KR20130123561A - 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템 - Google Patents

전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템 Download PDF

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KR20130123561A
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Abstract

본 발명은 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 이용한 전자회로기판의 관리 시스템에 관한 것으로서, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 수명분석을 통하여 기종별 교체기준, 정비기준 및 교체 유의부품을 도출함에 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성하는 목록 작성부; 선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성하는 부품정보 작성부; 선정된 전자회로기판의 현장 고장이력을 조사하고 분석하는 조사 및 분석부; 선정된 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출하는 산출부; 및 상기 전자회로기판의 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정하는 정비정책 정보 추정부; 를 포함한다.

Description

전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 통해 생성된 전자회로기판 관리 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR CONSTRUCTING INTEGRATED MANAGEMENT DATABASE OF ELECTRONIC CIRCUIT BOARD AND MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRONIC CIRCUIT BOARD USING THE SAME}
본 발명은 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 통해 생성된 전자회로기판 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자력 발전설비의 분석대상 전자회로기판을 선정하여, 해당 전자회로기판의 현장 고장이력을 조사하고, 고장률 및 설계수명을 산출하여 설계수명 단계별 정비정책을 수립하는 데이터베이스 구축 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 이용하여 전자회로기판을 관리하는 시스템에 관한 것이다.
원자력 발전소와 같이 시스템이 한번 운전을 시작하면 1년 반 내지 2년 정도 쉬지 아니하고 계속 운전되어야 하는 플랜트에서는 기기 고장이나 컨트롤 계통의 고장으로 인하여 한 번 운전이 정지되면 이를 복구하여 다시 운전을 개시하는데 까지 많은 시간이 소요된다. 이로 인하여 많은 손해를 보게 되고, 전력 수요가 많은 냉난방 피크 시점에서 고장이 나면 일부 지역에 정전을 시켜야 하는 등, 전력 계통 전반에 심각한 피해를 줄 수 있게 된다. 그래서, 원자력 발전소를 계획정비 하는 기간에 각종 컨트롤을 위한 전자회로기판을 주기적으로 성능검사를 수행하여 불량이거나 불량으로 될 확률이 높다든지 하면 이를 수리하여 미리 정상적인 기판으로 교체하여 주는 사전 예측정비기술이 필요하다. 즉, 불시의 운전정지가 없게 하여 운전 효율을 높이고 전력 계통의 안전 운영을 기할 수 있게 된다.
따라서, 원자력 발전소는 최점단 전자시스템으로 이루어져 있는 수 많은 기기와 전자카드 및 시스템의 운영체계가 정상적으로 동작되기 위해서는 각 구성부품이 고유의 기능을 유지할 수 있도록 충분한 내구성을 갖도록 설계, 제작, 설치 및 검증되어야 한다.
특히, 전자카드는 수명기간 동안 설비의 고유기능이 유지될 수 있도록 정기적인 기능 검사를 통하여 고장을 일으킬 요소를 미리 예측하여 제거할 필요가 있는데 아직까지는 국내/외 원자력발전소에서 전자회로기판의 수명관리 체계가 정립되지 않아 현 상태 점검 및 정비에 그치고 있어 원자력발전소의 안전운전과 더불어 향후 계속운전을 위해서도 수명 예측방법을 도입하여 적용함으로써 전자회로기판의 신뢰도 보증이 불가피하게 되었다.
한편, 원자력 발전설비 전자회로기판의 점검 및 정비에 관한 기술과 관련해서는 한국공개특허 10-2007-0035142호(이하, '선행문헌') 외에 다수 출원 및 공개되어 있다.
