KR20050060249A - 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템 - Google Patents
도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템에 관한 것으로서, 도시철도차량의 유지보수과정에서 획득한 유지보수정보를 저장하고 있는 데이터베이스와 상기 데이터베이스의 정보를 RAMS 분석기법을 이용하여 분석하여 각 부품별 고장발생확률을 정량화하는 RAMS 모듈;로 이루어진 예방정비시스템과; 상기 예방정비시스템에 상기 도시철도차량의 고장으로 발생할 수 있는 징후를 인지하였을 때 고장의 원인을 진단하는 절차를 제공하거나 고장의 원인이 규명되었을 때 상기 예방정비시스템으로 유지보수정보를 제공하는 전문가 시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 철도차량 설비의 가용도 및 신뢰도를 제고하여 예상치 못한 고장이 감소하여 그로인한 철도차량의 유지보수에 대한 신뢰성을 향상시키고, 각 부품별 또는 부분별 분석을 통해 각각의 고장이 설비에 미치는 결과를 검토하여 각 고장 모드(Mode)별로 가장 효과적인 정비 방안을 제시하므로 효율적인 도시철도차량의 유지보수가 가능하다.
Description
본 발명은 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 도시철도차량의 유지보수 비용을 절감하기 위해 유지보수 과정에서 획득한 자료를 데이터베이스화하고, 이 자료로부터 각 장비의 신뢰도를 예측, 고장모드의 정의 및 영향분석, 고장트리 분석 및 평균수리시간예측 등의 기능을 수행하는 동시에, 분석된 자료와 유지보수의 경험을 바탕으로 효율적인 예방정비 절차를 정의하고, 그 결과를 피이드백하는 도시철도차량의 예방 정비시스템에 관한 것이다.
최근의 도시철도차량은 전기적 및 기계적으로 결합된 매우 복잡한 구조를 가진 대형시스템으로써 안전성의 확보와 이를 유지할 수 있는 유지·보수 시스템의 구축이 필수적이다.
일반적으로 대형복잡시스템(Complex system)의 운영 및 유지 보수에 필요한 비용은 총수명 주기비용(Life Cycle Cost, LCC)의 60%정도를 차지할 정도로 유지·보수비가 전체 운영비에 미치는 영향이 크다고 알려져 있어 효율적인 운영, 유지, 보수 시스템의 구축을 통하여 유지·보수비용의 절감을 추구하는 일이 무엇보다 시급한 실정이다.
특히 도시철도차량은 고가의 부품으로 구성되어 유지·보수비용이 높을 뿐만 아니라 유지·보수를 위하여 차량 운용 스케쥴에서 차량을 떼어내는 복잡한 절차가 필요하게 되어 차량의 효율적인 운영에 크게 영향을 미치게 된다.
그럼에도 불구하고 체계적인 도시철도 유지보수 예방정비시스템이 구축되지 못해 예상치 못한 고장이 발생할 경우 자료를 분석할 수 없어 효과적인 정비 방안을 제시하지 못해 유지·보수의 비능률화를 야기시키게 되는 문제점을 가지고 있다.
아울러, 이와 같은 유지·보수의 비능률화로 인해 향후 발생할 수 있는 잠재 고장이 실제 기능 고장으로 발전할 가능성이 높아져 결과적으로 유지·보수 비용이 증가하는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도시철도차량의 유지보수 설비의 가용도 및 신뢰도를 제고하여 예상치 못한 고장을 감소시키는 예방정비시스템을 제공하는데 있다.
또한, 도시철도차량의 고장이 설비에 미치는 결과를 검토하여 각 고장 모드(Mode)별로 가장 효과적인 정비 방안을 제시하고, 상태감시를 통하여 잠재 고장이 실제 기능 고장으로 발전하는 것을 사전에 예방하는 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템에 관한 것으로써, 도시철도차량에 있어서, 상기 도시철도차량의 유지보수과정에서 획득한 유지보수정보를 저장하고 있는 데이터베이스와 상기 데이터베이스의 정보를 RAMS(Reliability, Availability, Maintainability & Safety or Durability) 분석기법을 이용하여 분석하여 각 부품별 고장발생확률을 정량화하는 RAMS 모듈;로 이루어진 예방정비시스템과; 상기 예방정비시스템에 상기 도시철도차량의 고장으로 발생할 수 있는 징후를 인지하였을 때 고장의 원인을 진단하는 절차를 제공하거나 고장의 원인이 규명되었을 때 상기 예방정비시스템으로 유지보수정보를 제공하는 전문가 시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유지보수정보는 상기 도시철도차량의 고장이력, 주행이력, 부품정보, 측정데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 예방정비시스템은 상기 데이터베이스에 저장된 유지보수정보로 표준화된 고장코드를 구축하는 고장분석 모듈;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 예방정비시스템은 상기 데이터베이스에 저장된 유지보수정보로 검수/정비 계획의 긴급검사 절차를 규칙화하고 작업자에게 정비를 지시 및 요청하고 이력을 관리하는 정비요청 모듈;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터분석시스템은 하나 이상의 사용자 단말기가 접속되어 상기 데이터분석시스템으로부터 정량화된 고장확률데이터를 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도1은 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템의 정비업무 형태를 도시한 도면이고, 도2는 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템의 구성도이고, 도3은 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템의 주처리 흐름도이다.
