KR20220150648A - Predictive maintenance operating system based on failure prediction model - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 고장예측모델을 구축하고, 모듈별 고장모드에 따른 최종 모듈 고장확률에 대한 값을 산출하며, 산출된 값을 기반으로 예지보전을 계획 및 수립하여 발전소를 운영하기 위한 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model. More specifically, a failure prediction model is built, a value for the final module failure probability according to the failure mode of each module is calculated, and predictive maintenance is planned and established based on the calculated value to create a failure prediction model for power plant operation. It is about a predictive maintenance operating system based on
일반적으로 발전소에는 다수의 발전설비들이 복잡하게 밀집되어 있다. 이러한 다수의 발전설비들은 항시 실시간으로 감시할 수 있어야 하며, 설비의 고장 및 비정상 상태가 발생될 경우에 최대한 빠른 시간 내에 이를 정비할 수 있어야 한다.In general, a plurality of power generation facilities are complexly concentrated in a power plant. These multiple power generation facilities should be able to be monitored in real time at all times, and should be able to be repaired within the fastest possible time when a failure or abnormal state of the facility occurs.
종래의 발전소는 소정의 스케쥴에 따라 다수의 발전설비들 각각에 대한 정기적 예방 정비를 실시하고 있으며, 발전설비로부터 상태를 판단할 수 있는 센서 데이터를 수집하여 분석함으로써 발전설비의 고장 발생을 예측하고, 그에 따른 대응 조치를 수행하고 있다. 그러나, 종래의 발전소에서는 발전설비에서 수집되는 센서 데이터를 이용하여 단순히 경보 발생을 알려줄 뿐으로, 실제 발생된 경보들의 원인을 분석하여 조치사항을 통보하지 못하며, 이로 인해 발전소의 운전원들이 경보 발생만으로 다수의 발전설비들 중에서 고장이 발생된 설비를 찾는 것에 어려움이 있었다.Conventional power plants perform regular preventive maintenance for each of a plurality of power generation facilities according to a predetermined schedule, and predict failure of power generation facilities by collecting and analyzing sensor data that can determine the state of power generation facilities, We are taking countermeasures accordingly. However, in a conventional power plant, it simply notifies the occurrence of an alarm using sensor data collected from power generation facilities, but cannot analyze the cause of the alarms that actually occurred and notify the action, so that the operators of the power plant can There was a difficulty in finding a facility with a failure among power generation facilities.
최근 들어, 학습모델 기반의 발전소 고장 예측 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 고장 예측 시스템은 발전설비로부터 수집되는 다수의 센서 데이터를 이용하여 학습모델을 학습시킴으로써, 차후 실제 발전설비에서 발생되는 센서 데이터로부터 발전설비의 고장을 예측 및 진단한다.Recently, research on a power plant failure prediction system based on a learning model has been actively conducted. This failure prediction system learns a learning model using a plurality of sensor data collected from power generation facilities, thereby predicting and diagnosing failures of power generation facilities from sensor data generated in actual power generation facilities.
그러나, 통상의 발전소에서 수집되는 센서 데이터의 거의 대부분은 발전설비의 정상 운전에 따른 데이터이다. 따라서, 학습모델을 기반으로 발전소의 고장 예측 시스템을 구축하더라도 그 학습모델에 제공되는 학습데이터, 즉 센서 데이터가 다양한 운전환경을 반영하지 못하게 된다. 따라서, 종래의 발전소 고장 예측 시스템에서는 발전설비로부터 수집되는 센서 데이터에 의한 학습모델의 학습 효율이 저하되어 발전설비의 고장 발생 예측의 정확도 및 신뢰도가 낮아지게 된다.However, most of the sensor data collected in a typical power plant is data according to the normal operation of power generation facilities. Therefore, even if a power plant failure prediction system is built based on the learning model, learning data provided to the learning model, that is, sensor data, cannot reflect various operating environments. Therefore, in the conventional power plant failure prediction system, the learning efficiency of the learning model based on the sensor data collected from the power generation facility is lowered, so that the accuracy and reliability of the failure prediction of the power plant is lowered.
