HUMS 장착 항공기에 대한 CBM Condition Based Maintenance) 적용 해외사례 및 국내적용 방안 연구 :

임창현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 임창현 (강릉원주대학교, 강릉원주대학교 대학원)

발행연도: 2021

저작권: 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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항공기 사고는 많은 인적, 물적 손실을 야기한다. 항공기 사고의 원인은 조종사의 과실이 59%, 부품 관련된 사고가 25%를 차지한다. 부품은 일정수명을 가지고 생산된다. 부품의 수명을 관리하여 항공기 안전을 유지하는 것이 정비이다. 현재의 정비방식은 설계당시에 설정되어진 부품의 사용 시간 한계 혹은 사용 횟수 한계가 도달하면 제거, 교환, 수리, 장착 등을 통해 기계의 안전을 보장하는 예방정비이다. 그러나 설계시 설정된 부품의 수명은 기계의 기상조건, 운용자의 습성 등의 운용 환경에 따라 단축될 수도 있고, 연장이 될 수도 있다. 현대에 들어서는 각종 상태를 감지하는 다양한 센서가 발전되었다. 또한 발달된 컴퓨터는 센서에서 발생된 데이터 를 저장하고, 분석을 통해 부품의 실시간 성능에 대한 감시가 가능하게 되었다. 이것을 가능하게 하는 장비가 HUMS(Health and Usage Monitering System)이다. 항공선진국에서는 1970년대부터 HUMS의 잠재적 가능성을 인식하고 장비의 개발과 운용을 하고 있다. 특히 영국과 미국은 많은 항공기에 장착하여 항공기 안전성 향상, 운영 비용절감의 성과를 내고 있다. HUMS 이점은 첫째로 조종사에게 항공기의 상태를 실시간으로 제공하여 항공기 안전을 감시하게 하였다. 둘째로 임무후에 항공기 운영 중에 발생한 ARISING(혹은 이벤트)를 정비사에게 제공함으로써 항공기의 위험요소를 제거하는 정비행위 이뤄지게 한다. 셋째로 HUMS에서 발생되는 축적된 빅데이터 분석을 통해 부품의 수명을 예측함으로써 신뢰성 정비관리 방식 즉, CBM(Condition Based Maintenance)가 가능해졌다. 또한 CBM의 정비방식은 예방정비 방식보다 많은 비용혜택의 성과가 있다는 것이 많은 연구에서 증명되고 있다. 우리나라는 2012년 KUH-1 수리온 헬기에 HUMS가 장착되어 운용중이다. 또한 차후에 개발되는 국산 헬기나 무인기에도 장착되어 운영 예정이다. 국내에도 국산 HUMS의 개발되었고, 그에 필요한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 그러나 CBM 정비방식의 도입에 필요성에 대한 인식과 비용혜택을 포함한 정비체계 발전 연구는 아직은 미미한 수준이다. 그 배경에서 본 논문을 통하여 해외 CBM 사례 연구를 통해 CBM 정비방식 도입의 타당성을 검증하고자 하였다. 또한 국내 도입을 위한 각 시행 기관, 기관별 역할, 필요한 제반 절차, 도입 기간을 명시한 로드맵을 제시하였다. 향후 발전방향으로는 무인항공기, 발전소, 철도 등 타 산업분야의 적용의 필요성을 제시하였다.

Aircraft accidents cause many human and material losses. Pilot negligence accounts for 59% of aircraft accidents, and parts related accidents account for 25%. Parts are produced with a certain lifespan. Maintenance is the maintenance of aircraft safety by managing the life of parts. The current maintenance method is preventive maintenance that guarantees the safety of the machine through removal, replacement, repair, installation, etc. when the usage time limit or the usage frequency limit of the part set at the time of design is reached. However, the lifespan of the parts set at the time of design may be shortened or extended depending on the operating environment such as the weather conditions of the machine and the habit of the operator. In modern times, various sensors for detecting various conditions have been developed. In addition, the developed computer stores the data generated by the sensor and enables monitoring of the real-time performance of parts through analysis. The equipment that makes this possible is HUMS (Health and Usage Monitoring System). Advanced aviation countries have recognized the potential of HUMS since the 1970s
and have been developing and operating equipment.
In particular, the United Kingdom and the United States are installing it on many aircraft, improving aircraft safety and reducing operating costs. The advantage of HUMS is, first, that it provides pilots with real-time status of the aircraft to monitor aircraft safety. Second, by providing ARISING (or event) that occurred during the operation of the aircraft after the mission to the mechanic, the maintenance action to remove the risk factors of the aircraft is performed. Third, a reliable maintenance management method, that is, CBM (Condition Based Maintenance), became possible by predicting the lifespan of parts through the analysis of accumulated big data generated by HUMS. In addition, it has been proven in many studies that the maintenance method of CBM has more cost benefits than the preventive maintenance method. In Korea, the HUMS was installed on the KUH-1 Surion helicopter in 2012 and is in operation. It is also planned to be installed and operated on domestic helicopters and unmanned aerial vehicles that will be developed in the future. A domestic HUMS has been developed in Korea, and a lot of research necessary for it is being conducted. However, the recognition of the necessity for the introduction of the CBM maintenance method and
research on the development of the maintenance system including cost benefits are still insignificant.
In the background, this paper tried to verify the feasibility of introducing the CBM maintenance method through overseas CBM case studies. In addition, a roadmap was presented that specified each implementing agency, each agency''s role, necessary procedures, and the introduction period for domestic introduction. As a future development direction, the necessity of application to other industrial fields such as unmanned
aerial vehicles, power plants, and railways was suggested.

1장 서론
1.1 연구의 배경과 필요성 ------------------------------- Page 8
1.2 정비방식의 진화와 항공기 정비체계의 발전 --------------- Page 10
2장 CBM과 HUMS
2.1 용어의 설명 ---------------------------------------- Page 17
2.2 역사 --------------------------------------------- Page 18
2.3 HUMS의 운용개념 ----------------------------------- Page 21
2.4 국내 HUMS 현황 ------------------------------------ Page 25
3장 HUMS 정보를 이용한 CBM의 비용 혜택(Cost Benefit)
3.1 배경 --------------------------------------------- Page 29
3.2 미국의 연구 사례 ----------------------------------- Page 30
3.3 영국의 연구 사례 ----------------------------------- Page 41
4장 국내 CBM 체계 발전 방안
4.1 목적 ---------------------------------------------- Page 45
4.2 비용 혜택면에서의 CBM 도입의 타당성 ------------------ Page 47
4.3 HUMS 시스템 활용한 CBM 정비체계 발전 방안 ----------- Page 48
5장 결론 -------------------------------------------- Page 54
6장 추후 연구방향 ---------------------------------- Page 55
참고문헌 ------------------------------------------- Page 59

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