선행문헌에 따른 방법은 도 1 에 도시된 바와 같이, 검사할 전자회로기판을 세척하고 납땜 부분의 절연코팅을 제거하는 검사준비 단계; 전자부품과 전자회로기판과의 부착상태를 검사하는 외관 구조 검사단계; 중요 부품의 성능을 개별적으로 검사하는 부품 검사단계; 전자회로기판에 동작 전압과 입력신호를 가하여 출력신호가 정상적으로 출력되는지를 검사하는 기능 검사단계; 부품 검사단계에서의 검사결과와 기판설계 데이터와 부품의 내구성을 추정하여 합격 또는 불합격 여부를 판정 하는 단계; 합격된 전자회로기판 또는 불합격된 후 보수과정을 거친 전자회로기판의 납땜부분을 다시 절연 코팅하는 단계; 및 최종적으로 기능검사를 하는 단계; 를 포함하고 있다.
즉, 상기한 선행문헌은, 전자회로기판을 정밀 점검한 결과가 열화로 판명되었을 때 수리하는 사후적인 방법으로서, 전자회로기판의 고장으로 인한 원자력 발전설비의 갑작스런 운전정지를 예방할 수 있는 선결적이고도 근본적인 해결책이 되지 못한다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 수명분석을 통하여 기종별 교체기준, 정비기준 및 교체 유의부품을 도출하는 데 있다.
또한 본 발명의 제 2 목적은, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 현장고장이력과 정비경험을 적절히 반영하여 최적의 정비기준을 설정하기 위한 데이터베이스를 구축하는 데 있다.
그리고, 본 발명의 제 3 목적은, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 현장자료조사를 통하여 고장률 및 설계수명을 산출하고, 특이기종에 대한 보강분석을 수행하여 통합적 관리 데이터베이스의 구축과 동시에 정비 주기 및 정비정책에 대한 권고사항을 도출하는 데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템에 관한 것으로서, 원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성하는 목록 작성부; 선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성하는 부품정보 작성부; 선정된 전자회로기판의 현장 고장이력을 조사하고 분석하는 조사 및 분석부; 선정된 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출하는 산출부; 및 상기 전자회로기판의 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정하는 정비정책 정보 추정부; 를 포함한다.
한편, 본 발명은 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 방법에 관한 것으로서, (a) 목록 작성부가 원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성하는 단계; (b) 부품정보 작성부가 선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성하는 단계; (c) 조사 및 분석부가 선정된 전자회로기판의 현장 고장이력을 조사하고 분석하는 단계; (d) 산출부가 선정된 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출하는 단계; 및 (e) 정책정보 추정부가 상기 전자회로기판의 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정하는 단계; 를 포함한다.
그리고 본 발명은 전자회로기판 관리 시스템에 관한 것으로서, 전자회로기판의 정보를 저장하고 있는 데이터베이스부; 상기 데이터베이스부에 저장된 정보를 관리하고 분석하여, 전자회로기판 및 부품의 정비이력을 바탕으로 고장률 및 설계수명을 산출하는 고장률 및 설계수명 산출부; 정비이력정보 및 설계수명을 바탕으로 표준화된 고장코드의 구축 및 정비정책을 규칙화하는 정비정책 규칙화부; 및 규칙화된 정비정책에 따라 전자회로기판에 대한 정비지시 또는 요청정보를 외부로 전송하는 정비 요청부; 를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 수명분석을 통하여 기종별 교체기준, 정비기준 및 교체 유의부품을 도출할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 현장 고장이력과 정비상황을 적절히 반영하여 최적의 정비기준을 설정하기 위한 통합적관리 데이터베이스를 구축할 수 있는 효과도 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 현장자료조사를 통하여 설계수명 및 고장률 산출 및 특이 기종에 대한 통합적 관리 데이터베이스의 구축과 동시에 교체주기 및 정비주기에 대한 권고사항을 도출하는 효과도 있다.
도 1 은 종래 원자력 발전설비 전자회로기판 정밀 점검 및 정비 방법에 관한 전체 흐름도.
도 2 는 본 발명에 따른 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 분석대상계통의 선정과정을 나타낸 순서도.
