제조경쟁력★ 한국TPM연구소 ▒ TPM활동 방법론 ☞ TBM(시간기준 예방보전)

설비보전 구성에서 볼 때 보전은 크게 고장나기 전의 예방보전과 고장이 난 후의 사후보전으로 구성되며, 개량보전은 예방보전시나 사후보전시나 모두 발생될 수 있는 보전 성격을 지닌다.

한편 보전업무 구분상「보전=점검+정비」로 되고 점검 중 일상점검은 설비사용자에 의해, 정기점검은 전문보전요원에 의해 수행된다. 그리고 점검은 설비를 분해하지 않고 이상유무를 파악하는 것이고, 정비는 설비점검 후 이상발견시나 혹은 정기정비주기에 따른 설비의 분해를 수반하는 보전을 가리키는 데, 정비에 대해 구체적인 업무의 순서대로 보면「정비=분해+청소+검사+수리 혹은 교환+조립+설치정도검사+시운전」으로 구성된다고 볼 수 있다.

정비도 역시 소정비를 주축으로 한 일상정비는 설비사용자가, 중·대정비를 주축으로 하는 정기정비는 전문보전요원에 의해 수행되는 것이다.

그리고 설비는 다음 <도표 1>과 같이 구성되는데, 단위설비나 보기(보조기계)는 수리해서 사용가능하므로 TPM실무에서는 평균수명인 MTBF의 표준편차를 일일이 구하기 어려우므로 경험에 의거하여 편의상 MTBF보다 짧은 주기(예, MTBF×0.8)에 보전주기를 정하여 보전을 실시하며, 부품은 마모부품인 베어링, 임펠러, 벨트 등에 대해서는 MTTF(고장시까지의 평균시간)를 구해서 MTTF보다 짧은 주기(예, MTTF×0.8)에 교환주기를 정해 실시하고 있다.

여기서 마모부품인 경우는 어느 정도 교환주기 예측이 가능하나, 여러 부품들로 구성된 단위설비나 보조기계의 보전주기를 MTBF에 근거하여 평균수명 μ(MTBF) 수치보다 짧은, 엄밀하게는 보전주기( )가 μ에서 표준편차 σ의 3배를 뺀 값보다 작은 ≤ ( μ-3σ) 되도록 설정하여 관리하는 데는 어려움이 있는 실정이다.

미국의 한 항공회사의 기계 및 기계 부품의 고장률의 시간에 대한 특성조사에 의하면, 고장률이 시간과 함께 증가하는 것은 11%에 지나지 않고, 고장률이 일정한 약 89%를 차지하고 있는 것으로 나타났었다.

또, 복잡한 기계일수록 고장률이 시간에 대해서 일정수치를 나타낸다는 것이 신뢰성공학에서 증명되어 있다. 따라서,「TBM은 원리적으로 복잡한 기계의 보전에 적합하지 않다.」고 한다.

<도표 3>은 TBM에 있어서의 고장률과 고장의 빈도분포〔엄밀하게는 고장밀도함수 f(t)를 나타내고 있다. 그림에서 보는 바와 같이, 고전적인 예방보전(TBM)에서는, 전체의 2%가 고장나는 시간을 예방보전 타이밍으로 하고 있다. 그렇게 하면 2%의 설비는 예방보전이 실시되기 전(결국 가동 중)에 고장나는 것이 된다.

또, 이 예방보전의 실시에 의해 다른 대부분의 가동중의 보조기계가 초기불량영역으로 되어 고장률이 일시적으로 상승한다. 한편, 남은 98%의 보조기계는 아직 충분히 수명을 남겨 놓고 있음에도 불구하고 예지보전에 의해 교체되어 버리는 경우도 발생한다. 이처럼, TBM에 있어서는 보전의 타이밍에 대한 검토가 중요하다,