설비 관리 일반 이론

▣ 설비 관리

▶ 개념 및 정의

기업이 무한경쟁의 시대에서 살아남고, 이윤을 창출하기 위해서는 저비용·고효율의 전략을 선택해야 한다.

과거에는 원가절감과 매출 증대에 역점을 두었지만 최근에는 기술혁신에 따라 생산방식이나 설비의 발전으로

설비관리(設備管理, plant engineering)의 중요성이 더욱 커졌으며,

그 중요성은 기업경영에 있어서 점점 큰 비중을 차지하고 있다.

설비는 대규모 투자를 요구하는 것이므로 합리적인 설비의 도입이나 보전이 기업의 성패를 좌우할 수 있다.

설비보전을 위하여 체계적인 설비계획(facilities planning)이 필요하며,

설비계획의 과오에 의한 손실은 기업의 성패를 좌우한다.

설비란 제품을 생산하기 위하여 사용되는 기계, 기구, 토지, 건물 등을 말하며, 자본을 투입한 유형 고정자산을 의미한다.

설비관리의 목표는 기업의 생산성 향상이므로 설비 계획단계에서 최소의 투자로 최대의 수익을 얻을 수 있는 계획 수립이 필요하고, 설비보전 단계에서는 최소의 보전비로써 최대의 제품을 생산할 수 있도록 관리하는 일이 무엇보다 중요하다. 설비관리의 목적은 최고경영자로부터 제일선의 종업원에 이르기까지 전원이 참가하여 설비를 관리함으로써

생산계획의 달성, 품질향상, 원가절감, 납기 준수, 재해예방, 환경개선 등을 이루어 종업원의 근무의욕을 높일 수 있고,

회사의 이윤 증대 효과를 꾀하는 것이다.

최근의 설비는 자동화, 다기능화, 대형화되고 있다. 설비를 하나의 유닛(unit)으로 취급하지 않고

몇 개의 유닛을 조합시킴에 따라 시스템적인 연구방법이 강구되어야 한다.

- 설비의 돌발적인 고장이 발생한다면 다음과 같은 손실이 있을 수 있다.

1) 생산 정지 시간 동안 감산에 의한 손실

2) 돌발 고장 시 수리비의 지출

3) 정지 기간 중 작업자가 기다리는 손실

4) 가동 중 원재료의 손실

5) 제품 불량에 의한 손실

6) 품질 저하에 의한 손실

7) 고장 수리 후부터 정상적인 생산에 들어가기까지 복구 기간 중의 저능률 조업에 따른 복구 손실

8) 생산 계획 착오로 인한 납기 연장, 신용 저하 등에서 오는 유/무형의 손실

- 설비 관리의 필요성은 다음과 같다. 설비관리의 필요성은 다음과 같다.

설비규모의 증대	설비기술의 고도화	생산주체의 변화
설비의 대형화	설비 기술의 혁신	인간의 손
자동화
기계화
고성능화	신재료, 구성 부품의 발달	설비
초정밀 복잡화
고도화
설비 투자비 증대	신뢰성 보전성화
	·내열성, 내압성, 내부식성 요구

 

▶ 설비관리 이론의 발달 과장

1) 사후보전 (BM: Break down Maintenance)

고장으로 인한 정지 또는 성능 저하로 인해 발생한 문제를 사후에 수리를 통하여 처리하는 보전활동 방법이다.

2) 예방보전 (PM: Preventive Maintenance)

정기적인 점검과 조기 수리를 통해 고장을 미연에 방지하여 설비의 수명을 연장하는 보전활동 방법이다.

3) 개량 보전 (CM: Corrective Maintenance)

설비의 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안전성 등의 향상을 목적으로 설비의 재질이나 형태를 개량하는 보전활동 방법이다.

4) 보전 예방 (MP: Maintenance Prevention)

신설비의 계획이나 건설 시 신뢰성, 보전성, 경제성, 조작성, 안정성 등을 고려하여 보전이나 열화 손실을 적게 하려는 보전활동 방법이다.

5) 생산보전 (PM: Productive Maintenance)

설비의 수명기간이란 설비의 설계, 제작에서 가동에 이르기까지를 말한다. 생산보전이란 설비의 수명기간 동안 설비 자체의 일체 유지, 보전 비용과 열화에 의한 손실 비용을 관리해 기업의 생산성을 높이려는 보전 활동 방법으로 사후보전, 예방보전, 개량 보전, 보전 예방을 통해 생산성을 향상하려는 보전활동을 총칭이다.

6) 종합 설비보전 (TPM: Total Productive Maintenance)

최고의 설비효율을 목표로 하여 예방보전, 개량 보전, 보전 예방 등 설비의 일생을 대상으로 한 생산보전의 종합적인 시스템을 확립하고 설비의 계획부문, 사용부문, 보전부문에 걸쳐 최고관리자로부터 현장 종업원에 이르기까지 전원이 참여하는 중복 소집단의 자주보전 활동에 의해 생산보전을 추진하는 보전활동 방법이다.