본 발명의 목적은 고장예측모델을 구축하고, 모듈별 고장모드에 따른 최종 모듈 고장확률에 대한 값을 산출하며, 산출된 값을 기반으로 예지보전을 계획 및 수립하여 발전소를 운영하기 위한 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to construct a failure prediction model, calculate a value for the final module failure probability according to the failure mode for each module, and plan and establish predictive maintenance based on the calculated value to operate a power plant. To provide a predictive maintenance operating system based on
상기 과제를 해결하기 위하여,In order to solve the above problem,
본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템은 하나 이상이 발전소에서 구축된 하나 이상의 비용분할구조(CBS) 모델의 기간 및 고장모드의 발생확률을 예측하며, 예측한 상기 발생확률을 데이터베이스에 저장하는 고장예측모듈;A predictive maintenance operating system based on a failure prediction model according to an embodiment of the present invention predicts the period and occurrence probability of failure modes of one or more CBS models built in one or more power plants, a failure prediction module for storing the probability of occurrence in a database;
상기 고장예측모듈 또는 상기 데이터베이스에 저장된 고장모드의 종류 및 고장확률을 기반으로 비용분할구조 모델별 발생할 고장모드의 종류 및 고장확률을 결정하고, 최하위 레벨, 중간 레벨, 상위 레벨, 최상위 레벨의 비용분할구조 별 고장모드 및 고장확률을 각각 결정하는 고장확률 계산모듈;Based on the failure mode type and failure probability stored in the failure prediction module or the database, the failure mode type and failure probability to occur for each cost division structure model are determined, and cost division of the lowest level, middle level, upper level, and top level is performed. a failure probability calculation module that determines failure modes and failure probabilities for each structure;
상기 고장확률 계산모듈에서 각각 결정한 최하위 레벨, 중간 레벨, 상위 레벨, 최상위 레벨의 비용분할구조 별 고장모드 및 고장확률을 기반으로 비용분할구조 별 고장에 의한 손실 비용과, 고장 해결을 위한 투입 비용을 관리하는 고장비용 관리모듈;Based on the failure mode and failure probability for each cost division structure of the lowest level, middle level, upper level, and top level determined by the failure probability calculation module, the loss cost due to failure for each cost division structure and the input cost for failure resolution Failure cost management module to manage;
상기 고장비용 관리모듈에서 관리하는 손실비용 및 투입 비용을 기반으로 비용분할구조 별 금액을 고려한 예지보전 확률을 계산하고, 이를 기반으로 실시 여부를 판단하는 예지보전 수립모듈;A predictive maintenance establishment module that calculates a predictive maintenance probability considering the amount of each cost division structure based on the loss cost and input cost managed by the failure cost management module, and determines whether to implement based on this calculation;
상기 데이터베이스에 기 설정된 주기별로 상기 고장예측모듈을 실행시키고, 상기 예지보전 수립모듈에서 산출한 예지보전 확률 및 실시 여부를 기반으로 예지보전 보고서를 생성하는 예지보전 관리모듈; 을 포함할 수 있다.a predictive maintenance management module that executes the failure prediction module for each period set in the database and generates a predictive maintenance report based on the predictive maintenance probability and whether or not the predictive maintenance is performed, calculated by the predictive maintenance establishment module; can include
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 고장예측모듈은, 상기 고장모드의 발생확률에 대한 기간을 1일, 7일, 30일, 90일, 180일, 365일 후 중에서 적어도 어느 하나의 기간을 설정하여 산출할 수 있다.In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the failure prediction module sets the period for the probability of occurrence of the failure mode to 1 day, 7 days, 30 days, and 90 days. It can be calculated by setting at least one of days, 180 days, and 365 days later.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 고장확률 계산모듈에서 각 비용분할구조 별 발생할 고장모드 및 고장확률은,In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the failure mode and failure probability generated for each cost division structure in the failure probability calculation module are,
(p:발전소 전력 / i:비용분할구조 모듈,1,2,3,n / j:고장모드,1,2,3,n)일 수 있다. (p: power plant power / i: cost division structure module, 1,2,3, n / j: failure mode, 1,2,3, n).
