposal >> Contract >> 내부인적자원 >> 외부인적자원 >> Training Course >> Training Material >> Contact >> Frequent Q&A >> 관련 Site >> Book >> External Reference >> Internal Reference >> Law >> Accounting >> Tax RCM Reliability Centered Maintenance

18 FMEA 해석화면  Failure Mode and Effect Analysis 설비이력 및 사양 조회(TIMS)
 설비등급 결정  고장유형 분석  고장 영향 분석  고장원인 분석 고장 최소화를 위한 관리방안

19 Report 화면  Report FMEA 및 관리방안에 관한 토의 결과를 요약

20 일별 수행작업 조회 화면  관리방안 팀별/설비별 수행작업 조회 가능

21 작업수행결과 입력 및 조회 화면  작업 수행결과 입력 및 조회 RCM해석결과를 직접 수행 하고 경향 등을 조회
일별/팀별 작업수행결과를 직접 입력

22 경향분석 화면  경향분석 화면 진동,온도 등의 경향을 조회 가능

23 당일 해당지역별 수행 업부 List  일별 해당지역 수행업무 팀별/지역별 수행업무 조회 가능

24 8. SK RCM 적용 효과 - 정량적 효과

25 8. SK RCM 적용 효과- 정성적 효과 설비 Reliability 향상 Safety 향상 설비 수명 연장
설비 관리 비용 절감 Maintenance 주기 연장 생산 효율 증대 설비 신뢰도 제고 (회전 기계 고장 감소)

26 * 년도별 회전기계 사고경향 98년 하반기 RCM 도입 사고 건수

27 * Contact Point SK㈜ 설비기술팀 기계기술그룹
- 고용환 과장 : / SK㈜ TMSS사업팀 (Total Maintenance Solution & Service) - 박두철 과장 : / URL :

28 SK e-RCM 활용한 전기설비 안정성평가 발표자 : SK㈜ 설비기술팀 전기팀 과장 김태우

29 목 차 1. Mega Trend 별 SK Maintenance 현황 2. RCM Progress 3. RCM 개요
목 차 1. Mega Trend 별 SK Maintenance 현황 2. RCM Progress 3. RCM 개요 4. RCM Over view 5. RCM Related Standard & Site 6. e-RCM (전기설비 안정성 평가) 7. e-RCM 기법 적용에 따른 비용절감 효과 분석 8. 기타 1) KPI (Key Performance Index) 관리 2) Additional Technical Service

30 참고 ) SK 전기설비 보유현황 수전설비 발전설비 배전설비 154KV Receiving : 3개소 - 한전 울산 S/S
=약 300MVA S/T Gen’ : 3~40 MW 총 8대 Gas Turbine Gen’ : 23MW 1대 Diesel Gen’ : 0.3~1.5 MW 10대 = 약 130MVA SWGR ,060 MCC& Motor 10,709 UPS Inverter Battery charger = 총 13,000 Sets

31 1. Mega Trend 별 SK Maintenance 현황
단계 Poor Average Good World Class Proactive Predictive Preventive Reactive 내용 사후정비 사후+예방정비 -주요설비 예방정비 예지정비 -CMMS구축 -Planning 예지정비+사고원인 제거 - e-RCM, RCA, FMEA 기법 - KPI 관리/ 최적정비 SK 주요 활동 ~ 1992 1992~1997 1998 1999 ~ 2002 작업표준 제.개정 작업표준 수정/보완 작업표준 고도화 안정성 평가 안정성 평가 완료 안정성 평가 기법 고도화 YMS TIMS / EIDMS System Integration (ERP)

32 2. RCM Progress Considerable Advance - known as MSG3, RCM2 RCM 근원
the North American Civil Aviation Industry 1960 년대 초반 MSG(Maintenance Steering Groups) 결성33 Consisted of representative of aircraft manufactures 1960 년대 초반 First Attempt - known as MSG1 the Air Transport Association In Washington DC 1968 년 Advance - known as MSG2 the US Department of Deference - Reliability Centered Maintenance 1978 년 Considerable Advance - known as MSG3, RCM2 Basis for military RCM Standard & non-aviation derivatives 1980 년대 ~ Risk, Quality, Maintenance Task => Failure Management Policy