 

▶ 설비 계획

설비계획은 조달, 생산 및 판매물류뿐만 아니라 병원, 서비스업 또는 행정시스템 전반에 대한 문제이다.

설비계획은 새로운 사업의 개발, 제품의 품종 변경 또는 설계변경이나 생산규모를 변경할 경우에 항상 실시된다.

또한 설비는 산업이 발전함에 따라 구모델이 되므로 공장의 생산 능률과 설비의 경제성을 고려하여

설비의 신설과 교체에 대해 계획할 필요가 있다.

즉, 설비계획이란 기업의 생산성 향상에 최대한 기여할 수 있도록 설비의 설치와 운용방법을 계획하는 활동이다.

1) 설비계획의 분류

설비계획에 포함되는 주요 분야는 다음과 같다.

 설비계획 : 설비 입지 선정

              : 설비 설계 → 구조 설계, 배치 설계, 자재 취급 시스템 설계

2) 설비계획의 목적

 - 자재 취급과 관리를 개선하여 효율적으로 조직의 목표를 달성한다.

 - 인력, 장비, 공간 및 에너지의 활용도를 극대화한다.

 - 설비의 활용도를 높인다.

 - 미래의 시장 변화에 탄력적이며 유지·보수를 용이하게 한다.

 - 작업자의 안전 및 만족을 최대한 향상한다..

3) 입지 선정 시 고려사항

 - 교통시설

 - 인력 확보의 용이성

 - 부지의 가용성

 - 시장과의 근접성

 - 기존 공장과의 근접도

 - 유틸리티 확보의 용이성

 - 원자재 조달의 용이성

 - 지형적 조건 및 기후 관계

 - 자산가치의 상승 가능성

4) 신공장의 구비조건

- 신공장은 안전하고 위생적으로 설계되어, 근로자들이 만족하여 의욕적으로 업무를 수행할 수 있어야 한다.

- 생산 목표를 확보해야 한다.

- 공정 균형(line balancing)을 이루어 생산 지연이 없어야 한다.

- 공간 이용률이 향상되어야 한다.

- 물자의 취급과 이동이 합리적으로 행해지도록 하여 그 부담을 없애야 한다.

- 인적 및 물적(기계/설비) 가동률 향상을 위한 계획을 세워야 한다.

- 재공품을 줄여야 한다.

- 제조 기간이 단축해야 한다.

- 사무 작업, 기타 간접 업무가 경감되어야 한다.

- 관리 및 감독이 용이해야 한다.

- 혼란을 초래하지 않아야 한다.

- 확장, 적합성, 변환성을 포함해서 변화에 적응하기 쉽도록 융통성이 있어야 한다.

- 지역 사회, 특히 광범위한 지역에 대해서 악영향을 미치지 않아야 한다.

- 가능한 한 재료, 부품 및 제품의 손상이나 불량품 발생을 방지해야 한다.

- 경비 보전이 용이해야 한다.

- 모든 면에서 경제성에 대한 충분한 배려가 필요하다.

 

▶ 안전 점검

안전점검이란 안전의 확보를 위하여 작업장 내 실태를 파악하여 설비의 불안전한 상태에서 생기는 결함을 발견하고

안전 대책의 이행을 확인하는 수단이며 종류는 다음과 같다.

1) 일상점검

구분	작업 전	작업 중	작업 종료 시
점검 내용	주변의 정리정돈, 설비본체, 구동부분, 전기스위치, 청소상태, 주유상태, 방호장치 가동	이상소음, 냄새, 진동, 기름누출, 가스누출, 과열, 품질의 이상 유무, 작업자의 복장, 안전수칙 준수여부	기계의 청소, 정비, 스위치 차단, 방호장치 작동상태, 주변의 정리정돈, 환기
주안점	설비상태	위험요소 중심	다음날 작업위주

2) 정기점검

일정기간(1개월, 6개월, 1년)을 정하여 주요 부분의 마모상태, 부식, 손상, 균열 등 설비의 변화나 이상 유무 등을 기계 또는 설비의 가동 중지 상태에서 정밀하게 점검하는 것을 말한다.

3) 임시점검

정기점검 실시 후 다음 점검일 이전에 임시로 실시하는 점검의 형태로서 기계, 기구 및 설비의 갑작스러운 이상이 발생되었을 때 실시한다.

4) 특별점검

기계, 기구 및 설비를 신설하거나 변경 또는 고장, 수리 등을 할 경우에 행하는 부정기적인 점검이며 정기점검의 대상이 되는 기계, 기구 및 설비에 대해 점검기간이 지나도록 사용하지 않던 것을 사용하고자 하는 경우 재사용 전에 점검할 필요가 있다.

 

▶ 고장의 유형

고장(failure)은 정해진 기능이 발휘되지 않는 것을 의미한다. 즉, 고장은 사용기간, 환경, 기타 조건들에 따라 기능과 능력의 한계를 넘고 약화되어 제 기능을 발휘할 수 없는 상황이 되어버린 경우를 말한다. 설비에 가해지는 스트레스는 기계, 전기에 의해 엔진이 받는 응력 등이 그 한 예이며, 환경 스트레스는 설비에 의해 가해지는 진동, 습도, 온도 등 환경적인 요소에 의한 것이다.