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 고장확률 계산모듈에서 최하위 레벨의 비용분할구조 모델에서의 고장모드 종류 및 확률은,In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the failure mode type and probability in the cost division structure model of the lowest level in the failure probability calculation module are,
을 포함하고, including,
고장확률이 최대인 고장모드 J가 비용분할구조 모듈 i에서의 고장모드로 결정될 수 있다.The failure mode J with the maximum failure probability can be determined as the failure mode in the cost partitioning structure module i.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 고장확률 계산모듈은, 고장모드 종류마다 가중치를 결정하고, 최하위 레벨 조정 고장확률을 계산하며, 상기 최하위 레벨 조정 고장확률을 기반으로 중간 레벨 비용분할구조 모델 별 고장모드 및 고장확률을 산출할 수 있다.In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the failure probability calculation module determines a weight for each failure mode type, calculates the lowest level adjusted failure probability, and Based on the lowest-level adjusted failure probability, failure modes and failure probabilities for each middle-level cost split structure model can be calculated.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 가중치 결정은, 점검, 테스트, 부분수리, 고장교체 별로 가중치를 차등으로 부여하며, 점검=테스트<부분수리<고장교체 순으로 가중치를 차등 부여할 수 있다.In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the weight determination is performed by assigning weights differently for each inspection, test, partial repair, and failure replacement, and inspection=test< Differential weighting can be given in the order of partial repair < replacement of failure.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 최하위 레벨 조정 고장확률()은 In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the lowest level adjusted failure probability ( )silver
(j=점검, 테스트 k=1 / j=부분수리 k=2 / j=고장교체 k=3)일 수 있다. (j=check, test k=1 / j=partial repair k=2 / j=breakdown replacement k=3).
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 중간 레벨 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률은,In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the failure mode type and probability for each intermediate level cost division structure model are,
이며, is,
상기 고장모드 종류는 고정 고장확률()이 최대인 하위 비용분할 모듈 I에서 고장 모드 JI가 중간 레벨 비용분할구조 모델에서의 고장모드로 결정될 수 있다.The failure mode type is a fixed failure probability ( ) can be determined as the failure mode in the middle-level cost splitting structure model.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 상위 레벨 또는 최상위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 상기 가중치 산출값과, 각 레벨별 조정 고장확률값과, 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률을 산출한 결과값을 통해 최종산출할 수 있다.In addition, in the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the method for calculating the type and probability of the failure mode for each of the upper level or the highest level cost division structure model is the weight calculation It can be finally calculated through the result of calculating the value, the adjusted failure probability value for each level, and the failure mode type and probability for each cost division structure model.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 예지보전 수립모듈은, 상기 손실비용이 투입비용보다 높을 경우 예지보전 실시하며, 비용분할구조 고장모드 및 예지보전 실시여부를 상기 데이터베이스에 저장할 수 있다.In addition, in the predictive maintenance operating system based on a failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the predictive maintenance establishment module performs predictive maintenance when the loss cost is higher than the input cost, and the cost division structure failure mode And whether the predictive maintenance is performed may be stored in the database.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템에 있어서, 상기 예지보전 관리모듈은, 상기 고장확률 계산모듈에서 산출한 값을 기반으로 시스템 레벨 고장확률을 산출하고, 상기 시스템 레벨 고장확률을 기반으로 예지보전 계획을 수립하며, 수립한 계획을 데이터베이스에 저장할 수 있다.In addition, in the predictive maintenance operating system based on a failure prediction model according to an embodiment of the present invention, the predictive maintenance management module calculates a system level failure probability based on the value calculated by the failure probability calculation module, , a predictive maintenance plan may be established based on the system level failure probability, and the established plan may be stored in a database.