33 Phase 1. Condition Assessment Phase 3. RCM Recommendation
System구성 및 문제점 도출, 설비진단, RCA, 사고발생확률 등급 산정 - 시스템 신뢰도/ 안정도 향상 - 보수비용 최소화 - 예방정비 항목/ 주기 최적화 - 정기보수 주기최적화 및 기간 최소화 Phase 2. Risk Assessment FMEA* 사고파급효과등급 산정 FEMA : Failure Mode & Effect Analysis 세계 일류수준의 설비관리 Phase 3. RCM Recommendation 설비중요도 별 정비항목/ 방법, 주기분석

34 4. RCM Over view Phase 1 Phase 2 Phase 3 (1) Condition Assessment 실시
- 설비별 운전현황 및 환경분석 - 설비별 취약점, 사용 적정성 평가 - 전기설비 활선 진단 실시 : 육안점검, 회전기 진단, 열화상 진단, 활선 Cable 진단 등 - Power Quality 분석(고조파 분석) - 전력계통 Relay Coordination 검토 - 전기설비 사고발생 확률 등급(LOF) 분석 - 기 발생 설비사고에 대한 분석, 대책 제시 잠재사고요인 도출 설비개선 방안수립 취약설비개선 (Hardware/ Software) Phase 1 (2) Risk Assessment 실시 - FMEA(Failure Mode & Effect Analysis) 실시 : System 및 설비별 Failure Mode 및 Effect 분석 - 전기설비 사고파급효과 등급(COF) 분석 ⇒ LOF 및 COF 에 근거하여 설비별 중요도 등급 (Criticality) 결정 FMEA 분석 설비별 Criticality (중요도 등급) 제시 Phase 2 설비별 Recommended PM Task (3) RCM Analysis & Recommendation 제시 - 고객사의 기존 PM, PdM Task 분석 - 각 설비별 Recommended PM Task 제시 Phase 3

35 5. RCM Related Standard & Site
Standard / Code American National Standards Institute(ANSI) International Electrotechnical Commission(IEC) The Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE) The Electric Power Research Institute (EPRI) Society for Maintainability & Reliability Professionals( SMRP) The Institution of Electrical Engineers(IEE) National Fire Protection Association(NFPA 70B) InterNational Electrical Testing Association(NETA) The Engineering Society For Advancing Mobility(SAE) - Std.JA1011 Reliability Analysis Center(RAC) rac.iitri.org Electricity Forum NASA RCM Site National Electrical Manufacturers Association RCM Application Company Advanced Reliability Technologies, LLC Electro Test Incor. Aladon World Leaders in RCM

36 6. e-RCM (전기설비 안정성 평가) 1) 필요성 설비사고 감소 정비비용 최적화 RCM 기법적용
 전기설비의 복잡성, 계통과의 연계성 : 사고시 해당공정 S/D 및 타공정 파급(손실 大)  Maintenance 업무수행의 제한성(정전작업제한, 기간, 범위)  높은 인체사고 유발 가능성 높은 전기설비 신뢰도 필요 설비사고 감소 정비비용 최적화 과잉정비 발생 RCM 기법적용 높은 정비비용 발생

37 2) 주요 특징 : SK에서는 RCM을 수행하면서 그 동안의 Maintenance Know-how를 활용해서 좀더 실질적으로 효과를 나타낼 수 있는 SK만의 RCM을 개발함. SK-RCM General RCM 1) Condition Assessment 실시 - 설비별 취약점/사용적정성 평가 - 개선방안 제시 1) 없음. 2) 기 발생 설비고장에 대한 분석 - RCA 기법 적용 2) 없음. 3) FMEA 실시 ▶설비별 Criticality 평가 3) FMEA 실시 ▶ 설비별 Criticality 평가 4)RCM Analysis & Recommendation - 각 설비별 Recommendation P.M Task 제시 - PMMS(PM 관리시스템), - 사고분석시스템 개발/제공 4) RCM Analysis & Recommendation - 각 설비별 Recommendation P.M Task 제시

