설비 계획

1. 설비계획의 개요

 설비계획은 신규사업의 개발, 현존 사업의 혁신, 확장에 따른 공장의 증설시는 물론,
제품의 품종 변경 또는 설계 변경이나 생산 규모를 변경할 경우에 항상 행해지는 것이다.
또한, 설비는 산업의 발전에 따라 구형이 되므로, 공장의 생산능률 향상을 위해서 설비의 경제성을
고려하여 설비의 신설과 갱신을 계획할 필요가 있습니다


2. 설비투자의 종류

  1. 합리 투자 : 설비개조 경비절감 목적
  2. 확장 투자 : 양적인 확대
  3. 제품 투자 : 현재 제품에 대한 개량 투자 및 신제품 개발 투자
  4. 전략 투자 : 위험감소, 후생

3. 설비 배치의 개요

☞ 설비 배치 유형


4. 설비의 신뢰성과 보전성

 고장률은 일정 기간 중에 발생하는 단위시간당 고장횟수로 나타내며, 고장률은 1000시간당 백분율로
나타내는 것이 보통이다.

4.1 신뢰성

 설비, 기기, 부품 등이 규정의 조건 하에서 의도하는 기간 중 규정의 기능을 수행하는 성질,
신뢰도란 그 확률을 뜻한다.
1) 신뢰성을 나타내는 관리지표
  - 설비의 종합효율 (시간가동율 x 성능가동율 x 양품율)
  - 고장률
  - MTBF
  ** 신뢰성은 시간의 변화에 따른 동적인 개념이다.

2) 고장확률 밀도함수
고장확률 밀도함수 f(t)는 ‘단위시간당 어떤 비율로 고장이 발생하고 있는지를 나타낸다
고장확률 밀도함수 의 종류
- 지수분포
 기기나 시스템의 고장확률 밀도함수는
 지수분포에 따른다
- 정규분포
 열화 고장과 같이 사용횟수 또는 사용 시간의 증가에 따라 고장수가 증가하게 되는 부품
 또는 시스템의 고장확률 밀도함수
- 와이블 분포
 고장률 함수의 분포에 따라 적절하게 고장확률 밀도 함수를 표현할 수 있도록 만든 확률 분포
3) 신뢰성의 구분

적용구분 세부 내용 중요성 비율
설계 재질, 강도, 기구, 신뢰성 예측, 시험 40%
부품 재료 외주관리, 수입검사, 결함제거, 시험 30%
제조 제조방식, 기능, 품질/공전관리 10%
사용 포장, 수송방법, 사용환경/조건 안전 20%

신뢰성의 측도는 어떤 시점 t 에 있어서 고장 나지않고 가동할 확률인 신뢰도 함수 R(t)이다.

4.2 보전성 측정지표

 보전성이란 보전에 대한 용이성을 나타내는 성질을 말하며, 양적으로 표현 될 때 보전도라 한다.
즉 규정된 조건에서 보전이 실시될 때 규정 시간내에 보전이 종료 되는 확률
예)가동 일지

50 시간 운전 2시간 수리 70시간 운전 1시간 수리 45시간 운전 3시간 수리
  1. 평균 수리시간 (MTTR : Mean Time To Repair)
    MTTR = 수리에 소요된 시간 / 수리한 횟수 = 6 시간 / 3 회 = 2 시간/회
  2. 평균 고장간격(MTBF : Mean Time Between Failures)
    MTBF = 총 가동시간 / 고장횟수 = 171 시간 / 3 회 = 57 시간/회
  3. 고장률 = 6 시간 / 171시간 = 0.085 = 8.5%
  4. 설비 가동율 = (정미가동시간 / 부하시간)x 100 ------------(유용성)
  5. 설비 도수율 = (고장횟수 / 부하시간)x 100 -------------(신뢰성)
  6. 고장 강도율 = (고장정지 시간 / 부하시간)x 100 -----------(보전성)
  7. 제품 단위당 보전비 = (보전비 총액 / 생산량)-------------(신뢰성)

4.3 가용성

신뢰성과 보전성을 서로 합한 개념으로 보전 가능한 시스템이나 제품이 어떤 사용조건 하에서
규정시간 동안 기능을 유지 할 수 있는 성질이며 확률로 나타낼 경우 가용도라 한다.