이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.These solutions will become more apparent from the following detailed description of the invention based on the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary sense, and the inventor should properly define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 비용분할구조(CBS) 모델을 기반으로 고장예측 모델을 구축할 수 있고, 비용분할 구조 모델의 최하위 레벨의 모듈부터 최상위 레벨의 모듈까지의 고장모드 종류 및 고장확률을 각각 계산할 수 있으며, 계산값을 기반으로 예지보전 계획을 수립할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a failure prediction model may be constructed based on a cost division structure (CBS) model, and failure mode types and failure probabilities from the lowest level module to the highest level module of the cost division structure model can be calculated respectively, and a predictive maintenance plan can be established based on the calculated value.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 각 레벨 별 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 각각 계산할 수 있고, 이를 기반으로 예지보전 계획을 수립할 수 있으므로, 예지보전 계획의 신뢰성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the type and probability of failure modes occurring for each cost division structure model for each level can be calculated, and a predictive maintenance plan can be established based on the calculated reliability and accuracy of the predictive maintenance plan. can improve
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템의 구성요소를 나타내 보인 블록도.1 is a block diagram showing components of a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Specific aspects and specific technical features of the present invention will become more apparent from the following specific details and embodiments in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of each drawing in this specification, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is directly connected or connectable to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템은 하나 이상의 발전소에서 구축된 하나 이상의 비용분할구조(CBS) 모델의 기간 및 고장모드의 발생확률을 예측하는 고장예측모듈(10)과, 각 레벨별 비용분할구조 모델의 고장모드 및 고장확률을 각각 결정하는 고장확률 계산모듈(20)과, 고장확률 계산모듈(20)에서 결정한 각 레벨별 고장모드 및 고장확률에 의한 손실 비용과, 투입비용을 관리하는 고장비용 관리모듈(30)과, 고장비용 관리모듈(30)에서 관리하는 손실비용 및 투입 비용을 기반으로 비용분할구조 별 금액을 고려한 예지보전 확률을 계산하고, 이를 기반으로 실시 여부를 판단하는 예지보전 수립모듈(40)과, 고장예측모듈(10)을 실행시키는 기능과, 예지보전 수립모듈(40)에서 산출한 예지보전 확률 및 실시 여부를 기반으로 예지보전 보고서를 생성하는 예지보전 관리모듈(50)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to an embodiment of the present invention generates the period and failure mode of one or more Cost Breakdown Structure (CBS) models built in one or more power plants. The
고장예측모듈(10)은 비용분할구조 모델 별로 기간별 또는 비용분할구조 모델의 고장모드 별로 발생확률을 예측할 수 있으며, 구체적으로는 비용분할구조 모델의 고장모드에 대한 발생확률을 1일, 7일, 30일, 90일, 180일, 365일 중 적어도 어느 하나의 기간을 설정하여 발생확률을 산출할 수 있다. 이러한 고장예측모듈(10)은 각 날짜에 대한 비용분할구조 모델의 고장모드에 대한 발생확률을 산출한 이후, 데이터베이스(60)에 저장될 수 있다.The
여기서, 상기한 비용분할구조 모델에서의 비용분할구조는 Cost Break down Structure의 약자이며, 태양광 발전설비의 수명 주기와, 각 연도별 비용 평가를 위하여 기준을 설정하기 위한 비용 요소들의 구조이다. 특히 태양광 발전소의 운영 유지비용으로 대체될 수 있으며, 획득비와 운영 유지비용은 각 세부적인 비용요소로 구성될 수 있다.Here, the cost break down structure in the cost break down structure model is an abbreviation of Cost Break down Structure, and is a structure of cost elements for setting criteria for the life cycle of photovoltaic power generation facilities and cost evaluation for each year. In particular, it can be replaced by the operation and maintenance cost of a solar power plant, and the acquisition cost and operation and maintenance cost can be composed of each detailed cost element.
이러한 비용분할구조 모델은 각 발전소마다 발전소 설비에 대한 고장이력, 고장유형, 고장유무를 포함하는 고장에 대한 정보를 수집하고 관리하기 수월하기 때문에 비용분할구조 모델을 각 발전소마다 생성하여 관리하는 구조로 이루어질 수 있다.Since this cost splitting structure model makes it easy to collect and manage failure information including failure history, failure type, and presence/absence of failures for each power plant, a cost splitting structure model is created and managed for each power plant. It can be done.
고장확률 계산모듈(20)은 고장예측모듈(10) 또는 데이터베이스(60)에 기 저장된 고장모드의 종류 및 고장확률을 기반으로 비용분할구조 모델 별로 발생할 고장모드의 종류 및 고장확률을 결정하고, 최하위 레벨, 중간 레벨, 상위 레벨, 최상위 레벨의 비용분할구조 별 고장 모드 및 고장확률을 각각 결정할 수 있도록 확률값을 계산할 수 있다.The failure
구체적으로, 고장확률 계산모듈(20)은 먼저 각 비용분할구조 모델 별 발생할 고장모드 및 고장확률을 결정하기 위해 비용분할 구조 별 하나 이상의 고장모드에 대한 확률을 각각 계산할 수 있으며, 계산식은 다음과 같다.Specifically, the failure
(p:발전소 전력 / i:비용분할구조 모듈,1,2,3,n / j:고장모드,1,2,3,n)(p: power plant power / i: cost division structure module, 1,2,3, n / j: failure mode, 1,2,3, n)
다음으로, 비용분할구조 모델의 각 레벨별로 고장모드 종류 및 고장확률을 계산할 수 있으며, 먼저 최하위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 계산할 수 있으며. 계산식은 다음과 같다.Next, the failure mode types and failure probabilities can be calculated for each level of the cost splitting structure model. First, the type and probability of failure modes for each cost splitting structure model at the lowest level can be calculated. The calculation formula is as follows.
여기서, 고장모드 종류는 고장확률이 최대인 고장모드 J가 비용분할구조 모듈의 i에서의 고장모드로 결정될 수 있다. Here, as the type of failure mode, failure mode J having the maximum failure probability may be determined as a failure mode in i of the cost division structure module.