도1에 도시한 바에 따르면, 본 발명에 따른 정비(100)는 수리정비(110)와 예방정비(120), 기타 설계점검(127)으로 크게 나뉘게 된다.
상기 수리정비(110)는 이미 고장이 발생했을 경우에 고장을 진단하고 이에 따라 적절한 수리(112)를 하게 된다.
이에 반해, 상기 예방정비(120)는 설비의 생산성 또는 안전에 반하는 영향을 미치는 고장 또는 사고를 줄이려는 예정된 계획으로써, 각 업무별로 반드시 '무엇을 그리고 언제(What and When)'에 대한 명확한 정의가 있어야 하고, 가능하다면 '왜(Why)'를 설명하는 것이 더욱 더 바람직하다. 상기 예방정비의 목적은 먼저 기기의 성능저하(Deterioration) 및 고장을 예방하거나, 고장의 시초고장 현상 (Incipient Failure)을 감지하거나, 비활동적인 계통의 잠재적인 고장(Dormant Failure)을 발견하는 것으로, 효율적인 예방정비 프로그램이라면 위의 세 가지 측면을 모두 어느 정도 만족시켜야만 한다.
따라서 상기 예방정비(120)는 다음과 같이 시간지향정비(Time directed) (122), 조건지향정비(Condition Directed)(124), 잠재된 고장발견(Failure Finding)인 예측정비(126)의 세 가지로 분류된다.
상기 시간지향정비(122)는 정비가 단순히 이미 제시된 기간(Interval)에 따라서 수행됨을 의미하는 것으로, '계기 작동용 공기(Air) 시스템의 필터는 30일에 1회 교체'와 같은 예가 그것이다. 그에 따라 시간에 따른 분해 점검(128) 및 수명기준을 정해 교체(130)하는 등의 작업이 가능하게 된다.
상기 조건지향정비(124)는 성능 또는 상태가 정해진 기준 또는 한계값에 도달할 경우, 고장예방을 위해서 조치가 취해지는 경우이다. '진동수준 또는 소음 (Acoustic) 기준을 초과할 경우 장치의 베어링 교체'와 같은 것이 좋은 예가 될 것이다. 따라서 정기적인 점검이나 감시, 시험(132)을 하거나 조건에 따른 분해 점검 (134) 등의 작업이 가능하게 된다.
상기 예측정비(126)를 통한 고장발견은 비활동적인 설비의 잠재된 고장을 발견할 목적으로 이것이 수행된다.
이와 같은 정비방법 중에 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템은 예방정비를 주된 목적으로 함으로 인해 정비업무 형태는 정비업무가 필요한 설비에 대하여 기존의 정비 프로그램을 최적화하거나 또는 새로운 정비 프로그램을 수립하기 위한 체계적인 접근 방법을 이용하게 된다.
특히 본 발명에서는 이와 같은 접근 방법중에 하나인 신뢰성 중심 유지/정비(RCM ; Reliability Centered Maintenance) 방법을 이용하게 되며, 이는 예방정비 관련 업무를 보다 합리적으로 판단하기 위해서 먼저, 대상을 계통 (System)과 부계통(Sub-System)으로 구분한 후 그들의 기능(Function)을 정의하고 기능 수행에 중요한 기기의 고장모드를 식별한 후, 중요 기기 고장모드에 대한 고장원인을 식별한 다음, 주요 고장원인에 대해서 안전 및 경제측면을 고려하여 적용 가능하고 효율적인 예방정비(120)를 논리적으로 선택한다.
이하 상기한 예방정비를 체계적으로 수립하기 위한 시스템 구성을 도2를 참고로 설명한다.