  1. 가용도(A)a) 작동가능시간 / (작동가능시간 + 작동불능시간)
    = MTBF / (MTBF + MTTR)

6. 신뢰성 향상의 착안점과 대책

6.1 착안점

  1. 초기고장, 우발고장, 마모고장의 구분
  2. 기능 정지형 고장, 기능 열화형 고장, 품질 열화형 고장의 구분
  3. 열화 방지 활동- 일상보전(점검, 주유, 조정, 청소)
  4. 열화 측정 활동- 설비점검(불량점검, 경향점검)
  5. 열화 회복 활동- 수리(예방수리, 돌발수리, 사후수리)

6.2 대 책

  1. 점검, 검사기준의 설정개정(점검부위, 개소, 항목, 주기)
  2. 윤활관리, 급유 기준의 설비개정(주기, 기름의 변질)
  3. 조정(초기), 청소의 절차-표준화
  4. 예비품 관리기준의 설정개정(발주점, 발주량)
  5. 예지 기술의 향상
      - 오감의 의한 외관 점검-측정기(정량화)
      - 분해 검사기준(열화 측정)
  6. 부품 수명의 연장화
  7. 개량보전, 예방보전의 철저
  8. 도면의 개량

7. 고장분석과 대책

    ☞ 고장분석 참고

8. 설비의 경제성평가

8.1 경제성 평가의 필요성

   - 투자의 의해서 어느 정도 이익을 얻을 수 있는가?
   - 어느 정도의 비용이 절감 되는가?
   - 손익분기점은 어떻게 되며, 어느 투자 안이 가장 유리한가?
   - 자본회수에는 어느 정도의 기간을 요하는가?

8.2 설비의 경제성 평가 방법

8.2.1 비용 비교법
기계설비의 1년당 자본비용과 가동비의 합,
즉 연간비용을 평가척도로하여 이의 대소에 의하여비용면을 중시하며
기계설비에 의하여 얻는 수익면을 고려하지 않는 특징이 있음

  1. 연평균 비교법
    설비의 내구사용기간 사이의 자본비용과 가동비의 합을 현재가치로 환산 하여 내구사용기간
    중의 연평균 비용을 비교하여 대체 안을 결정하는 방법
  2. 평균 이자법
    연간비용으로서 정액제에 의한 상각비와 평균이자 및 가동비를 취한 방법으로 회계상의
    수속과 쉽게 대응되고, 사고방식이 쉽다는 특징이 있다.

8.2.2 자본 회수법
신설, 증설 등의 독립투자에는 적응하기 쉬우나 교체투자의 경우에는 신중을 요함

8.2.3 MAPI 방식
MAPI (machinery & allied products institute)의 조사부장 터보(G. Terborgh)가 1949년에 발표한
설비교체의 경제분석 방법으로 1959년에는 신MAPI방식이 제시됨

  1. 신설비의 자본비용 : 자본비용의 산출은 자본회수법에 의한 산출과 같습니다.
  2. 가동열성 : 현 유지 설비의 최량 신설비에 대한 가동성 면에서 열화 정도를 가동 열성이라고 한다.
  3. MAPI 방식의 절차
    a) 도전설비의 결정
    b) 차년도 자본비용 계산
    c) 종합최소부담액 산출
    d) 종합최소부담액 산출
    e) c) 과 d를 비교,
    갱신여부 결정

9. 정비계획 수립 방법

9.1 정비계획 수립 전 검토 조건

 - 보전비용
- 수리 시기
- 수리시간
- 수리요원
- 생산 및 수리 계획
- 일상점검 및 주간, 월간, 연간 등의 정기수리 중 선택

9.2 정비계획에 필요한 제 요소

 - 점검과 정비 계획 (일상점검 , 정기점검)
- 고장 관리와 정비계획
최근에는 고장내용을 분석하고 그 고장 원인을 찾아 설비개선을 통한 고장 재발방지를 위하여
개량 정비가 널리 이용되고 있음
- 예비품 관리와 정비계획

9.3 정비계획 수립방법

 정비계획은 주어진 조건(생산계획, 수리능력, 수리형태, 수리요원 등)을 조합해서
최적 보수 비용, 최적 고장 시기를 1~2 년 간에 대해서 구한다.