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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이원영, 남성원
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
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요 약
제 목 : 7·8호선 전동차 주공기압축기 최소비용 교체정책 연구
전동차 운영 기관은 안전성과 경제적 측면에서 볼 때 운행환경, 차량특성 등 을 고려한 현실적인 정비주기가 필요하다는 것을 인식하고 있다. 하지만 안전성과 경제성이라는 양면성 때문에 많은 혼란을 유발하고 있고, 이런 문제 등으로 정비주기와 부품교체 주기는 제작사가 전동차 제작 시 제시한 매뉴얼에 의존하고 있는 것이 현실이다.
신뢰도가 높게 설계된 부품이라도 전동차의 분해정비(Overhaul maintenance) 도달 시 모두 교체 된다거나, 부품의 고장증가로 정비시점을 단축하여야 하는 경우에도 내·외부적인 반향, 과학적인 근거 부족 등에 당면하게 된다. 결국 이런 문제의 인식과 대안의 부재는 전동차의 신뢰도 등을 포함한 안전운행 문제 혹은 과다정비로 인한 경제적 손실로 이어지고 있으리라 직감할 수 있다.
본 연구에서는 서울도시철도공사(SMRT : Seoul Metropolitan Rapid Transit Corporation) 7·8호선 전동차 주공기압축기(Main compressor)의 현장고장데이터(Field failure data)를 활용하여, 획일적으로 정한 분해정비 주기(4년 검사)에 일괄적으로 교환하고 있는 주공기압축기의 신뢰도를 평가하였다. 통계적 절차에 의거하여 수명분포분석(Life distribution analysis)을 수행하고, 현행 고정 주기에 대한 평가를 수행하고자 한다. 또한 7·8호선 전동차의 경우 운영환경이 서로 상이 하지만 현재 동일한 고정 정비주기에 일괄교체 되는 정비정책의 타당성을 확인하였다.
위의 두 가지 연구 내용을 활용하여, 현행 운영기관에서 사용하고 있는 고정 교체주기 선정 방법에 대하여, 보전 공학적 측면에서 최소비용이 소요되는 교체주기를 최적의 교체 주기로 하는 방법과 정량적 기준을 제시함에 본 논문은 의미가 있다 할 수 있다.
ANOVA test, 척도모수, MTTF(95%) 등을 고려하여 주공기압축기의 적정 교체수명을 검토해 보면, 현행 4년 주기의 교체 정책은 타당한 근거가 되지 못함을 판단할 수 있으며, 동일 제품이지만 운행환경이 다를 경우 교체주기를 달리하는 것이 타당하다고 예상할 수 있었다.
또한 고장교체(Failure replacement), 일괄교체(Block replacement), 수명교체(Age replacement) 정책 중 최소비용이 소요되는 최적주기를 검토한 결과 고장교체 주기는 정량적 기준을 제시하지 못한다는 것을 확인하였다.
현재 서울도시철도공사에서 사용하고 있는 일괄교체정책을 수명교체정책과 비교분석 해보면, 7·8호선 전동차 주공기압축기 모두 일괄교체 정책의 일일 사용비용이 수명교체정책 보다 많이 소요되는 것으로 나타났고, 최적교체 주기도 짧게 나타났다.
특히 8호선 주공기압축기는 일괄교체와 수명교체 정책 모두 최소비용 시점 주기는 상대적으로 길게 나타났지만 낮은 신뢰도 특성을 가지므로, 교체 주기 선정 시 최소비용 시점과 함께, 신뢰도[]에 제한을 주는 교체 정책이 타당할 것으로 판단되었다.
제 목 : 7·8호선 전동차 주공기압축기 최소비용 교체정책 연구
전동차 운영 기관은 안전성과 경제적 측면에서 볼 때 운행환경, 차량특성 등 을 고려한 현실적인 정비주기가 필요하다는 것을 인식하고 있다. 하지만 안전성과 경제성이라는 양면성 때문에 많은 혼란을 유발하고 있고, 이런 문제 등으로 정비주기와 부품교체 주기는 제작사가 전동차 제작 시 제시한 매뉴얼에 의존하고 있는 것이 현실이다.
