인천 2호선 철도차량의 효율적인 유지관리를 위한 CBM 적용 방안 연구
CBM application proposal study for Efficient Maintenance of Railway Vehicles Incheon Line 2
- 주제(키워드) CBM
- 주제(DDC) 620
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박범
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000032426
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
‘연결’, ‘사이버-현실 융합’, ‘사물인터넷’, ‘인공지능’, ‘가상현실’, ‘우버화’, ‘인더스트리 4.0’, ‘일자리와 노동’, ‘지능정보사회’, ‘거버넌스’ 이렇게 총 10개의 단어가 4차 산업혁명의 키워드로 도출되었다. 현재 4차 산업혁명의 키워드를 활용한 기술을 개발하고 여러 산업분야에 적용하기 위해 많은 회사에서 활발하게 연구를 진행하고 있다. 하지만 이러한 기술들이 우리 생활 깊숙이 스며들어 활용되기 위해서는 수많은 시행착오를 겪고 시스템적으로 안전 확보가 되어야 하므로 장기간의 연구와 공격적인 투자가 필요하다. 최근 국내철도산업 유지보수체계의 화두는 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM) 기술이다. 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM)는 시간기준보전방식의 단점을 보완하기 위한 방식으로서 설비의 운전 상태를 감시하는 보전방식이다. 즉, 시설물의 상태를 정기 계측하거나 상시 관리하여 이상을 조기에 발견하고, 그 경과를 분석하여 다음 상황을 예측하여 적절한 시기에 보전하는 방식이다. 현재 국내 철도 운영기관의 유지보수체계는 사후정비(Corrective Maintenance, CM), 예방정비(Preventive Maintenance, PM) 그리고 신뢰성 기반 유지보수(Reliability Centered Maintenance, RCM)를 대부분 시행하고 있다. 현재의 유지보수체계를 벗어나 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM)와 예지정비(Predictive Maintenance, PM)로 전환하기 위해서 많은 철도 운영기관과 제작사에서 연구를 진행하고 있다. 하지만 기존전동차에 이러한 기술을 접목시키는 것은 기본 인프라 구축이 수반되어야 하므로 국내 철도운영기관에서는 신조전동차 구매 시 발주 사양에 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM) 기술을 포함하는 추세이다. 본 논문에서는 인천교통공사 인천 2호선 전동차에 가장 적합한 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM)를 도출하였다. 인천 2호선 전동차는 기지 입고 시에 TCMS 지상해석장치에 운행정보, 고장정보 등 모든 데이터를 송수신한다. 모든 정보가 저장되는 TCMS 지상해석장치의 정보를 실시간으로 분석하여 유지보수자가 어떠한 유지보수를 해야 하는지 알림서비스를 제공하는 CBM 모델 개발에 관한 연구를 하였다. 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM)와 예지정비(Predictive Maintenance, PM)는 국내 철도산업에서는 개발 초기 단계이다. 그렇기 때문에 이러한 시스템 도입이 생애주기비용(Life Cycle Cost, LCC)과 유지보수시간 절감 등 현재 유지보수체계보다 탁월한 효과가 있는지 검증이 필요하다. 상태기반정비(Condition Based Maintenance, CBM)와 예지정비(Predictive Maintenance, PM) 기술이 추후 국내철도분야에 안정적으로 정착되어 열차지연과 인명피해를 유발하는 철도사고를 최소화하여 철도를 이용하는 승객들이 철도는 빠르고 편리하고 안전하다고 생각하기를 희망한다.
more초록/요약
A total of 10 words were derived as keywords for the 4th industrial revolution, such as "connection," "cyber-reality," "virtual reality," "Uberization," "Industry 4.0,"job and labor," "intelligent information society," and "governance." Currently, many companies are actively conducting research to develop technologies using the keywords of the 4th Industrial Revolution and apply them to various industrial fields. However, in order for these technologies to penetrate deep into our lives and be utilized, they must undergo numerous trials and errors and systematically secure safety, so long-term research and aggressive investment are needed. The recent topic of the domestic railway industry maintenance system is condition-based maintenance technology. Condition Based Maintenance is a method to compensate for the shortcomings of the time-based maintenance method and is a maintenance method that monitors the operation state of the facility. In other words, the condition of the facility is regularly measured or managed at all times to detect abnormalities early, analyze the progress, predict the next situation, and preserve it at an appropriate time. Currently, most of the maintenance systems of domestic railway operating institutions are implementing post-maintenance, preventive maintenance, and reliability-based maintenance. Many railway operating institutions and manufacturing companies are conducting research to shift from the current maintenance system to Condition Based Maintenance and Predicted Maintenance. However, since incorporating these technologies into existing electric vehicles must involve the establishment of basic infrastructure, domestic railway operating institutions tend to include Condition Based Maintenance technology in their order specifications when purchasing new electric vehicles. In this paper, the most suitable condition-based maintenance for Incheon Transportation Corporation's Incheon Line 2 train was derived. The Incheon Line 2 train transmits and receives all data such as operation information and fault information to and from the TCMS ground analysis device when receiving the base. A study was conducted on the development of a CBM model that provides a notification service for maintenance by analyzing the information of a TCMSground analysis device in which all information is stored in real time. Condition Based Maintenance and Predictive Maintenance are early stages of development in the domestic railway industry. Therefore, it is necessary to verify whether the introduction of such a system has a superior effect than the current maintenance system, such as Life Cycle Cost and maintenance time reduction. It is hoped that Condition Based Maintenance and Predictive Maintenance technologies will be stably established in the domestic railway sector in the future to minimize railway accidents that cause train delays and casualties, so that passengers using railways think railways are fast, convenient and safe.
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목표 1
제1항 연구의 배경 1
제2항 연구의 목표 3
제2절 선행연구 및 문제정의 5
제1항 선행연구 5
제2항 문제정의 7
제3절 연구의 방법 및 논문의 구성 8
제2장 상태기반정비(Condition Based Maintenance) 9
제1절 CBM의 정의 및 장단점, 수행절차 9
제1항 CBM의 정의 및 장단점 9
제2항 CBM의 수행절차 12
제2절 CBM 적용사례 분석 13
제1항 국내 철도차량 CBM 적용사례 분석 13
제2항 해외 철도차량 CBM 적용사례 분석 19
제3절 CBM 관련 국제규격 26
제3장 인천 2호선 철도차량 CBM 적용 방안 31
제1절 인천 2호선 철도차량 CBM 적용 주요장치 선정 32
제2절 선정 장치 고장내역 및 고장원인 추정 프레임워크 41
제3절 인천 2호선 철도차량의 CBM 모델 제안 및 효과분석 48
제4장 결론 53
참고문헌 54