본 발명에 따른 도시철도차량의 예방정비시스템(200)은 상기 도시철도차량의 검수자 또는 유지보수의 작업자가 각각 유무선의 사용자 단말기(202)를 이용하여 네트워크를 통해 접근하여 도시철도차량의 고장이력, 주행이력 및 부품정보 등의 유지보수정보를 제공받고 이를 토대로 유지보수 정비를 하게 됨에 따라 최적의 솔루션을 찾아 검수 및 정비활동을 할 수 있고, 아울러 체계적인 정비 및 유지계획을 수립할 수 있다.
한편, 검수자나 유지보수작업을 직접 행하는 작업자는 각각 자신의 사용자 단말기(202)를 통해 직접 자신이 유지보수작업을 통해 확인한 작업결과나 경험치 및 현장확인으로 인한 유지보수정보를 직접 입력하여 예방정비시스템(200)에 전송이 가능하여 전송된 고장이력, 주행이력, 부품정보 및 측정데이터는 새롭게 상기 예방정비시스템(200)에서 RAMS 분석기법에 의해 분석되어 재차 검수 및 정비활동 등의 계획을 수립할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이 상기 예방정비시스템(200)에서 유지보수정보를 토대로 예방교체품목을 미리 예측하고 고장발생확률 등을 표시해 줌으로써 유지보수작업을 원할히 수행할 수 있도록 도와주게 된다.
좀더 상세하게는 상기 예방정비시스템(200)은 유지보수과정에서 획득한 유지보수정보를 저장하고 있는 데이터베이스(204)와 RAMS 분석기법을 이용하여 상기 데이터베이스(204)의 기본정보를 관리하고 분석하여 특정부분의 고장발생확률을 정량화하여 표시하는 RAMS 모듈(206)과, 표준화된 고장코드 구축하여 고장유형별 영향/발생도/검출방식을 분석하여 고장유형별 가용성 및 안전성에 미치는 고장 치명도를 분석하여 고장에 대한 분석결과 및 대응 지침을 규칙화하고 표준화된 고장 징후를 규칙화하여 관리하는 고장분석 모듈(208)과, 검수/정비 계획의 긴급검사 절차를 규칙화하고 검수/정비 요청 시스템을 설계하여 필요한 검사내역을 자동생성하기 위해 전문가 시스템(210)과 연동하여 정비를 지시 및 요청하고 이력을 관리하는 정비요청 모듈(212)로 구성되어 특정 부분의 고장 발생 확률 및 예방교체품목을 분석하여 표시하여 사용자가 하나 이상의 사용자 단말기(202)를 통해 상기 예방정비시스템 (200)으로부터 정량화된 예방교체품목 및 고장발생확률 등의 결과데이터를 얻게 된다.
상기 RAMS(Reliability, Availability, Maintainability & Safety or Durability)는 개념연구부터 폐기시까지 장비의 고장을 최소화하고 고장발생시 정비시간 단축을 통해 장비의 가용도를 향상시키는 업무로 제2차 세계대전 이후 미국에서부터 본격적으로 시작된 것으로써, 일부 선진국에서는 무기체계 장비 개발시는 물론, 우주항공, 대형선박 및 기타 중장비에 RAMS 분석 결과를 적용하여 장비의 가용능력 향상뿐만 아니라 총 수명주기비용에 절감 효과를 거두고 있는 분석방법이다.
한편, 상기한 예방정비시스템(200)은 필요한 검사내역을 자동생성하기 위하여 전문가 시스템(210)과 연동되게 구성하여 정비지시, 정비요청, 이력관리가 가능하다.
상기 전문가 시스템(210)은 고장으로 발생할 수 있는 징후를 인지하였을 때 고장의 원인을 진단하는 절차를 제공하거나 고장의 원인이 규명되었을 때 정비 절차를 제공하는 것과 같은 사후 조치의 측면이 강조되는 시스템으로, 상기 전문가 시스템(210)은 고장의 진단 절차와 정비 절차를 규칙화하여 축적함으로써 각종 검색의 토대를 만들어 주며 고장 현상 및 원인에 대한 지식 베이스를 제공해야 한다. 상기 전문가 시스템(210)에서 제공하는 진단 절차는 검수/정비자의 고장 원인 규명에도 많은 도움을 제공할 수 있어야 한다. 상기 전문가 시스템(210)에서 제공하는 정비 절차는 검수/정비에 필요한 조치를 제공해야 한다.