도 4 는 본 발명에 따른 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 방법에 관한 전체 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따른 전자회로기판 관리 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 전자회로기판 관리 시스템의 기본화면을 보이는 일예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 기판별 정비기준 관리화면을 보이는 일예시도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 통해 생성된 전자회로기판 관리 시스템에 관하여 도 2 내지 도 7 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템(100)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 목록 작성부(110), 부품정보 작성부(120), 조사 및 분석부(130), 산출부(140) 및 정비정책 정보 추정부(150)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 목록 작성부(110)는 원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성한다.
여기서, 목록 작성부(110)는 분석대상계통을 주기적 안전성 평가(PSR) 대상 여부, 발전정지관련 여부, 전자회로기판 정밀점검 서비스(PIMS) 계획/경상예방 정비 수행여부 및 설비개선 수행 여부를 기준으로 1차로 선정하고, 전자회로기판의 종별 부품 정보, 현장고장이력 정보 및 시험 정보의 수집가능여부를 기준으로 2차로 선정한다.
도 3 은 본 발명에 따른 분석대상계통의 선정과정을 나타낸 순서도로서, 도시된 바와 같이 분석대상계통의 선정은 크게 중요도에 따른 검토, 관리 필요성에 따른 검토, 및 분석가능여부에 따른 검토로 나누어 볼 수 있다.
중요도에 따른 검토는, 주기적 안전성 평가(Periodic Safety Review: PSR)의 분석결과를 참조하여, 주기적 안전성 평가(PSR)에 포함된 대상계통을 본 발명의 분석대상 계통으로 결정하는 것을 말한다.
관리 필요성에 따른 검토는, 설비개선이 예정되어 계통의 기기변경이 발생할지에 대한 검토 및 전자회로기판의 정밀점검의 수행여부를 검토하여 부품단위 수명관리의 필요성을 검토하는 것을 말한다.
분석가능여부에 따른 검토는, 전자회로기판의 종별 부품 정보, 현장고장이력 정보 및 시험 정보의 수집 가능여부를 판단하여 불가능하다고 판단된 경우, 현장검토를 통해 계통 및 전자회로기판의 종류에서 제외하는 것을 말한다.
[표 1] 은 본 발명의 일실시예에 따라 1차로 선정된 분석대상계통을 나타낸 것으로서, 나타낸 바와 같이 1차로 선정된 원자력 발전설비의 전자회로기판의 분석 대상계통은 RCS(제어봉 제어), 7300 PROCESS(공정제어), NIS(핵계측), DRMS(방사선 감시), SSPS(원자로 보호), SSILS(반도체식 논리 회로함), GOVERNOR(조속기 제어), FC(주급수 펌프터빈), SEISMIC(지진 감시), RCP VIBRATION(원자로 냉각재 펌프진동 감시)의 10개 계통을 우선 구현하였다. 1차로 선정된 결과는 추후 분석가능여부에 따른 2차 선정 과정을 통해 계통 및 전자회로기판의 종류가 변경될 수 있다.
검토 대상 계통 PSR
대상계통		 발전정지
관련		 정밀점검
수행계통		 설비개선
여부		 계통
선정 		기판종수
(예상)
RCS 제어봉 제어
DRPI 디지털 제어봉
위치지시
DMIMS 노내금속파편
검출
ALMS 음향누설감지
7300
SERIES		 공정 제어
BOP, FISHER
NIS 핵 계측
DRMS 방사선 감시(960**-200)
GFFD 핵연료 파손검출
SSPS 원자로 보호
SSILS 반도체식 논리회로
GOVERNOR 조속기제어
FC 주급수펌프터빈
CQ 터빈감시
ANNUNCIATOR 경보
터빈발전기 공정제어
AIR COMPRESSOR 공기압축기
SEISMIC 지진감시
RCP VIBRATION 원자로 냉각재
펌프진동감시
BCMS 보론농도측정
계통
DFMS 노내 중성자분포 측정
주급수펌프 및
터빈 진동감시
EOSP 전기식터빈
과속도보호
고정자냉각수
발전기수소온도감시
저압터빈배기온도감시
MSR배수탱크수위
각 계통별 전자회로기판의 종류를 파악하여 목록을 작성하는 것은 분석대상을 확정짓는 최종단계이며, 부품목록을 확보하는 기준이 된다.
