차량탑재형 고소작업대의 설비결함 감소를 위한 예방점검 프로세스 개발에 관한 실증적 연구

유 용 태
명지대학교 대학원 산업경영공학과
지도교수 강 경 식

본 연구는 차량탑재형 고소작업대의 설비결함 점검요인에 대한 분석을 통해 설비결함 감소를 위한 예방점검 프로세스 개발에 관한 연구로, 차량탑재형 고소작업대의 점검요인에 대한 안전점검의 성과 향상을 도출하는데 최종 목적을 갖고 실행된 연구이다. 이를 위해 차량탑재형 고소작업대 안전점검요인이 점검성과에 미치는 영향에 있어 점검환경과 점검대상에 따른 고유성질의 매개효과를 확인하는데 최종 가설을 세우고 구조방정식 모형을 통해 이를 통계적으로 검증하였고 도출된 요인들로써 대안을 제시하고 실측하였다. 세분화된 자료 분석을 위해 규격별, 연식별, 제작사별 및 부위별 분류를 진행하였고 이에 따른 시사점 함께 설비결함 예방점검 프로세스를 제안하였다.
연구 결과를 종합적으로 요약하면 첫째, 제작사별 분류에서 13개사 중 6개사가 결함 발생율 평균치를 상회하였다. 각 제작사의 제조 기술능력 및 생산체계는 차이가 있을 것으로 보고 출고 전 안전인증시 상향평준화를 위해 인증항목의 제도적 개선과 강화를 지속적으로 시행해야 한다. 또한 재해발생시 재해원인 조사를 면밀히 진행하여 제작사의 설계 또는 기술능력에 검토가 필요한 경우 해당 제작사를 대상으로 특별감독 등을 통해 근본원인을 개선하고 조치함으로써 제조단계에서의 초기 안전성 효과를 기대한다.
둘째, 점검결과의 연식별 분류를 통해 분석한 결과 결함발생 시기에 대한 선행연구 결과와 일치함을 검증하였다. 검증된 결과에 따라 차량탑재형 고소작업대는 3년이 경과한 장비에 대해서 특별 점검대상으로 분류하고 비파괴검사를 시행해야 한다. 아울러 안전검사 제도에 비파괴검사를 반영하여 정기적인 설비결함 예방활동을 실시해야 한다. 또한 사용빈도, 유지보수성, 주 사용환경, 사고이력 등을 고려하여 잔존수명 예측에 따른 차등 점검관리가 필요하다.
셋째, 부위별 분류를 통해 차량탑재형 고소작업대의 붐과 아웃트리거 부위가 가장 많은 결함이 발견되었고 붐 부위는 실제 작업 시 각 구조부위 중에서 가장 빈번하게 작동되는 부위이기 때문에 응력이 집중되어 결함이 발생되었다고 판단되며 이를 방지하기 위해서 붐 소재의 강성을 개선하는 것이 적합하다고 할 수 있다. 또한 아웃트리거의 경우는 소재의 개선과 더불어 안전장치의 개선이 필요하다. 장비의 전도모멘트를 지탱하는 역할로 작업반경에 따른 하중에 의한 영향이 가장 크고 피로균열로써 발생한다고 할 수 있다. 안전장치의 개선을 통해 아웃트리거 인출량에 따라 작업반경이 제어된다면 아웃트리거가 받는 전도 모멘트를 줄여 피로균열에 의한 결함의 감소 또는 지연 효과를 불러올 수 있을 것이다
이상의 결과를 볼 때 차량탑재형 고소작업대의 구조적 취약부위는 붐(Boom)과 아웃트리거의 용접부 및 연결부인 것으로 나타났다. 이 같은 결과는 전체적으로 붐대 절단, 용접부 균열, 볼트 파단, 와이어로프 소선 절단 등 기계적 원인에 의한 불량이 가장 크고 이는 안전장치 무효화 상태에서 과상승, 아웃트리거 설치불량에 의한 넘어짐 등으로 이어지며 종국적으로 설비결함 상태에서 운전자의 무리한 조작과 과도한 붐대 길이·각도, 과부하 적재 등에 의한 기기의 정밀 결함 부분이 주요 안전 즉 설비결함 예방점검 결과의 주요 결함부위가 주요기능을 담당하는 결함 지점으로서 이들 부위에서 주로 사고가 발생되고 있는 점에서 이는 앞에서 설문조사를 통해 나타난 주요 점검 요인으로서의 점검방법과 범위, 이력관리 및 운영, 점검대상 고유성질별 특징이 매우 차량탑재형 고소작업대의 점검관리에 중요한 요인(부위)임을 확인시켜준 결과라 할 수 있으며 사용자 인식조사에서 나타난 점검요인에서의 점검방법과 범위 및 이력관리와 점검대상 기기별 성질(동격)에 따른 범위 적용과 장비 관리 이력을 활용한 점검관리가 정례화 될 필요가 있다. 이는 차량탑재형 고소작업대의 설비결함 예방점검 결과에서도 붐, 아웃트리거, 턴테이블, 작업대, 볼트 등에서 기계적 결함이 발견됨을 볼 때 획일적 관리 점검에 의한 점검관리에서 벗어나 작업 기기별 장비 점검관리 기준을 새롭게 마련하고 적용해야 함을 시사한 것으로 평가 할 수 있다.

