해결사례
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공장설비의 갑작스런 고장, 막고 있습니까? 공장의 기계 등의 설비가 갑자기 고장의 영향은 수리비가 발생하는 것만이 아닙니다. 수리 기간 중에 생산 라인이 정지해 버리는 것으로, 생산이 지연되어 라인의 다운타임중에 얻을 수 있었던 이익의 손실에도 연결되어 버립니다.
그렇다면 갑작스런 고장을 예방하려면 어떻게 해야 합니까? 그러기 위해서는 보전(유지보수)이 빠뜨릴 수 없습니다. 이번에는 보전에는 어떠한 종류나 방법이 있는지, 최근 ‘예지보전(예조보전)’이 다양한 기업에서 중시되고 있는 이유, 공장에서는 모터 고장의 예조를 검지하는 ‘예지보전 '가 중요한 이유 등을 해설합니다.
예지보전 이란 공장의 기계 등의 설비를 항상 감시하여 부품의 열화상태 등을 파악하여 「슬슬 고장될 것 같다」라는 예조를 검지한 타이밍으로 기계나 설비가 고장나기 전에 부품의 교환 이나 수리 등의 보전(유지보수) 업무를 하는 것 입니다.
예방 보전에서는, 예를 들면 「이 기계는 5년마다 메인터넌스가 필요합니다」등과 미리 기계 메이커로부터 제시되고 있는 정보를 바탕으로, 계획적으로 보전 업무를 행합니다.
고장하기 전에 보전업무를 한다는 점에서는 앞서 설명한 예지보전(예조보전)과 함께 있지만, 원래의 계획적인 보전업무인지 여부가 다른 포인트 입니다.
사후 보전은 사후라는 말대로 고장난 후 보전 업무를 하는 것 입니다. 생산 라인이 정지해 버리는 기간을 최대한 짧게 하기 위해서, 어떻게 신속하게 고장 원인의 확정과 수리 작업을 실시할까가 요구됩니다.
그러나 사전 보전이라면 부품의 교환만으로 끝났을 것이 사후 보전이라면 작업 범위도 늘어나 작업비도 부풀어 경향이 있습니다. 또, 부품의 재고가 없는 경우는, 부품이 도착할 때까지 라인이 정지해 버리는 등, 비용이 들고, 이익의 손실도 큰 것이 되어 버립니다.
공장의 기계 등의 설비가 갑자기 고장의 영향은 수리비가 발생하는 것만이 아닙니다. 일반적으로 생산 현장에서는 생산 계획에 근거한 높은 가동률로의 생산이 요구됩니다.
그러나, 고장에 의한 수리에 의해 생산 라인이 정지해 버리는 것으로, 다운타임이 발생해, 생산 지연이나 다운타임중에 얻을 수 있었던 이익의 손실에도 연결되어 버립니다. 그 때문에 어떻게 고장을 막는가가 현장에서는 오랫동안 과제로 여겨져 왔습니다.
사후 보전은 앞서 언급한 바와 같이 “깨지면 수리한다”는 사고방식으로, 원래 막는 것을 목적으로 하지 않습니다.
계획을 세워 정기적으로 유지보수를 하는 「예방 보전」은 옛날부터 행해져 온 방법이며, 계획대로의 보전을 철저히 하는 것으로, 어느 정도 고장의 가능성을 줄일 수 있습니다.
그러나 정기적 인 교환 후에도 어떠한 부품의 상태가 나빠지는 것은 일어날 수 있습니다. 예방 보전은 그러한 경우를 완전히 막을 수 없습니다.
또, 예방 보전에서는, 고장의 가능성을 조금이라도 줄이려고, 그만 유지보수의 빈도를 늘리기 십상입니다.
메인터넌스의 빈도를 올리면, 아직 본래라면 사용할 수 있는데 부품을 교환하게 되어, 교환 부품대가 부피, 작업비도 걸려 버립니다.
예지보전(예조보전)에서는 공장의 기계 등의 설비를 항상 감시하여 부품에 일정 정도의 열화나 변화가 일어났을 때에 고장의 조짐으로 간주하여 보전작업을 합니다.
그러므로 예방보전과 같이 정기교환이라면 아직 사용할 수 있는 부품을 모두 교체하거나 할 필요가 없습니다. 교환이 필요한 타이밍으로 최소한의 부품 대 교환 작업비로 끝낼 수 있으므로 비용 절감 효과도 기대할 수 있습니다.
예방 보전으로 정기적인 교환을 해도, 어떠한 타이밍에 다음의 교환 타이밍 전에 열화나 결함이 나오는 경우가 있습니다.
예지보전(예조보전)이면 진동 등의 파형을 항상 감시함으로써 이상을 검지할 수 있어 보전작업을 할 수 있기 때문에 고장을 예방할 가능성이 높아집니다.
IoT/AI등의 감시 시스템의 구축에 수반해, 구축 비용이 필요하게 되는 점이 단점입니다.