고장의 유형은 다음과 같다.

① 손상(damage) : 한 부품이 신품 상태에 비하여 형질 변형의 축적이 관찰되는 경우로 이 부품은 사용 가능한 상태이다.

② 파손(fracture) : 금이나 흠이 시작된 상태로 절단이 한 예이다.

③ 절단(break) : 파손의 일종으로 두 개 또는 그 이상의 조각으로 분리되는 형상이다.

④ 파열(rupture) : 깨져 갈라진 상태로 특별한 상태의 절단을 의미한다.

온도에 예민한 자재가 늘어난 결과 발생되는 것도 파열이다.

⑤ 조립 및 설비 내외적 변형, 조립 또는 설치할 때 기준을 무시하거나 무리한 작업 및 설계 오류에 의한 것

⑥ 설계 외적 또는 부적절한 서비스 상태 : 설비 사용 환경의 변화, 사용 한계 이상의 설비 운전, 기준 사이클 이상의 운전, 설계 기준 이상의 품질 요구 등에 의한 것

⑦ 자타에 의한 불충분한 보전

: 보전 매뉴얼의 지시를 따르지 않은 보전 또는 보전 매뉴얼 부재, 보전 요원의 능력 부족 또는 과로 등이 원인이다.

⑧ 부적절한 운전 : 설비 운전자의 실수 또는 운전 미숙이 원인이다.

 

▶ 6대 로스(Loss)

설비를 가장 효율적으로 가동한다고 하는 것은 설비가 가지고 있는 기능과 성능을 최고로 발휘하는 데 있으나,

다른 한편 효율을 방해하고 있는 로스를 없앰으로써도 가능하다.

1) 고장 로스

큰 결함이 고장을 유발하는 것은 사실이지만, 작음 결함들이 결합해 고장을 일으키는 경우도 많다.

2) 준비·조정 로스

올바른 개선활동으로 일반적인 작업 현장의 경우에 준비·조정 로스는 70~80%까지 줄일 수 있다.

3) 트러블에 의한 정지·공회전 로스

이는 보통 정지와는 다른, 일시적인 트러블에 의한 설비의 정지나 공회전의 상태를 말한다.

4) 속도 로스

속도 로스란 설비 설계 시의 스피드와 실제 스피드와의 차이로 인해 발생하는 로스이다.

5) 불량·수정 로스

불량 중 돌발 불량은 원인이 쉽게 나타나므로 대책 수립이 쉽지만, 만성적인 불량은 원인을 알 수 없고 여러 가지 대책에도 효과가 없는 경우가 많기 때문에 방치되는 경우가 많다. 특히, 수정 로스는 설비효율의 큰 장애물이므로 6대 로스 중 특히 중요하다.

6) 초품 생산 로스

이는 생산 개시 시점부터 생산이 안정될 때까지 발생하는 로스이다. 가공조건의 불안정, 치구와 금형의 정비 불량, 작업자의 기능 등에 따른 로스로서 의외로 발생량이 많은 로스지만 잘 나타나지 않기 때문에 유의하여 점검해야 한다.

 

▶ 종합 설비보전 (TPM)

종합 설비보전(TPM : Total Productive Maintenance)이란

설비의 효율을 최고로 높이기 위하여 설비의 라이프사이클을 대상으로 한 종합시스템으로 설비의 계획, 사용, 보전 등의

모든 부문에 걸쳐 최고경영자부터 제일선의 작업자에 이르기까지 전원이 참가하여 소집단의 자주 활동에 의하여 생산보전을 추진해 나가는 것이다.

1) 종합 설비보전(TPM)의 활동

① 설비 효율화를 위한 개선활동 : 효율화를 저해하는 6대 로스 추방

② 작업자의 자주 보전 체제의 확립 : 설비에 강한 작업자를 육성하여 작업자의 보전 체제를 확립할 것

③ 계획보전 체제의 확립 : 보전부문이 효율적 활동을 할 수 있는 체제를 확립할 것

④ 기능교육의 확립 : 작업자의 기능 수준 향상을 도모할 것

⑤ MP설계와 초기 유동관리 체제의 확립 : 보전이 필요 없는 설비를 설계하여 가능한 한 빨리 설비의 안전 가동을 할 것

2) 종합 설비보전(TPM)의 목표

(1) 인간-기계 체제(man-machine system)의 극대화

기계의 고장, 일시정지 등이 발생하지 않도록 해야 하며, 최대한의 설비가동률을 유지하기 위해서는 다음을 고려해야 한다.

① 설비의 성능을 항상 최고의 상태로 유지한다.

② 그 상태를 장시간에 걸쳐서 유지한다.

(2) 현장의 체질개선

현장의 체질개선을 위해서는 사물을 바라보는 법, 생각하는 법을 바꾸고 고장, 불량 발생은 현장의 수치라고 생각하는

마음가짐을 가져야 한다. 즉 종합 설비보전(TPM)의(TPM) 목표는 설비, 사람, 현장의 변화이다.