최하위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 계산한 이후, 중간 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 계산할 수 있다.After calculating the types and probabilities of failure modes for each cost division model at the lowest level, the types and probability of failure modes for each cost division structure model at the middle level can be calculated.
구체적으로, 중간 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 계산할 때, 먼저 고장모드 종류마다 가중치를 결정하고, 최하위 레벨 조정 고정확률을 계산하며, 계산한 최하위 레벨 조정 고정확률을 기반으로 중간 레벨 비용분할구조 모델별 고장모드 및 고장확률을 산출할 수 있다.Specifically, when calculating the types and probabilities of failure modes for each intermediate-level cost splitting structure model, first, weights are determined for each type of failure mode, the lowest level adjusted fixed probability is calculated, and based on the calculated lowest level adjusted fixed probability, Failure modes and failure probabilities for each intermediate level cost splitting structure model can be calculated.
먼저, 고장모드 종류마다 가중치를 결정하는 방법은, 고장모드의 종류 예컨대, 고장모드의 종류가, 점검, 테스트, 부분수리, 고장교체로 이루어져 있다고 가정하면, 점검과 테스트의 가중치를 1로 부여하고, 부분수리의 가중치를 10으로 부여하며, 고장교체의 가중치를 100으로 부여할 수 있다. 즉, 고장모드의 종류는 고장의 심각도를 고려하여 가중치를 차등으로 고려할 수 있다.First, in the method of determining the weight for each type of failure mode, assuming that the type of failure mode, for example, the type of failure mode consists of inspection, test, partial repair, and replacement, the weight of inspection and test is given as 1, , the weight of partial repair is given as 10, and the weight of replacement for failure can be given as 100. That is, the type of failure mode can be considered with a weighted value in consideration of the severity of the failure.
이후, 최하위 레벨 조정 고정확률()은 다음과 같은 계산식을 통해 산출할 수 있다.After that, the lowest level adjustment fixed probability ( ) can be calculated through the following formula.
(j=점검, 테스트 k=1 / j=부분수리 k=2 / j=고장교체 k=3)(j=check, test k=1 / j=partial repair k=2 / j=replacement k=3)
예컨대, 고장모드가 점검 또는 테스트인 경우와, 부분수리인 경우, 고장교체인 경우에 따라 차등으로 최하위 레벨 조정 고정확률을 산출할 수 있으며, 고장모드의 종류는 상기한 종류 이외에도 다양한 고장모드 종류가 포함될 수 있다.For example, the lowest level adjustment fixed probability can be calculated differentially depending on the case where the failure mode is inspection or test, partial repair, or failure replacement, and there are various types of failure modes in addition to the above types. can be included
가중치 및 최하위 레벨 조정 고정확률을 산출한 이후, 중간 레벨 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률을 산출할 수 있으며, 다음과 같은 계산식을 통해 산출할 수 있다.After calculating the weight and the lowest level adjustment fixed probability, the failure mode type and probability for each intermediate level cost splitting structure model can be calculated, and can be calculated through the following formula.
고장모드 종류는 고정 고장확률()이 최대인 하위 비용분할 모듈 I에서 고장 모드 JI가 중간 레벨 비용분할구조 모델에서의 고장모드로 결정될 수 있다.The type of failure mode is the fixed failure probability ( ) can be determined as the failure mode in the middle-level cost splitting structure model.
즉, 중간 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률은 1)가중치 산출 2)최하위 레벨 조정 고정확률 산출 3) 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률 산출을 통해 중간 레벨의 고장모드 종류 및 확률을 산출할 수 있다.In other words, the types and probabilities of failure modes for each cost splitting structure model of the middle level are determined by 1) calculating the weight, 2) calculating the fixed probability adjusted to the lowest level, and 3) calculating the type and probability of failure modes for each cost splitting structure model. and probability can be calculated.
또한, 상위 레벨 및 최상위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 상기한 중간 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법과 동일하게 진행될 수 있다.In addition, the method of calculating the type and probability of failure modes for each cost division structure model of the upper level and the top level can be performed in the same way as the method of calculating the type and probability of failure mode for each cost division structure model of the middle level described above. .
먼저, 상위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 1) 가중치 산출 2) 최하위 레벨 조정 고정확률 산출 3) 중간 레벨 조정 고정확률 산출 4) 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률 산출을 통해 최종산출될 수 있다.First, the methods for calculating the types and probabilities of failure modes for each high-level cost splitting model are as follows: 1) Weight calculation 2) Lowest level adjusted fixed probability calculation 3) Mid-level adjusted fixed probability calculation 4) Failure mode by cost splitting structure model It can be finally calculated through type and probability calculation.