도3에 따르면, 예방정비시스템(200)은 먼저 도시철도차량의 고장이력, 주행이력, 부품이력, 기타 여러가지 정보를 검수자나 작업자 또는 철도차량의 시스템 등의 기록을 근거로 유지보수정보를 수집하게 되고 이는 데이터베이스(204)에 체계적으로 저장된다.(s300) 물론, 이와 같이 유지보수정보는 예방정비시스템(200)에 직접 정보를 입력하겠지만 유무선의 사용자 단말기(202) 등을 통해 원격으로 입력하는 것도 가능하다.
이와 같이 입력되고 수집된 정보는 예방정비시스템(200)의 관리 및 처리시스템인 RAMS 모듈(206)에서 RAMS 기법을 이용하여 각 부품이나 부분별 분석을 통해 고장발생확률을 산출하고 이를 정량화해서 표시하게 된다.(s302)
다음으로 고장분석 모듈(208)을 통해 표준화된 고장코드를 구축하고 고장유형별 예방교체품목 및 고장발생확률 등을 계산하여 표시해주게 된다.(s304)
한편, 고장분석 모듈(208)을 통해 산출된 정보는 검수 및 정비활동과 계획수립에 참조가 가능하다.(s306)
그 다음 검수자 또는 유지보수 작업자가 정보유구시 최적의 솔루션을 제공하여 고장을 예방하도록 유도한다.(s308)
이상과 같이 본발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유지보수 응용 시스템을 구축함으로 인해, 설비의 가용도 및 신뢰도를 제고하여 예상치 못한 고장이 감소하여 그로 인한 철도차량의 유지보수에 대한 신뢰성을 향상시키고, 각 부품별 또는 부분별 분석을 통해 각각의 고장이 설비에 미치는 결과를 검토하여 각 고장 모드(Mode)별로 가장 효과적인 정비 방안을 제시하므로 효율적인 도시철도차량의 유지보수가 가능하다.
또한 유지보수 응용 시스템은 상태감시를 통하여 잠재 고장이 실제 기능 고장으로 발전하는 것을 예방하고, 이와 같은 유지보수 응용 시스템을 통하여 보수·정비 횟수를 줄일 수 있다.
아울러, 이와 같이 보수·정비 관련 서비스를 외부에 용역을 주는 경우에도 본 발명에 따른 유지보수 응용 시스템은 경제적이고 합리적인 용역계약을 지원하여 반복되는 시간 지향형 보수활동을 최소화할 수 있고, 고장원인 및 결과분석에 바탕을 두고 긴급보수 지침을 작성하여 시행함으로 경제적인 관리가 가능하다.
도1은 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템의 정비업무 형태를 도시한 도면.
도2는 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템의 구성도.
도3은 본 발명에 따른 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템의 주처리 흐름도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 정비 110 : 수리정비
120 : 예방정비 200 : 예방정비시스템
202 : 사용자 단말기 204 : 데이터베이스
206 : RAMS 모듈 208 : 고장분석 모듈
210 : 전문가 시스템 212 : 정비요청 모듈
Claims (5)
- 도시철도차량에 있어서,상기 도시철도차량의 유지보수과정에서 획득한 유지보수정보를 저장하고 있는 데이터베이스와 상기 데이터베이스의 정보를 RAMS 분석기법을 이용하여 분석하여 각 부품별 고장발생확률을 정량화하는 RAMS 모듈로 이루어진 예방정비시스템과;상기 예방정비시스템에 상기 도시철도차량의 고장으로 발생할 수 있는 징후를 인지하였을 때 고장의 원인을 진단하는 절차를 제공하거나 고장의 원인이 규명되었을 때 상기 예방정비시스템으로 유지보수정보를 제공하는 전문가 시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 유지보수정보는 상기 도시철도차량의 고장이력, 주행이력, 부품정보, 측정데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 예방정비시스템은 상기 데이터베이스에 저장된 유지보수정보로 표준화된 고장코드를 구축하는 고장분석 모듈;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 예방정비시스템은 상기 데이터베이스에 저장된 유지보수정보로 검수/정비 계획의 긴급검사 절차를 규칙화하고 작업자에게 정비를 지시 및 요청하고 이력을 관리하는 정비요청 모듈;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 데이터분석시스템은 하나 이상의 사용자 단말기가 접속되어 상기 데이터분석시스템으로부터 정량화된 고장확률데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 도시철도차량 유지보수 정보화 응용시스템.
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2003
- 2003-12-16 KR KR1020030091820A patent/KR100682509B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101242060B1 (ko) * | 2010-12-24 | 2013-03-11 | 한국철도기술연구원 | 도시철도차량의 신뢰도 및 가용도 관리 시스템 |
| CN113859306A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种机车数据专家诊断分析方法、装置及系统 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR100682509B1 (ko) | 2007-02-15 |
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