분석대상 기판 종류 파악은 현장의 전자회로기판 현황(사용품, 예비품 목록)자료와 설비 매뉴얼, 전자회로기판 정밀점검 서비스(PIMS) 수행기록 등을 통해 결정될 수 있다.
[표 2] 는 본 발명의 일실시예에 따라 분석대상계통별 전자회로기판의 종류를 예시한 것이다. [표 2] 의 전자회로기판의 종류는 1차적으로 조사된 결과이다.
여기서, 전자회로기판의 기능적인 측면에서 중요도가 떨어지거나 현장에서 거의 사용하고 있지 않은 기판, 부품목록이 존재하지 않는 기판 및 설계수명이 매우 길고 고장빈도가 적은 기판으로 판단될 경우에는 추후에 제외될 수 있다.
또한, 7300 프로세스 계통에서 사용 중인 해당 전자회로기판이 개선된 경우 또는 동일한 기능을 수행하지만 신호의 수가 다른 경우 등 구분되어야 할 필요성이 있는 경우에는 같은 종류의 전자회로기판이라도 그룹으로 나뉠 수 있다.
순번 분석대상계통 계통설명 분석 기판 종류 제작사
1 7300 공정제어
2 SSILS 반도체식 논리보호
3 SSPS 원자로 보호
4 RCS 제어봉 제어
5 DRMS 방사선 감시
6 NIS 노외 핵계측
계
한편, 전자회로기판의 목록은 호기, 계통, 모델번호, 제작사, 관리번호, 태그넘버, 고유번호, 설치날짜, 전자회로기판 수량, 전자회로기판의 등급 및 단가 정보가 포함될 수 있다.
부품정보 작성부(120)는 선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성한다.
여기서, 부품정보 작성부(120)는 대상계통 매뉴얼 자료 및 전자회로기판 정밀점검 서비스(PIMS)에서 사용된 부품목록을 수집하여 전자회로기판의 종별 구성부품의 부품명 및 수량을 정리하여 작성할 수 있다.
조사 및 분석부(130)는 선정된 전자회로기판의 종별 현장 고장이력을 조사하고 분석한다.
이때, 현장 고장이력은 고장률, 설계수명, 고장형태, 고장내역, 조치형태, 조치내역, 고장일자, 정비이력, 정비일자, 정비수행자 및 주요 노화 유의부품 표시 등의 정보를 포함한다.
또한, 상기 정비이력는 호기, 계통명, 기판명, 시리얼 넘버, 부품위치, 부품명, 부품넘버, 시험방법, 교체사유 및 교체날짜 등의 정보를 포함한다.
[표 3] 은 본 발명의 일실시예에 따라 전자회로기판 정밀점검 서비스(PIMS) 정비이력을 분석한 결과를 나타낸 것으로서, 분석된 결과의 해당계통은 5개 계통을우선으로 7300 프로세스, NIS, RCS, SSILS, SSPS이 포함되어 있다.
계통명 교체사유 합계
7300 프로세스
NIS
RCS
SSILS
SSPS
산출부(140)는 선정된 전자회로기판의 종별 고장률 및 설계수명을 산출한다.
이때, 산출부(140)는 MIL-HDBK-217F 및 텔코디아(Telcordia)-SR-332의 적용규격을 사용하여, 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출할 수 있다.
일반적으로 고장률(Failure Rate)은 백만시간(106) 또는 십억시간(109) 단위로 표기되며, 평균수명(MTBF : Mean TimeBetween Failure)의 역수로 표현할 수 있다. 예를 들어, 고장률이 2.0 (106단위 기준)인 경우 백만 시간당 평균적으로 2회의 고장이 발생한다는 의미이며, 이 경우에 평균수명은 500,000시간이 된다.
