자동화공정에서 공정평균이동 문제의 설비보전 모형 (Facility Maintenance Model for Process Mean Shift Problem in Automated Process)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 한국융합기술연구학회
· 수록지 정보 : 아시아태평양융합연구교류논문지 / 9권 / 12호 / 91 ~ 102페이지
· 저자명 : 이도경

초록

공장자동화는 인건비 상승, 에너지 효율, 안전 확보 등의 다양한 이유에 의해 이미 세계적으로 확산하고 있는 추세이며, 자동화 설비는 기본적으로 데이터를 수집하는 센서 및 로봇들로 구성된다. 공장자동화의 가장 큰 장점인 연속 생산을 보장하고, 총 운영비용을 최소화하기 위해서는 무엇보다, 본 연구에서 제시하는 공정평균이동 문제를 포함한 최적화된 설비보전 일정이 필요하다. 자동화 공장에서의 설비보전 모형은 실제 현장에 적용되어야 하므로, 이론적 가정이 포함된 보전모형이나 부분적인 모형은 사용할 수 없다. 그러므로 본 연구에서는 실제 자동화 설비의 총비용을 최소로 하는 마모한계 혹은 보전주기 및 설비의 초기 위치를 찾기 위해, 공정평균이동 모형을 구성하는 세 가지 항목인 부적합 비용, 품질손실비용 및 보전비용을 통합한 모형을 제시한다. 그리고 개별 항목들을 구성하는 공정분산, 생산량 등을 비롯한 여러 매개변수들에 대해 상수가 아니라 해당 항목들의 특성을 반영할 수 있는 일반화 함수를 제시한다. 이로써 센서들에 의해 수집된 데이터를 사용하여 알고리즘을 통해 전체 비용을 최소화하는 매개변수들을 추정할 수 있으며, 최적 보전주기와 초기 설비위치를 도출할 수 있다. 특히, 보전비용에 대해서는 품질보증 정책으로 인해, 일정 기간 이내의 보전에 대해서는 무상 혹은 동일 비용으로 제공하는 경우 및 이 기간 이후의 비용 증가에 대해 다양한 형태로 반영할 수 있도록 보전비용을 함수화 하였다. 이로써 본 연구가 다양한 자동화 설비에 적용 가능하리라 생각한다. 이 설비보전 모형은 지속적인 생산으로 인해 설비가 열화하는 경우에 대한 공정평균이동 모형으로, 정전이나 설비 자체의 불량과 같은 이상원인에 의한 파국고장은 제외한 예방보전 모형에 해당한다.

영어초록

Factory automation is already spreading globally for various reasons such as rising labor costs, energy efficiency, and ensuring safety. Automated facilities are composed of robots and sensors that collect data. In order to ensure continuous production, which is the biggest advantage of factory automation, and to minimize total operating costs, an optimized facility maintenance schedule including the process mean shift problem presented is needed. Because the facility maintenance models in automated factories must be applied to actual sites, maintenance models that include theoretical assumptions or partial models cannot be used. Therefore, in order to find the wear limit(or maintenance cycle) and initial position of equipment that minimizes the total cost, we propose an integrated process mean shift model which is composed of three items, namely nonconformity cost, quality loss cost, and maintenance cost. We present generalized functions that can reflect the characteristics of individual items rather than constants for various parameters, including process variance and production volume, that make up individual items. This allows us to estimate parameters that minimize total cost through the algorithms using data collected by sensors and derive the optimal maintenance cycle and initial equipment location. Regarding the maintenance cost, due to the quality assurance policy, we considered cases in which maintenance within a certain period is provided free of charge or at the same cost. We converted the maintenance cost into a function so that the cost increase after the warranty period can reflect various types. As a result, we believe that this study can be applied to various automated facilities. This is a process mean shift model for cases where the facility deteriorates due to continuous production and corresponds to a preventive maintenance model that excludes catastrophic failures due to abnormal causes such as power outages or defects in the facility itself.

참고자료

· 없음