" 시설 및 설비의 관리와 유지보수 효율성 극대화를 위한 체계적인 프로세스 "
RCM 이란?
Reliability Centered Maintenance(신뢰성 중심 유지보수) 기법은 설비의 유지보수 프로그램의 최적화를 위한 체계적인(Systematic) 방식으로서 기존의 유지보수 계획의 방법론, 점검항목, 점검 주기 등을 데이터에 기반한 객관적 평가를 통해 설비 성능 및 보전 비용의 최적화를 위해 개발된 기술입니다.
미국 항공기 산업에서 항공기 유지보수의 효율화를 위하여 개발된 RCM 기법은 이후 미 해군에 이어 원자력 발전소를 대상으로 적용되기 시작하면서 점차 다양한 산업군을 위해 발전되어 왔습니다.
RCM(신뢰성 중심 유지보수) 기법은 시설 또는 장치의 신뢰성을 최적화하고 비용을 절감하기 위한 방법론에 기반합니다. 시스템을 이루는 부품 중 어떤 것이 시스템에 가장 중요하며, 그 부품의 고장이 시스템의 신뢰성에 어떤 영향을 미치는지를 평가하여 적절한 보전 전략을 선택합니다.
RCM은 두 가지 주요 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계는 시스템을 구성하는 각 부품의 신뢰성과 중요성을 평가하는 것입니다. 이를 통해 어떤 부품이 시스템의 기능과 안전성에 가장 큰 영향을 미치는지를 확인합니다. 두 번째 단계는 데이터와 분석을 기반으로 하여 적절한 보전 작업을 결정하는 것입니다. 이를 통해 예방적인 유지보수 전략을 개발하고 예상치 못한 고장을 방지합니다.
RCM은 생산 설비의 고장 패턴을 분석하여 부품 수준에서부터 시스템 전체까지 이어지는 고장의 원인을 파악합니다. 이를 통해 부품 단계부터 신중하게 보전 전략을 수립하여 시스템의 신뢰성을 높이고 비용을 절감하는 데 기여합니다. 이를 통해 설비 운영 및 유지보수의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
- RCM 의 기본 요건
미 자동차기술자협회 SAE의 JA1011 기준서에서는 RCM이라고 불리는 프로세스가 준수해야 하는 다음의 일곱 가지 핵심 질문을 제시합니다.
- 현재 운영 환경에서 자산의 기능 및 관련된 요구 성능의 기준은 무엇인가? (기능 정의)
- 자산이 기능을 수행하지 못할 수 있는 방법은 무엇인가? (기능적 고장)
- 각 기능적 고장의 원인은 무엇인가? (고장 모드)
- 각 고장이 발생할 때 어떻게 되는가? (고장 효과)
- 각 고장이 어떤 방식으로 중요한가? (고장 결과)
- 각 고장을 예측하거나 방지하기 위해 어떤 조치를 취해야 하는가? (예방 작업)
- 적절한 적극적인 작업을 찾을 수 없는 경우 어떤 조치를 취해야 하나요? (조치 항목)
- RCM 관련 국제 표준
RCM 기법의 국제 기준은 대표적으로 아래 Standards에서 정의되어 있습니다.
- SAE JA1011: 미국 자동차 기술자 협회(SAE)에서 발행한 RCM 시행 지침입니다. 이 표준은 RCM의 정의와 프로세스를 제시하고, RCM 분석기법의 핵심을 일곱 가지로 정의합니다.
- SAE JA1012: SAE에서 발행된 또 다른 표준으로, SAE JA1011을 보완하여 다양한 산업과 환경에서 RCM 원칙을 어떻게 적용할지에 대한 추가적인 상세 지침을 제공합니다.
- ISO 20815: 국제 표준화 기구(ISO)에서 발행된 이 표준은 "석유, 석유화학 및 천연 가스 산업 - 생산확보 및 신뢰성 관리"라는 제목으로, 석유, 석유화학 및 천연 가스 산업에서 RCM을 적용하는 지침을 포함하고 있습니다.