또한, 최상위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 1) 가중치 산출 2) 최하위 레벨 조정 고정확률 산출 3) 중간 레벨 조정 고정확률 산출 4) 상위 레벨 조정 고정확률 산출 5) 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률 산출을 통해 최종산출될 수 있다.In addition, the methods for calculating the types and probabilities of failure modes for each top-level cost splitting structure model are: 1) Calculation of weights 2) Calculation of fixed probabilities adjusted for the lowest level 3) Calculation of fixed probabilities adjusted for the lowest level 4) Calculation of fixed probabilities adjusted for the upper level 5 ) It can be finally calculated through the calculation of failure mode types and probabilities for each cost division structure model.
즉, 상위 레벨 또는 최상위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 가중치 및 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 동일하며, 각 레벨 조정 고정확률을 산출하는 방법이 추가되는 구조로 이루어질 수 있다.That is, the method for calculating the failure mode type and probability for each higher level or top-level cost splitting structure model is the same as the method for calculating the failure mode type and probability for each weight and cost splitting structure model, and each level adjustment fixed probability It may be made of a structure in which a method of calculating is added.
고장비용 관리모듈(30)은 비용분할구조 모델 별 고장에 의한 손실 비용과, 비용분할구조 모델 별 고장 해결을 위한 투입 비용을 관리하는 기능을 수행하며, 구체적으로, 고장확률 계산모듈에서 산출한 비용분할구조 모델 별 각 레벨에 대한 고장모드의 종류 및 확률값을 기반으로 손실 비용과 투입 비용을 책정할 수 있으며, 책정값을 관리자에게 전송하거나, 데이터베이스(60)에 별도로 저장할 수 있다.The failure
예지보전 수립모듈(40)은 비용분할구조 모델 별 비용을 고려한 예지보전 실시 여부를 계산하는 기능을 수행하며, 구체적으로는 고장비용 관리모듈(30)에서 산출한 고장에 의한 손실 비용과, 고장 해결을 위한 투입 비용을 각각 계산하고, 상기한 계산값을 기반으로 예지보전 실시 확률을 계산하여 실시 여부를 최종 산출될 수 있다.The predictive
예컨대, 예지보전 실시 여부는 조정 손실 비용이 조정 투입 비용보다 높게 산출되면 예지보전을 실시하는 것으로 최종 산출될 수 있고, 조정 손실 비용이 조정 투입 비용보다 낮게 산출되면 예지보전을 비실시하는 것으로 최종 산출 될 수 있다. 또한, 조정 손실 비용과 투입 비용이 동일하게 산출되면, 데이터베이스에 기 설정된 것으로 실시할 수 있다. 여기서, 데이터베이스에 손실 비용과 투입 비용일 동일하게 산출되면 예지 보전을 실시하는 것으로 기 설정되었다면 상기한 내용은 예지보전을 실시하는 것으로 구성될 수 있다.For example, whether to implement predictive maintenance can be finally calculated as predictive maintenance if the adjusted loss cost is calculated to be higher than the adjusted input cost, and if the adjusted loss cost is calculated to be lower than the adjusted input cost, the final calculation is to not implement the predictive maintenance. It can be. In addition, when the adjusted loss cost and the input cost are calculated to be the same, it can be implemented with a preset value in the database. Here, if it has been previously set to perform predictive maintenance when the same loss cost and input cost are calculated in the database, the above information may be configured to perform predictive maintenance.