1년이 8,760시간이므로 500,000시간이면 약 57년이 그 부품의 평균수명이라 할 수 있는 것이다. 이를 바탕으로 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출하는데 적용하였다.
상기의 MIL-HDBK-217F는 1965년 미국 DoD(Department of Defense)에서 제정하였고, 전기전자부품과 어셈블리의 고장률(또는 신뢰도 평가척도)과 방정식을 제공한다.
[표 4] 는 PSA와 PCM 방식을 요약 정리하여 나타낸 것이다. PSA는 시스템설계 완성단계에서 주로 적용하는 방식이며, 시스템과 부품의 설계에 따른 고유스펙과 다양한 파라메타 설정이 필요하다. 일반적으로, PCM은 시스템설계 초기단계에서 적용하는 개략적 예측방식이며, 몇 가지의 팩터만을 이용하여 고장률을 예측하는 방식이다.
PSA PCM
적용단계 상세 설계 단계 설계 초기 단계
필요정보 많은 정보(설계 자료) 적은 정보(품질, 환경, 수량)
고장률 부품 스트레스 모델에
상세 설계정보 적용		 부품 스트레스 모델에 기본 값 적용
그리고, PSA는 아래의 [수식 1] 에 의하여 산출될 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00001
여기서, λb는 기본 고장률, πQ는 품질인자, πE는 환경인자, πA는 적용인자, πT는 온도인자, πn는 반복인자를 나타낸다.
그리고, PCM은 아래의 [수식 2] 에 의하여 산출될 수 있다.
[수식 2]
Figure pat00002
여기서, λEQUIP는 전자회로기판의 총 고장률(고장/108 시간), λg는 i번째 부품의 고유 고장률(고장/108 시간), πQ는 i번째 고유 부품의 품질인자, Ni는 i번째 고유 부품의 숫자, n은 전자회로기판 내에 있는 고유 부품 카테고리의 수를 나타낸다.
그리고, MIL-HDBK-217F에 의한 전자회로기판의 각 부품의 고장률 및 설계수명은 릴렉스 프로그램을 사용하여 각 부품의 정보를 입력하여 [수식 3] 에 의해 산출될 수 있다.
[수식 3]
Figure pat00003
여기서, λb는 기본 고장률, πT는 온도인자, πS는 적용인자 πQ는 품질인자, πE는 환경인자를 나타낸다.
한편, 텔코디아-SR-332는 전자장비에 대한 신뢰도 예측절차와 방법을 기술한규격서로 전자회로기판의 고장률 및 설계수명은 아래 [수식 4] 에 의하여 산출된다.
[수식 4]
Figure pat00004
여기서, λss는 현장이력이 적용된 고장률, t는 부품 및 시스템의 총 운전시간, f는 시간 t동안 총 고장 카운트, V는 조절값을 나타낸다.
정비정책 정보 추정부(150)는 상기 전자회로기판의 종별 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정한다.
여기서, 정비정책 정보는 전자회로기판의 정비주기, 교체주기, 신뢰구간 추정, 비용 대비 주기산출, 현장고장이력 기반 통계값, 예측모델에 의한 잔여 수명, 부품 교체에 의한 잔여 수명, 고장 횟수 및 계획예방정비 횟수 등의 정보를 포함하며, 전자회로기판의 종별 고장원인 및 정비권고 내용이 포함될 수도 있다.
구체적으로, 정비정책 정보 추정부(150)는 고장수를 [수식 5] 와 같이 추정한다.
[수식 5]
고장수 = 정비이력카드 고장수 + 과거수리이력 고장수 + TR발행이력수 + 고장수(ERP) + PIMS(성능저하) 수
또한,
Figure pat00005
를 k(=degrees_freedom)개의 독립적이고 표준정규분포를 따르는 확률변수라고 할 때,
Figure pat00006
로 정의하는 확률변수 Q의 분포를 자유도가 k인 카이제곱 분포로 정의한다. 이에 대한 표기는
Figure pat00007
로 나타낸다.
