[철도의 안정성을 위해] JR동일본 ‘수송장애 감소’ 열쇠를 준 CBM이란?

철도차량과 항공기 등에서 향후 보전방식으로 상태기준보전(CBM)이 주목받고 있다.

**CBM: Condition Based Preventive Maintenance

각종 기기에 설치한 센서와 기록, 통신장치를 사용해서 가동상태를 감시하고 고장 예측을 찾아서

진행을 관리하면서 기기 수명을 예측한다. 안전에 영향이 없는 상태에서 계속 사용하면서 적절한 시기에

수리나 교환계획을 수립, 실행한다. 작업효율과 인력, 비용을 최적화하는 유지보수방법으로 기대가 크다.

 

지금은 고장이 발생하면서부터 수리하는 사후보전(BM, Break-down Maintenance)과 정기점검으로

시간과 거리에 따라 부품을 교환하는 시간기준보전(TBM, Time Based Maintenance)이 주류다.

TBM은 설계조건과 가동실적 등을 바탕으로 건전성을 유지하는 기간으로 미리 기기마다 정해진 주기로

검사와 수리를 하는 방법이다.

TBM에서는 기기가 좋은 상태라 하더라도 규정에 따르기 때문에 검사, 수리시간과 비용이 정기로 발생한다.

대량생산하는 장치와 기계도 실제는 개별로 상태에 차이가 생긴다.

기계끼리는 ‘궁합’이 있고, 고장 조짐이 없는한 최대한 오래 사용하고 싶은 게 사용자의 마음이다.

 

한편, CBM에서는 가동하는 기기를 항상 상태감시를 해서 변화점부터 고장의 징후를 찾아낸다.

고장과 노후화 진행을 예측하고 앞으로 좋은 상태가 될 기간인 ‘수명’을 산출한다.

이를 바탕으로 검사와 교환의 최적 타이밍을 검토한다.

이론상으로 TBM보다도 검사와 교환주기를 장기화 할 수 있다. 사전에 고장난 곳을 파악하기 때문에

효율있는 작업도 실현할 수 있다. 생산성 향상과 인력 감소가 가능하고, 제작부터 은퇴까지 총비용인

라이프사이클 비용(LCC, Life Cycle Cost)도 줄일 수 있다.

 

 

그러나, CBM을 실현하려면 높은 수준의 복합기술이 필요하다. 제조, 수리때 이력관리, 각종 센서로

기기 가동상황 수집과 ICT로 얻는 빅데이터를 분석하는 조직체제, 혹은 분석을 자동화하는 인공지능 등

최신기술 활용으로 CBM은 진화한다.

 

도시권을 달리는 철도의 과제 중 하나가 차량과 시설 고장에 기인하는 수송장애의 감소다.

CBM 실현으로 고장 예측을 파악할 수 있다면 철도시스템 안전성은 높아진다.

JR동일본은 수송장애 억제를 경영의 중요사업평가지표(KPI, Key Performance Indicator)로 하여

2022년도에 수도권 재래선에서 자사 원인의 수송장애 발생비율을 2017년의 절반으로 줄이는 목표를 걸었다.

CBM 발전이 목표달성의 ‘열쇠’를 쥐고 있다.

 

그 상징이 야마노테선(山手線)에서 20편성이 넘게 운행하는 신형 통근차량 E235계다.

차세대 차량제어시스템 인테로스(INTEROS)를 탑재, 차량 출입문과 냉/난방, 전동기와 브레이크 등

기기 데이터를 억어서 와이맥스(WiMAX)로 지상에 데이터를 보내서 항상 상태감시를 실현한다.

**INTEROS: INtegrated Train communication networks for Evolvable Railway Operation System

 

 

영업차량에 탑재한 지상설비 모니터링 시스템으로부터 궤도와 가선 설비 상태 감시도 본격화한다.

궤도에 대해 기존에는 전용차량으로 3개월에 한번 측정했으나, 매일 운행하는 차량을 사용한다면

높은 빈도로 데이터를 모을 수 있다. 후카사와 유지(深沢祐二) JR동일본 사장은 “적절한 유지보수가 가능하다.

2020년까지 50개 구간에 도입하겠다”라고 말했다.

 

▶일본항공(JAL)은 정시출발 100%를 실현

항공기에서 고장은 비행중 중대한 사고로 이어질 가능성이 있다. 지상에서 뜻하지 않은 고장을 발견하면

정비를 위해 정시취항을 할 수 없다. 일본항공(JAL)은 CBM으로 ‘깨지지 않는 비행기’ 실현을 목표로 하며

아카사카 유지(赤坂祐二) 사장은 “망가지기 전에 수리하는 예측정비를 확립한다”라고 강조했다.

 

JAL은 정비부문에서 ‘제로제로 100’으로 부르는 목표를 설정하고

불규칙 운항 제로, 비행중 고장 제로, 정시출발 100% 등을 내세운다.

실현의 열쇠를 쥐고 있는 것이 ‘예측정비’로 불리는 CBM 방법이다.

JAL 엔지니어링 키타다 사장은 “빅데이터를 분석해서 관련성을 찾고, 예지보전에 도움이된다”라고 방침을 제시한다.

데이터만으로 보는게 아니라 그동안 정비의 의견과 연계함으로써 실효성을 높일 수 있다고 생각한다.

 

향후 인력부족이 염려되는 가운데 안전성을 추구하려면 최신기술 활용은 반드시 해야 한다.

 

출처: 8월20일, 뉴스스위치