예지보전 관리모듈(50)은 데이터베이스(60)에 기 설정된 주기별로 고장예측모듈(10)을 실행시키는 기능과, 예지보전 수립모듈(40)에서 산출한 예지보전 확률 및 실시 여부를 기반으로 예지보전 보고서를 생성할 수 있으며, 예지보전 보고서를 관리자가 운영하는 관리서버(미도시)에 전송하거나, 데이터베이스(60)에 별도로 저장될 수 있다.The predictive
또한, 예지보전 관리모듈(50)은 고장확률 계산모듈에서 산출한 값을 기반으로 시스템 레벨 고장확률을 산출하고, 상기 시스템 레벨 고장확률을 기반으로 예지보전 계획을 수립할 수 있으며, 수립한 계획은 관리서버에 전송하거나, 데이터베이스(60)에 별도로 저장될 수 있다.In addition, the predictive
즉, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 비용분할구조(CBS) 모델을 기반으로 고장예측 모델을 구축할 수 있고, 비용분할 구조 모델의 최하위 레벨의 모듈부터 최상위 레벨의 모듈까지의 고장모드 종류 및 고장확률을 각각 계산할 수 있으며, 계산값을 기반으로 예지보전 계획을 수립할 수 있다. That is, according to an embodiment of the present invention, a failure prediction model can be built based on a cost division structure (CBS) model, and failure mode types from the lowest level module to the highest level module of the cost division structure model and Each failure probability can be calculated, and a predictive maintenance plan can be established based on the calculated value.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 각 레벨 별 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 각각 계산할 수 있고, 이를 기반으로 예지보전 계획을 수립할 수 있으므로, 예지보전 계획의 신뢰성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the type and probability of failure modes occurring for each cost division structure model for each level can be calculated, and a predictive maintenance plan can be established based on the calculated reliability and accuracy of the predictive maintenance plan. can improve
이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Although the present invention has been described in detail through an embodiment, this is for explaining the present invention in detail, and the predictive maintenance operating system based on the failure prediction model according to the present invention is not limited thereto. In addition, terms such as "comprise", "comprise", or "have" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, so excluding other components is not recommended. All terms, including technical or scientific terms, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. has the same meaning as being
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, one embodiment disclosed in the present invention is not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by this embodiment. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 - 고장예측모듈
20 - 고장확률 계산모듈
30 - 고장비용 관리모듈
40 - 예지보전 수립모듈
50 - 예지보전 관리모듈
60 - 데이터베이스10 - Failure prediction module
20 - Failure probability calculation module
30 - Failure cost management module
40 - Predictive Maintenance Establishment Module
50 - predictive maintenance management module
60 - database
Claims (11)
상기 고장예측모듈 또는 상기 데이터베이스에 저장된 고장모드의 종류 및 고장확률을 기반으로 비용분할구조 모델별 발생할 고장모드의 종류 및 고장확률을 결정하고, 최하위 레벨, 중간 레벨, 상위 레벨, 최상위 레벨의 비용분할구조 별 고장모드 및 고장확률을 각각 결정하는 고장확률 계산모듈;
상기 고장확률 계산모듈에서 각각 결정한 최하위 레벨, 중간 레벨, 상위 레벨, 최상위 레벨의 비용분할구조 별 고장모드 및 고장확률을 기반으로 비용분할구조 별 고장에 의한 손실 비용과, 고장 해결을 위한 투입 비용을 관리하는 고장비용 관리모듈;
상기 고장비용 관리모듈에서 관리하는 손실비용 및 투입 비용을 기반으로 비용분할구조 별 금액을 고려한 예지보전 확률을 계산하고, 이를 기반으로 실시 여부를 판단하는 예지보전 수립모듈;
상기 데이터베이스에 기 설정된 주기별로 상기 고장예측모듈을 실행시키고, 상기 예지보전 수립모듈에서 산출한 예지보전 확률 및 실시 여부를 기반으로 예지보전 보고서를 생성하는 예지보전 관리모듈; 을 포함하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
A failure prediction module for predicting the duration and occurrence probability of failure modes of one or more CBS models built in one or more power plants, and storing the predicted occurrence probability in a database;
Based on the failure mode type and failure probability stored in the failure prediction module or the database, the failure mode type and failure probability to occur for each cost division structure model are determined, and cost division of the lowest level, middle level, upper level, and top level is performed. a failure probability calculation module that determines failure modes and failure probabilities for each structure;
Based on the failure mode and failure probability for each cost division structure of the lowest level, middle level, upper level, and top level determined by the failure probability calculation module, the loss cost due to failure for each cost division structure and the input cost for failure resolution Failure cost management module to manage;
A predictive maintenance establishment module that calculates a predictive maintenance probability considering the amount of each cost division structure based on the loss cost and input cost managed by the failure cost management module, and determines whether to implement based on this calculation;
a predictive maintenance management module that executes the failure prediction module for each period preset in the database and generates a predictive maintenance report based on the predictive maintenance probability and whether or not the predictive maintenance is performed, calculated by the predictive maintenance establishment module; A predictive maintenance operating system based on a failure prediction model that includes a.
상기 고장예측모듈은, 상기 고장모드의 발생확률에 대한 기간을 1일, 7일, 30일, 90일, 180일, 365일 후 중에서 적어도 어느 하나의 기간을 설정하여 산출하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 1,
The failure prediction module sets a failure prediction model for calculating the probability of occurrence of the failure mode by setting at least one of 1 day, 7 days, 30 days, 90 days, 180 days, and 365 days later. based predictive maintenance operating system.