또한, 카이제곱 분포의 확률밀도함수는 다음의 [수식 6] 과 같다.
[수식 6]
Figure pat00008
여기서, Γ(k / 2)는 감마 함수이다.
누적분포함수는 다음의 [수식 7] 과 같다.
[수식 7]
Figure pat00009
이러한, 카이제곱 분포의 역함수를 XINV라고 할때,
95%신뢰도 =
Figure pat00010
50%신뢰도 =
Figure pat00011
이며,
신뢰추정구간 EF = (95% 신뢰도)/(50% 신뢰도)
MEAN =
Figure pat00012
: e는 2.71828182845904
신뢰추정구간 MTBF(년) =
Figure pat00013
이다.
상기한 바와 같이, 추정된 정보를 바탕으로 정비정책 정보 추정부(150)는 정비주기와 교체주기를 [수식 8] 을 통해 추정한다.
[수식 8]
정비주기 =
Figure pat00014
교체주기 =
Figure pat00015
여기서, 일실시예로 960시간(공사기간40일), 730시간(적용시간/월), 18개월(연료교체주기)을 나타낸다.
[표 5] 는 본 발명의 일실시예에 따라 전자회로기판의 교체 및 고장을 예방하고자 권고되는 주기적인 전자회로기판의 정비정책 기준을 나타낸 것이다.
발전소 운전에 필수적으로 필요하다고 확인된 전자회로기판은 예방정비 대상에 포함시키고, 안전관련 전자회로기판 뿐만 아니라 발전소 운전에 영향을 주는 전자회로기판도 예방정비 대상에 포함시킨다. 전자회로기판에 대한 대부분의 예방 정비정책은 사용자 결정의 운전기간 이후 전자회로기판에 대한 재정비가 필요하다.
이러한 사용자 결정의 운전기간은 발전소 안전성, 운전환경, 현장의 고장이력, 운전경험과 전자회로기판의 중요도에 대한 기준을 기초로 사용자에 의해 선택될 수 있다. 일반적으로 예상 교체 비용의 절반 이상이 수리비용으로 쓰인다면 그 기판은 교체하는 방향으로 정비정책을 수립하는 것이 바람직하다.
Figure pat00016
이상의 방법으로 구축된 데이터베이스는 원자력 발전설비의 안전관련 전자회로기판에 대한 수명분석을 통하여 기종별 교체기준, 정비기준 및 교체 유의부품을 도출하는데 효과적으로 이용될 수 있다. 즉, 전자회로기판에 대한 현장 고장이력과 정비상황을 적절히 반영하여 최적의 정비기준을 설정할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 방법에 관하여 도 4 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4 는 본 발명에 따른 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 목록 작성부(110)는 원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성하며(S110), 부품정보 작성부(120)는 선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성한다(S120).
또한, 조사 및 분석부(130)는 선정된 전자회로기판의 종별 현장 고장이력을 조사하고 분석하며(S130), 산출부(140)는 선정된 전자회로기판의 종별 고장률 및 설계수명을 산출한다(S140).
그리고, 정비정책 정보 추정부(150)는 상기 전자회로기판의 종별 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정한다(S150).
이하에서는, 상술한 시스템 및 그 방법을 통해 생성된 전자회로기판 관리 시스템에 관하여 도 5 를 참조하여 설명하도록 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 전자회로기판 관리 시스템(200)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 데이터베이스부(210), 고장률 및 설계수명 산출부(220), 정비정책 규칙화부(230) 및 정비 요청부(240)를 포함하여 이루어진다.
데이터베이스부(210)는 상술한 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템(100)을 통해 생성된 정보들이 저장되어 있다. 구체적으로는, 전자회로기판의 종별 부품 정보, 현장 고장이력에 관한 조사 분석정보, 고장률 및 설계수명 산출 정보 및 설계수명에 따라 추정된 정비정책 정보 등을 포함한다.