신뢰도가 높게 설계된 부품이라도 전동차의 분해정비(Overhaul maintenance) 도달 시 모두 교체 된다거나, 부품의 고장증가로 정비시점을 단축하여야 하는 경우에도 내·외부적인 반향, 과학적인 근거 부족 등에 당면하게 된다. 결국 이런 문제의 인식과 대안의 부재는 전동차의 신뢰도 등을 포함한 안전운행 문제 혹은 과다정비로 인한 경제적 손실로 이어지고 있으리라 직감할 수 있다.
본 연구에서는 서울도시철도공사(SMRT : Seoul Metropolitan Rapid Transit Corporation) 7·8호선 전동차 주공기압축기(Main compressor)의 현장고장데이터(Field failure data)를 활용하여, 획일적으로 정한 분해정비 주기(4년 검사)에 일괄적으로 교환하고 있는 주공기압축기의 신뢰도를 평가하였다. 통계적 절차에 의거하여 수명분포분석(Life distribution analysis)을 수행하고, 현행 고정 주기에 대한 평가를 수행하고자 한다. 또한 7·8호선 전동차의 경우 운영환경이 서로 상이 하지만 현재 동일한 고정 정비주기에 일괄교체 되는 정비정책의 타당성을 확인하였다.
위의 두 가지 연구 내용을 활용하여, 현행 운영기관에서 사용하고 있는 고정 교체주기 선정 방법에 대하여, 보전 공학적 측면에서 최소비용이 소요되는 교체주기를 최적의 교체 주기로 하는 방법과 정량적 기준을 제시함에 본 논문은 의미가 있다 할 수 있다.
ANOVA test, 척도모수, MTTF(95%) 등을 고려하여 주공기압축기의 적정 교체수명을 검토해 보면, 현행 4년 주기의 교체 정책은 타당한 근거가 되지 못함을 판단할 수 있으며, 동일 제품이지만 운행환경이 다를 경우 교체주기를 달리하는 것이 타당하다고 예상할 수 있었다.
또한 고장교체(Failure replacement), 일괄교체(Block replacement), 수명교체(Age replacement) 정책 중 최소비용이 소요되는 최적주기를 검토한 결과 고장교체 주기는 정량적 기준을 제시하지 못한다는 것을 확인하였다.
현재 서울도시철도공사에서 사용하고 있는 일괄교체정책을 수명교체정책과 비교분석 해보면, 7·8호선 전동차 주공기압축기 모두 일괄교체 정책의 일일 사용비용이 수명교체정책 보다 많이 소요되는 것으로 나타났고, 최적교체 주기도 짧게 나타났다.
특히 8호선 주공기압축기는 일괄교체와 수명교체 정책 모두 최소비용 시점 주기는 상대적으로 길게 나타났지만 낮은 신뢰도 특성을 가지므로, 교체 주기 선정 시 최소비용 시점과 함께, 신뢰도[]에 제한을 주는 교체 정책이 타당할 것으로 판단되었다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구 배경 및 목적 12. 이전문헌 연구 23. 연구대상 및 내용 3Ⅱ. 이론적 고찰 51. 신뢰성 일반 52. 신뢰도 예측 63. 신뢰성 척도 74. 신뢰성 데이터 분류 125. 고장률 형태 146. 데이터의 정규성 검정(Goodness-of-fit) 167. 고장률 분포 188. 분산분석(Analysis of Variance: ANOVA) 24Ⅲ. 보전공학 이론 271. 예방 교체(Preventive replacement) 272. 교체정책 이론 29Ⅳ. 주공기압축기의 운영환경 및 특성 331. 전동차 운행환경 현황 332. 주공기압축기 현황 353. 주공기압축기 유지보수 기준 및 문제점 364. 주공기압축기 분석 40Ⅴ. 주공기압축기의 신뢰도 분석 431. 데이터 모집 조건 432. 모집 기간 및 특성 433. 고장 데이터 특성 454. 현장데이터 신뢰도 분석 495. 소 결 53Ⅵ. 최적의 교체주기 선정방법 연구 541. 주공기압축기의 신뢰도 특성 분석 542. 교체 정책 시뮬레이션 평가 563. 최소비용을 고려한 교체정책 평가 634. 소결 63Ⅶ. 결 론 651. 연구의 주요 결과 652. 추가 연구 필요성 66참고문헌 67Abstract 69
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