- IEC 60300-3-11: 국제 전기 기술 위원회(IEC) 60300 시리즈의 일부인 이 표준은 신뢰성 중심 유지보수에 초점을 맞추며, 신뢰성 관리 시스템의 맥락에서의 RCM 적용에 대한 지침을 제공합니다.
RCM 수행 절차
RCM 프로젝트의 수행이 결정되어지면, 총괄 역할인 RCM Facilitator를 중심으로 프로젝트 팀이 결성되며, Kick-off Meeting (KOM) 을 통해서 수행 개요, 절차 소개 및 필요 자료 요청 등이 이루어집니다.
RCM 수행을 위해 필요한 자료의 목록은 일반적으로:
- 설비 목록(Equipment List)
- 설비 데이터(Equipment details)
- 각종 도면 (P&IDs, SLDs, GAD)
- 공정설명서(Process description)
- 특성요인도 (Cause and Effect diagram)
- 성능 표준 (Performance Standards)
- 시설 / 설비 운영 정책, 운영 메뉴얼, 현 유지보수계획표 등
- 설비 고장 / 유지보수 이력(Failure / Maintenance History)
위와 같이 많은 상세 자료가 요구되어지며, 실제 수행에 있어서는 판단에 따라 더욱 특정한 상세 정보가 요구되는 경우가 많습니다.
- RCM 기법의 통상적인 수행 절차는 아래와 같습니다.
1. 중요자산 식별(Screening) : 첫 번째 단계는 시설 내에서 안전, 생산 또는 기타 주요 성능 지표에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 설비자산(Critical Equipment)이나 시스템을 식별하는 것입니다. 이를 위해 통상 설비 중요도 평가(Equipment Criticality Analysis, ECA) 기법이 선행되며, ECA의 결과를 토대로 RCM을 시작하게 됩니다.
2. 기능 분석: 각 중요 자산에 대해 수행할 기능을 식별합니다. 이러한 기능은 자산이 의도된 목적을 달성하기 위해 수행해야 하는 작업을 나타냅니다. 이것은 RCM 수행의 핵심 단계인 FMEA / FMECA 를 향하는 과정의 시작입니다.
- 고장 모드 및 영향 분석 (Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)
- FMEA는 고장 모드와 그 영향을 분석하여 잠재적인 고장을 사전에 식별하는 기법입니다. 주로 설계 단계에서 사용되며, 제품 또는 프로세스의 모든 가능한 고장 모드(유형)와 그 영향을 식별합니다. FMEA는 고장 모드, 그 원인, 발생 빈도 및 검출 가능성을 평가하여 우선 순위를 매기고, 이를 통해 개선 및 예방 조치를 계획할 수 있습니다.
- 고장 모드, 영향 및 중요도 분석 (Failure modes, effects, and criticality analysis, FMECA)
- FMECA는 FMEA의 확장된 형태로, 고장 모드 및 그 영향에 대한 추가적인 중요도 분석을 포함합니다. 이상위험도 분석기법으로도 불리는 FMECA는 고장 모드의 중요도를 평가하여, 각 고장이 시스템에 미치는 영향의 심각성을 고려합니다. 이를 통해 FMECA는 고장이 시스템에 미치는 전체적인 영향을 더욱 정확하게 이해하고, 우선 순위를 매기고, 리스크를 관리하는 데 도움이 됩니다
- FMECA는 FMEA의 확장된 형태로, 고장 모드 및 그 영향에 대한 추가적인 중요도 분석을 포함합니다. 이상위험도 분석기법으로도 불리는 FMECA는 고장 모드의 중요도를 평가하여, 각 고장이 시스템에 미치는 영향의 심각성을 고려합니다. 이를 통해 FMECA는 고장이 시스템에 미치는 전체적인 영향을 더욱 정확하게 이해하고, 우선 순위를 매기고, 리스크를 관리하는 데 도움이 됩니다
3. 기능적 고장 분석: 자산이 기능을 수행하지 못할 수 있는 여러 가지 방법을 체계적으로 식별합니다. 이 단계에서는 고장의 결과를 분석하고 고장이 어떻게 나타날 수 있는지 이해합니다.