고장률 및 설계수명 산출부(220)는 상기 데이터베이스부(210)에 저장된 정보를 관리하고 분석하여, 전자회로기판 및 부품의 정비이력을 바탕으로 고장률 및 설계수명을 산출한다.
여기서, 상기 고장률 및 설계수명 산출부(220)는 앞선 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템에서 사용한 MIL-HDBK-217F 및 텔코디아-SR-332 모듈이 사용될 수 있다.
또한, 고장률 및 설계수명 산출부(220)는 전자회로기판 및 부품의 예상 수명 및 교체주기를 산출하고, 산출된 정보를 상기 데이터베이스부(210)에 저장한다.
이와 같이 산출된 자료는, 예방정비 모델에 미리 정의된 데이터 분석 작업을 거쳐서 예상 수명이나 각종 신뢰도 지표를 산출하는 근거가 되고, 이러한 예상 수명 및 신뢰도 지표 등은 일반 유지보수 업무를 신뢰성에 기반한 유지보수가 되도록 도와주며 통계에 의해 계산된 정비 주기에 의하여 인력의 과투입 또는 부족투입을 방지할 수 있는 근거가 된다.
정비정책 규칙화부(230)는 정비이력정보 및 설계수명을 바탕으로 표준화된 고장코드의 구축 및 정비정책을 규칙화한다.
여기서, 정비정책은 [표 5] 에 기술된 내용과 설계수명을 바탕으로 적절한 정비정책을 규칙화할 수 있다. 이때, 전자회로기판의 설계수명 이후에 고장이 난다면 전자회로기판의 부품교체 보다는 전자회로기판 자체를 교체하는 것으로 규칙화할 수 있다.
정비 요청부(240)는 규칙화된 정비정책에 따라 전자회로기판에 대한 정비지시 또는 요청정보를 사용자 단말기(10)로 전송한다.
또한, 정비 요청부(240)는 상기 정비지시 또는 요청정보에 따른 정비이력을 사용자 단말기(10)로부터 수신하여, 상기 데이터베이스부(210)에 갱신하여 저장시킬 수 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 전자회로기판의 관리 시스템의 기본화면, 구체적으로는 경년열화 관리 시스템의 기본화면을 보이는 일예시도로서, 도시된 바와 같이, 전자회로기판별 정비기준 관리, 현장 설치정보 관리, 기판 기본정보 관리, ICT 수행정보 관리, 고장 및 정비이력 관리, 예방 정비이력 관리, 입출고 정보 관리 등을 보이고 있다. 도 7 은 기판별 정비기준 관리화면을 보이는 일예시도이다.
본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 하드 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송과 같이 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템
110: 목록 작성부 120: 부품정보 작성부
130: 조사 및 분석부 140: 산출부
150: 정비정책 정보 추정부
200: 전자회로기판 관리 시스템
210: 데이터베이스부 220: 고장률 및 설계수명 산출부
230: 정비정책 규칙화부 240: 정비 요청부
10: 사용자 단말기

Claims (13)

  1. 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템에 있어서,
    원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성하는 목록 작성부(110);
    선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성하는 부품정보 작성부(120);
    선정된 전자회로기판의 현장 고장이력을 조사하고 분석하는 조사 및 분석부(130);
    선정된 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출하는 산출부(140); 및
    상기 전자회로기판의 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정하는 정비정책 정보 추정부(150); 를 포함하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 목록 작성부(110)는,
    분석대상계통을 주기적 안전성 평가(PSR) 대상 여부, 발전정지관련 여부, 전자회로기판 정밀점검 서비스(PIMS) 계획/경상예방 정비 수행여부 및 설비개선 수행 여부를 기준으로 1차로 선정하고, 전자회로기판의 종별 부품 정보, 현장고장이력 정보 및 시험 정보의 수집가능여부를 기준으로 2차로 선정하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자회로기판의 목록은,
    호기, 계통, 모델번호, 제작사, 관리번호, 태그넘버, 고유번호, 설치날짜, 전자회로기판 수량, 전자회로기판의 등급 및 단가 중, 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부품정보 작성부(120)는,