상기 고장확률 계산모듈에서 각 비용분할구조 별 발생할 고장모드 및 고장확률은,
(p:발전소 전력 / i:비용분할구조 모듈,1,2,3,n / j:고장모드,1,2,3,n)인, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 1,
In the failure probability calculation module, the failure mode and failure probability that will occur for each cost division structure are,
(p: power plant power / i: cost division structure module, 1,2,3, n / j: failure mode, 1,2,3, n), a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model.
상기 고장확률 계산모듈에서 최하위 레벨의 비용분할구조 모델에서의 고장모드 종류 및 확률은,
을 포함하고,
고장확률이 최대인 고장모드 J가 비용분할구조 모듈 i에서의 고장모드로 결정되는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 3,
The failure mode type and probability in the cost division structure model of the lowest level in the failure probability calculation module are,
including,
A predictive maintenance operating system based on a failure prediction model in which the failure mode J with the maximum failure probability is determined as the failure mode in the cost partitioning structure module i.
상기 고장확률 계산모듈은, 고장모드 종류마다 가중치를 결정하고, 최하위 레벨 조정 고장확률을 계산하며, 상기 최하위 레벨 조정 고장확률을 기반으로 중간 레벨 비용분할구조 모델 별 고장모드 및 고장확률을 산출하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 1,
The failure probability calculation module determines a weight for each failure mode type, calculates the lowest level adjusted failure probability, and calculates the failure mode and failure probability for each intermediate level cost division structure model based on the lowest level adjusted failure probability. A predictive maintenance operating system based on a failure prediction model.
상기 가중치 결정은, 점검, 테스트, 부분수리, 고장교체 별로 가중치를 차등으로 부여하며, 점검=테스트<부분수리<고장교체 순으로 가중치를 차등 부여하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 5,
The weight determination is a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model that assigns weights differently for each inspection, test, partial repair, and replacement, and assigns different weights in the order of inspection=test<partial repair<failure replacement. .
상기 최하위 레벨 조정 고장확률()은
(j=점검, 테스트 k=1 / j=부분수리 k=2 / j=고장교체 k=3)인, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 6,
The lowest level adjustment failure probability ( )silver
(j=check, test k=1 / j=partial repair k=2 / j=replacement k=3), a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model.
상기 중간 레벨 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률은,
이며,
상기 고장모드 종류는 고정 고장확률()이 최대인 하위 비용분할 모듈 I에서 고장 모드 JI가 중간 레벨 비용분할구조 모델에서의 고장모드로 결정되는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 7,
The failure mode types and probabilities for each of the intermediate level cost splitting structure models are,
is,
The failure mode type is a fixed failure probability ( ) is maximum, a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model in which the failure mode JI is determined as the failure mode in the middle-level cost splitting structure model in the lower cost splitting module I.
상기 상위 레벨 또는 최상위 레벨의 비용분할구조 모델 별 발생한 고장모드 종류 및 확률을 산출하는 방법은 상기 가중치 산출값과, 각 레벨별 조정 고장확률값과, 비용분할구조 모델 별 고장모드 종류 및 확률을 산출한 결과값을 통해 최종산출하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 8,
The method for calculating the type and probability of failure modes for each higher-level or top-level cost division structure model is calculated by calculating the weight calculation value, the adjusted failure probability value for each level, and the type and probability of failure mode for each cost division structure model. A predictive maintenance operating system based on a failure prediction model that is finally calculated through the result value.
상기 예지보전 수립모듈은, 상기 손실비용이 투입비용보다 높을 경우 예지보전 실시하며, 비용분할구조 고장모드 및 예지보전 실시여부를 상기 데이터베이스에 저장하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.
The method of claim 1,
The predictive maintenance establishment module performs predictive maintenance when the loss cost is higher than the input cost, and stores the cost division structure failure mode and predictive maintenance in the database. A predictive maintenance operating system based on a failure prediction model.
상기 예지보전 관리모듈은, 상기 고장확률 계산모듈에서 산출한 값을 기반으로 시스템 레벨 고장확률을 산출하고, 상기 시스템 레벨 고장확률을 기반으로 예지보전 계획을 수립하며, 수립한 계획을 데이터베이스에 저장하는, 고장예측모델을 기반으로 하는 예지보전 운영시스템.The method of claim 1,
The predictive maintenance management module calculates a system level failure probability based on the value calculated by the failure probability calculation module, establishes a predictive maintenance plan based on the system level failure probability, and stores the established plan in a database , a predictive maintenance operating system based on a failure prediction model.
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