8200호대 전기기관차 보조전원장치의 신뢰도 기반 수명주기비용 분석 :Life Cycle Cost Analysis of Auxiliary Power Unit for 8200 Series Electric Locomotive Based on Reliability

이계승

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이계승 (한국교통대학교, 한국교통대학교 일반대학원)

지도교수: 김재문

발행연도: 2018

저작권: 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (9)

2018

8200호대 전기기관차 보조전원장치 개발품의 신뢰도 기반 수명주기비용 분석

이계승 , 김완일 , 창윤우 외 1명 전기학회논문지 2018.11 학술저널

8200호대 전기기관차 보조전원장치 신뢰도 평가에 따른 평균수명 분석

이계승 , 김완일 , 창윤우 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2018.10 학술대회자료

8200호대 전기기관차 보조전원장치의 PWM 전력모듈 신뢰도 예측

이계승 , 창윤우 , 김완일 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2018.07 학술대회자료

8200호대 전기기관차 주변환장치 수명주기비용의 민감도 분석

이계승 , 김완일 , 장진영 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2018.04 학술대회자료

8200호대 전기기관차용 기존품 보조전원장치의 수명주기비용 평가에 관한 연구

이계승 , 김완일 , 김재문 전기학회논문지 2018.02 학술저널

8200호대 전기기관차 보조전원장치의 신뢰도 기반 수명주기비용 분석

이계승 철도차량운전시스템공학과 2018.01 학위논문

2017

SR-332를 이용한 8200호대 전기기관차 보조전원장치 신뢰도 예측

이계승 , 김완일 , 창윤우 외 3명 대한전기학회 학술대회 논문집 2017.10 학술대회자료

8200호대 전기기관차 주변환장치 내 견인제어장치 LCC분석

이계승 , 김완일 , 정노건 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2017.07 학술대회자료

2016

8200대 전기기관차 주변환장치 LCC분석을 위한 기초연구

이계승 , 정노건 , 이환 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2016.10 학술대회자료

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전기철도가 대중교통으로 자리매김하면서 전동차량의 노후정도가 증가하고 있으며, 유지보수에도 많은 어려움이 발생하고 있다. 현재 운행중인 전동차량의 경우 국내 제작이 이루어지고 있어 고장 부품에 대한 수급 또는 전반적인 수리에 큰 어려움은 발생하지 않고 있다. 반면, 전기기관차 계열은 대부분이 외국 차량 제작업체의 부품 및 기술을 도입하여 제작이 이루어져 주요부품의 결함 및 고장이 발생할 경우 관련 부품이 단종되거나 보수품의 단가가 꾸준히 상승하여 차량의 유지보수 비용이 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 본 논문에서 제시하는 8200호대 전기기관차의 경우 2003년도에 도입을 시작하여 내구연한이 40년인 것을 감안하면 아직 내구연한의 도래까지 약 25년의 수명이 남아 있다. 따라서 전동차량을 내구연한에 맞추어 안전하고 효율적으로 사용하기 위한 방안이 필요하며 경제적인 유지보수 비용이 보장되어야 한다. 이에 따라 주요 부품에 대해 국산화 기술개발이 이루어지고 있으며, 개발품에 대한 경제성의 검토를 위해 수명주기비용에 대한 분석 수행도 동시에 이루어져야 한다.
본 논문에서는 8200호대 전기기관차 보조전원장치 개발품의 수명주기비용에 대한 분석과 절감방안에 대한 연구를 수행하였다. 첫째, 전체 시스템에 대해 구성 체계를 분석하고 각 구성품별 세부 소요 비용을 정리하였다. 둘째, 수명주기비용 관련 규격을 바탕으로 분석 대상에 적합한 수명주기비용 분석 모델을 제시하였다. 그리고 모델에 따른 비용 산출을 위해 전기기관차 유지보수 매뉴얼 기반 유지보수 체계를 분석하였다. 셋째, 장치의 예방정비비 산출을 위해 각각의 구성품에 대한 신뢰성 블록도 및 고장나무분석을 실시하여 고장률 및 평균수명을 도출하였으며, 분석한 자료를 바탕으로 개발품에 대한 수명주기비용 분석을 실시하였다. 이를 통해 보조전원장치 개발품의 기존품 대비 경제적 이익 정도를 확인하였으며, 추가적으로 MTBF에 대한 민감도 분석을 실시하여 수명주기비용 절감방안을 제시하였다.

As electric railways become public transportation, the degree of aging of electric vehicles is increasing. As a result, there are many difficulties in maintenance. Electric vehicles that are currently in operation are being produced domestically. Therefore, there is no great difficulty in receiving or repairing the failed parts or in the overall repair. On the other hand, most of the electric locomotives are manufactured by introducing the parts and technology of foreign vehicle manufacturers. Therefore, if defects and failures of major parts occur, they should all depend on imports. However, the cost of maintenance has been rising steadily as the cost of repair has risen steadily due to discontinuation of existing parts due to component development. However, in the case of the 8200 electric locomotive proposed in this paper started to be introduced in 2003 and its endurance life is about 40 years, it still has about 25 years life until the end of endurance life. Therefore, there is a need for a method for safely and efficiently using the electric vehicle in accordance with the endurance life and economical maintenance cost must be guaranteed. As a result, localization technology is being developed for major parts, and life cycle cost analysis should be carried out at the same time to examine the economic feasibility of the developed product.
In this paper, conducted a study about life cycle cost analysis of developed auxiliary power unit in 8200 series electric locomotive and suggested cost down method. First, the system is analyzed for the whole system and the detailed cost for each component is summarized. Second, based on the life cycle cost standard, the life cycle cost analysis model suitable for the analysis target is suggested. and the maintenance system was analyzed based on the electric locomotive maintenance manual to calculate the cost according to the analysis model. Third, the reliability block diagram and the failure tree analysis for each component were performed to derive the failure rate and the average life expectancy for calculate the preventive maintenance cost of the system. Based on the analyzed data, life cycle cost analysis of the developed product was conducted. This confirms the economic benefits of the developed products of the auxiliary power supply compared to the existing products. In addition, a sensitivity analysis of MTBF was conducted to suggest a life cycle cost down method.

Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구의 필요성 및 목적 1
1.2 논문의 구성 2
Ⅱ. 8200호대 전기기관차의 보조전원장치 3
2.1 시스템 구조 및 기능 3
2.2 사양 5
Ⅲ. 수명주기비용의 이론 6
3.1 기본 개념 6
3.2 수명주기비용 분석 규격 비교 8
3.3 수명주기비용 산정 방법 11
Ⅳ. 수명주기비용의 수명주기비용 분석 14
4.1 계층구조 및 비용구조 체계 분석 14
4.2 비용평가모델 개발 18
4.3 비용평가모델 기반 비용 산출 21
4.4 신뢰도 예측 기반 부품수명 예측 30
4.5 보조전원장치 수명주기비용 예측 39
4.6 MTBF 민감도 분석 48
Ⅴ. 결 론 51
참고문헌 52
Abstract 53

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