38 3) 주요 특징 (국가별 비교)

39 7. e-RCM 기법 적용에 따른 비용절감 효과 분석
효과산정기준은 당사 전기설비에 대한 것으로 고객사에 적용할 경우 설비규모와 비교하여 일정비율로 감안하여 적용가능. 1) 정량적 효과 : 연간 11.06억원 절감 1) e-RCM Phase I 산출물(잠재사고요인 도출 및 취약설비 개선방안 수립)에 의한 설비 고장 감소에 따른 생산손실액 절감 : 연간 8.58억원 절감 (1) 산출근거 당사 1992년~1996년(5년간) 발생한 설비사고 건수/ 손실액 대비 1997년~ 2001년 (5년간) 설비사고 건수/ 손실액 절감금액을 1년 기준으로 환산한 금액 : 감소한 설비사고 건수( 6건) X 건당 평균 손실액 (1.43억원) = 8.58 억원

40 2) e-RCM Phase II, III 산출물(FMEA 분석, 설비별 Criticality(중요도 등급) 분류, 설비별 PM Task 재 정립)에 의한 수선비 절감 : 연간 2.48 억원 절감 (1) 산출근거 설비별 Criticality 분류, PM Task재 정립에 따른 대상설비(D등급) 감소율(평균 25%) 과 중요설비(A1,A2등급)의 점검작업 증대율(평균10%)을 합산한 연간 15% 정비비용 절감금액. 즉, 상기 기준에 따라 당사의 연도별 정비비용(자체 인건비 제외)의 15%를 절감액으로 산정함. : 연평균 수선비용 (16.53억원) X 15% = 2.48억원

41 2) 정성적 효과 (1) 전기설비 신뢰도 향상에 따른 파급 최소화로 공정 생산성 향상, 안정조업 및 정기보수 주기연장 달성 가능 (2) 수행결과에 따른 설비관련 Data (설비사양, 이력관리, Process와의 연관자료 등)의 정비작업에 추가 활용 가능 (추가 정비비용 절감) (3) 설비사고 감소에 따른 공중에 대한 이미지 제고 (4) 운전, 설비부서간 정보 공유 및 인식 제고 (5) 효과적인 인력 투입으로 인한 인당 생산성 향상 및 타 분야 활용 가능.

42 8. 기타 1) KPI (Key Performance Index) 관리
II. SK Maintenance 현황 8. 기타 1) KPI (Key Performance Index) 관리 KPI (Key Performance Index) : 설비관리 효과 및 효율 측정을 위한 지수관리 MI (Maintenance Index / %정비비 지수) 정비비 CRV (Current Replacement Value) X 100 = RI (Reliability Index / %신뢰도 지수) 가동정지시간 (정기보수+설비사고) 총 가동시간 = X 100

43 (1) SK(주) MI & RI 년도별 Trend

44 (2) 전기설비 사고 건수 (A,B,C급 관리)

45 (Relay Coordination Analysis)
2) Additional Technical Service 1. Power system analysis 전력조류 분석 (Load Flow Analysis) 단락전류계산 (Load Flow Analysis) 안정도 분석 (Stability Analysis) 보호 협조 분석 (Relay Coordination Analysis)

46 2. 정밀점검 및 진단 (상세내용 별첨) (1) 열화상 진단 (2) 회전기 진단

47 (3) 활선 Cable 진단 (4) SWGR 정밀 진단

48 * Contact Point SK㈜ 설비기술팀 전기기술그룹
- 김현수 과장 : / - 김태우 과장 : / SK㈜ TMSS팀 (Total Maintenance Solution & Service) - 류승수 대리 : / URL :