    대상계통 매뉴얼 자료 및 전자회로기판 정밀점검 서비스(PIMS)에서 사용된 부품목록을 수집하여 전자회로기판의 종별 구성부품의 부품명 및 수량을 바탕으로 부품정보를 작성하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 현장 고장이력은,
    고장률, 설계수명, 고장형태, 고장내역, 조치형태, 조치내역, 고장일자, 정비이력, 정비일자, 정비수행자 및 주요 노화 유의부품 표시 중, 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정비이력은,
    호기, 계통명, 기판명, 시리얼 넘버, 부품위치, 부품명, 부품넘버, 시험방법, 교체사유 및 교체날짜 중, 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부(140)는,
    하기의 [수식 3] 을 통해 전자회로기판의 고장률을 산출하고, 이를 바탕으로 설계수명을 산출하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
    [수식 3]
    Figure pat00017

    여기서, λb는 기본 고장률, πT는 온도인자, πS는 적용인자 πQ는 품질인자, πE는 환경인자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부(140)는,
    하기의 [수식 4] 를 통해 전자회로기판의 고장률을 산출하고, 이를 바탕으로 설계수명을 산출하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
    [수식 4]
    Figure pat00018

    여기서, λss는 현장이력이 적용된 고장률, t는 부품 및 시스템의 총 운전시간, f는 시간 t동안 총 고장 카운트, V는 조절값.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 정비정책 정보는,
    전자회로기판의 고장원인 및 정비권고 내용, 정비주기, 교체주기, 신뢰구간 추정, 비용 대비 주기산출, 현장고장이력 기반 통계값, 예측모델에 의한 잔여 수명, 부품 교체에 의한 잔여 수명, 고장 횟수 및 계획예방정비 횟수 정보 중, 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 시스템.
  10. 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 방법에 있어서,
    (a) 목록 작성부(110)가 원자력 발전설비의 분석대상계통을 선정하고, 계통별 전자회로기판의 목록을 작성하는 단계;
    (b) 부품정보 작성부(120)가 선정된 전자회로기판의 부품 정보를 작성하는 단계;
    (c) 조사 및 분석부(130)가 선정된 전자회로기판의 현장 고장이력을 조사하고 분석하는 단계;
    (d) 산출부(140)가 선정된 전자회로기판의 고장률 및 설계수명을 산출하는 단계; 및
    (e) 정책정보 추정부(150)가 상기 전자회로기판의 설계수명에 따른 정비정책 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는 전자회로기판의 통합관리 데이터베이스 구축 방법.
  11. 전자회로기판 관리 시스템에 있어서,
    전자회로기판의 정보를 저장하고 있는 데이터베이스부(210);
    상기 데이터베이스부(210)에 저장된 정보를 관리하고 분석하여, 전자회로기판 및 부품의 정비이력을 바탕으로 고장률 및 설계수명을 산출하는 고장률 및 설계수명 산출부(220);
    정비이력정보 및 설계수명을 바탕으로 표준화된 고장코드의 구축 및 정비정책을 규칙화하는 정비정책 규칙화부(230); 및
    규칙화된 정비정책에 따라 전자회로기판에 대한 정비지시 또는 요청정보를 외부로 전송하는 정비 요청부(240); 를 포함하는 전자회로기판 관리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터베이스부(210)는,
    전자회로기판의 종별 부품 정보, 현장 고장이력에 관한 조사 분석정보, 고장률 및 설계수명 산출 정보 및 설계수명에 따라 추정된 정비정책 정보를 저장하고 있으며, 사용자 단말기(10)에 의한 정보를 수신하여 해당 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 전자회로기판 관리 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 정비 요청부(240)는,
    상기 정비지시 또는 요청정보에 따른 정비이력을 사용자 단말기(10)로부터 수신하여, 상기 데이터베이스부(210)에 갱신하여 저장시키는 것을 특징으로 하는 전자회로기판 관리 시스템.
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