이것에 대해서는, 고장이라고 하는 리스크에 대해서, 망가지면 수리하면 좋은 것에 대해서는 사후 보전, 최대한 방지할 필요가 있는 리스크에 대해서는 예지 보전을 행하는 등의 정리를 해, 적절한 코스트를 산출해 비용 효과를 계산해야 합니다.
일반적으로 예지보전을 하기 위해서는 먼저 모니터링하고자 하는 장치에 진동이나 온도 등 필요한 정보를 수집하기 위한 IoT 센서를 설치해야 합니다.
또한 센서에서 데이터를 수집하고 분석하는 시스템도 필요합니다. 그 후, 각각의 데이터 속에서 어떤 수치를 이상의 조짐으로 간주할까라는 가설과 검증을 반복하면서 최적의 값을 찾아가는 작업이 필요하게 됩니다.
고정밀 위치 결정 및 회전 제어에 필수적인 서보 모터는 다양한 업종의 공장 설비에 사용되고 있습니다. 그 때문에, 서보 모터의 예지 보전을 제대로 행하는 것은, 공장의 안정 가동을 위해서도 매우 중요합니다.
서보 모터의 고장을 막고 싶다면 예지 보전 기능이있는 서보 모터 앰프를 사용하는 것도 선택 사항 중 하나입니다.
예지 보전 기능이 있는 모터 앰프라면, 유지 브레이크의 잔수명의 예측이나, 제어 전원의 과전압 워닝과 주파수 모니터, 주회로 전원 품질 모니터, 상위 통신 품질 모니터(EtherCAT), 엔코더 통신 품질 모니터 등의 기능 를 탑재하고 있어 서보 시스템이나 장치의 고장의 원인이 되는 요소를 특정할 수 있습니다.
또한 부품 수명의 통지에 의해 기계 장치의 다운 타임을 없앨 수 있습니다.
여기서, 산요전기 AC 서보시스템 AC 서보시스템「SANMOTION G」의 특징을 소개합니다.
전원 상태와 통신 품질의 감시, 유지 브레이크 수명의 예측, 전자 부품의 고장 예방 등, 안심·안전하게 사용하기 위한 기능을 충실했습니다. 또한 배터리가없는 엔코더이므로 배터리 교체가 필요하지 않습니다. 기계장치의 신뢰성과 유지보수성이 향상됩니다.
장치를 빠르고 고정밀도로 강력하게 제어할 수 있어 장치의 생산성과 가공 품질의 향상에 공헌합니다. 당사 종래품 ※1과 비교해, 이하의 서보 성능의 향상을 도모했습니다.
※1：당사 종래품 서보 시스템 「SANMOTION R」과의 비교.
※2：서보 앰프로부터의 속도 지령에 모터가 얼마나 안정적으로 추종할 수 있는지를 나타낸 주파수.
내진동 성능은 서보 모터는 당사 기존 대비 ※3으로 2배, 서보 앰프는 20% 향상되었습니다. 서보 앰프의 사용 온도 범위는 약 10% 확대하여 0~+60℃입니다. 고도 2,000m의 고지에서도 사용할 수 있습니다. 내환경 성능이 향상되었으므로 다양한 지역과 환경에서 사용할 수 있습니다.
※3：당사 종래품 서보 시스템 「SANMOTION R」과의 비교.
그런데, 지금까지 예지 보전(예조 보전)에 대한 개요와 예지 보전을 실현하는 방법을 소개해 왔습니다.
예지보전은 이미 제조·에너지·의료 등 다양한 업계에서 일반적으로 되어 왔으며, 향후 더욱 다양한 분야로의 전개가 예상됩니다.
식품이나 화학품 등의 원재료를 교반하는, 교반기 등의 장치를 제조·판매하는 T사.
동사의 납품처의 하나인 식품 메이커에서는, 장치의 고장에 의한 다운 타임이 주는 데미지에 시달리고 있었습니다.
장치가 정지하면 생산 도중의 제품이 폐기되어 원인이 특정될 때까지 라인을 재가동할 수 없기 때문에 생산성이나 수익성에 대한 영향은 심각합니다. 식품 메이커는 새로운 보전 계획을 기획해, T사에도 예지 보전을 행할 수 있는 교반기의 개발을 의뢰해 왔습니다. 그러나, 비용면에서의 요구가 엄격하게…
곤란한 T사는 교제가 있는 산요전기의 영업 담당에 상담했습니다.
산요전기는 과제를 청취한 데 이 교반기에서는 중대한 고장은 모터에 기인하는 경우가 많다고 분석하여 AC 서보시스템「SANMOTION G」를 제안.
심각한 고장을 일으킬 수 있는 요소를 사전에 감지할 수 있게 됨으로써, 예지보전의 정밀도가 높아져, 다운타임의 리스크를 경감할 수 있게 되었습니다. 이것은 계획적으로 생산을 진행하는데 있어서 중요한 요소가 됩니다.
감수 : 산요전기 주식회사 영업 본부 서보 시스템 비즈니스 그룹
갱신일: /공개일:
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