4. 고장 모드 및 영향 분석 (FMEA): 기능적 고장이 식별된 후, 이러한 고장의 원인을 결정합니다. 이는 고장 모드를 분석하고 그것이 자산 및 주변 시스템에 미칠 수 있는 잠재적 영향을 이해하는 것을 포함합니다. 현대에는 통상 FMECA 로 수행되어 설비중요도(또는 치명도 Criticality) 또한 고려됩니다.
5. 고장 결과 분석: 각 고장 모드가 안전, 생산, 환경 등에 미치는 영향을 평가합니다. 이를 통해 고장의 심각성을 고려하여 유지보수 작업을 우선 순위로 정할 수 있습니다.
6. 유지보수 작업 결정: 고장이 발생하지 않도록 또는 발생하기 전에 감지하기 위해 적극적인 유지보수 작업을 식별합니다. 이러한 작업에는 예방적 유지보수, 예측적 유지보수 또는 기타 신뢰성 향상 활동이 포함될 수 있습니다.
RCM 에서는 설비의 유지보수 작업의 유형을 아래와 같이 구분합니다.
- 정기 유지보수 (Periodic maintenance, PM)
- 예방 유지보수 (Preventive Maintenance, PM)
- 상태기반 유지보수(Condition based maintenance, CM or CBM)
- 예측 유지보수 (Predictive Maintenance, PdM)
- Run-to-failure (RTF)
설비 유지보수 작업 유형에는 이 밖에도 다양한 유형이 있지만, 모두 크게는 시간 기반 정비, 상태 기반 정비, 또는 고장 정비 (RTF) 등으로 분류되어 정의됩니다.
7. 작업 선택 및 최적화: 기존의 유지보수 계획 대비 제안된 설비별 유지보수 전략이 효과적이고 효율적인지를 평가하고 비용, 자원 가용성 및 위험 감소 등의 요소를 고려합니다. 자원이 투입된 노력에 대한 최대의 신뢰성 향상을 보장하기 위해 각 작업을 최적화합니다.
8. 결과 및 권고 사항 문서화: RCM 분석 결과와 권장 유지보수 작업 및 일정 등이 포함된 종합적 보고서를 작성합니다. 이 보고서는 유지보수 프로그램을 시행하고 시간이 지남에 따라 그 효과를 모니터링하는 가이드 역할을 합니다.
9. 시행 및 지속적 개선: RCM 적용이 완료되면 권장 유지보수 작업이 계획 일정에 맞추어 실행되고 각 작업의 효과가 모니터링 됩니다. 피드백과 변화하는 운영 요구 사항을 고려하여 유지보수 전략을 계속해서 개선합니다. 이를 위해 다양한 상용 소프트웨어가 개발되어 사용되고 있으며, 통상 CMMS 등 설비 관리 전산 시스템과 연동되어 사용 편의 및 효과를 최대화 합니다.
여기까지 RCM (신뢰성 중심 유지보수) 기법에 대한 소개와 구성, 절차 등을 기술해 보았습니다. 다음 포스팅에서는 실제 수행과 관련된 세부 항목을 다루어 보도록 하겠습니다.
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아파브 그룹은 제3자 공인 검사기관으로서, 압력용기들을 포함 설비 자산들의 건전성과 운영 적합성 평가 서비스를 통해 고객 자산 관리의 효율성을 극대화하도록 지원합니다. 이외에도 여러 산업에서 요구하는 다수의 인정, 인증 및 승인 자격을 보유하고 있으며, 공인검사, 기기 검증, 설계평가, 리스크 관리 및 기술 교육 등 다양한 서비스를 제공하고 있습니다.
Apave Korea
02.552.4661
korea.tiv@apave.com
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