주제어 : 고소작업대, 안전점검, 설비결함

An Empirical Study on the Development of Preventive Inspection Process for Reducing Defects of Vehicle-Mounted MEWP Equipment

Yoo Yong-tae
Department of Industrial and Management Engineering
Graduate School, Myongji University
Directed by Professor Kang Kyung-sik

This study is intended to develop the preventive inspection process for reducing the defects of vehicle-mounted MEWP(Mobile Elevated Work Platform) equipment with the final purpose of improving the performance of a safety check for vehicle-mounted MEWP. To achieve this, a final hypothesis was set up to determine the mediating effects of the properties according to check environments and check subjects in the effects of safety check factors of vehicle-mounted MEWP on check performance. The hypothesis was statistically verified through a model of structural equation. And an alternative was suggested and measured by the drawn factors. For the analysis of subdivided data, classification was carried out according to standard, year, manufacturer, and part. In addition, the preventive inspection process for equipment defects was offered along with implications. The findings were summarized as follows:
First, the safety check by manufacturer showed that 6 of 13 companies are over the average occurrence of defects. It was expected that there would be a difference between manufacturing technology capability and production system of each manufacturer. Consequently, manufacturers should institutionally improve and strengthen certification items for the upward standardization of safety certification before factory. If they need a review of their plan or technology capability through a scrutiny of the cause in case of accidents, they can expect the initial safety effect in the manufacturing stage by improving primary causes and taking measures through special supervision.
Second, the safety check by year showed that the results of this study accord with those of previous studies on defect time. Consequently, manufacturers should classify the 3-year-old equipment for vehicle-mounted MEWP into a special check subject to do a nondestructive test according to proven results, and also reflect the test in a safety test system to do regular preventive activities of equipment defects. In addition, they need differential check and management with remaining life prediction in the light of use frequency, maintainability, weekly use environment, and accident history.
Third, the safety check by part showed that the boom and outrigger parts of vehicle-mounted MEWP have the most defects. Stress concentration resulted in defects as the boom part was most frequently operated in the structural parts for a real work. To prevent this, it is suitable to improve the hardness of boom materials. The outrigger part needs improvement in safety devices with materials. As an outrigger supports the overturning moment of equipment, it is most affected by its load based on the operating radius, resulting in fatigue crack. If the withdrawal of outrigger controls the operating radius through improvement in safety devices, the overturning moment of outrigger will be decreased to reduce or delay the defects due to fatigue crack.
As stated above, the vehicle-mounted MEWP had structurally fragile welding zone and connecting parts of boom and outrigger. In other words, the poorest vehicle-mounted MEWP could be caused by mechanical problems such as boom platform cutting, crack in welding part, bolt rupture and wire cutting in wire rope, leading to an excessive increase in the invalidation state of safety devices and a fall due to poor installation of outrigger. Finally, the defect parts of precise equipment, including operators'' unreasonable manipulation in the state of equipment defects, excessive length·angle of boom platform, and overloading, are in charge of main functions, which the main safety accidents could happen in these parts. This means that check method and range, history management and operation, check subject, and characteristic by property as main check factors in above-stated survey are very important for check management of vehicle-mounted MEWP. And check management using range application and equipment management history needs to be regularized by check method, range, history management and subject equipment characteristic of check factors in user recognition survey. This means that by mechanical defects in boom, outrigger, turntable, platform, and bolt, the new check management standard of work equipment beyond uniform check management should be established and applied even in preventive inspection for the defects of vehicle-mounted MEWP equipment.

Keyword : Mobile Elevated Work Platform, Safety Inspection, Equipment Defect