궤도 장비 엔진의 경제적 상태 기반 창정비 방안 : K1전차를 중심으로

국문 초록 (Abstract)

전차, 자주포, 장갑차 등 육군이 운용하는 궤도 장비의 창정비는 전통적으로 누적 운용 시간, 사용 연수 또는 주행 거리 중 선 도래 기준에 따라 수행되었다. 그러나 2020년부터는 창정비 비용 절감과 정비 효율성 향상을 위해 상태 기반 창정비 (Condition-Based Depot Maintenance, CBDM) 개념이 도입되었으며, 이는 입고된 궤도 장비 엔진의 실제 상태에 따라 정비 유형을 선택할 수 있도록 한다. 상태 기반 창정비는 현재 창정비 방침인 Overhaul 정비를 지양하고, 정량적 예비고장분석 (Pre-Shop Analysis, PSA)을 통해 구성품의 상태를 판단하여 Overhaul 정비와 IROAN (Inspection and Repair Only as Necessary) 정비를 구분하여 실시하는 창정비 활동이다. 상태 기반 창정비 절차는 궤도 장비 엔진에 대한 예비고장분석을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 Overhaul 정비 또는 IROAN 정비 유형을 결정하는 과정을 포함한다. 그러나 현재 정비창에서 수행되는 PSA는 정성적인 평가 중심으로 불필요한 Overhaul 정비를 유발하고, 이는 비용 증가와 비효율성을 초래할 수 있다. 또한 육군의 궤도 장비는 개발 당시 대부분 해외에서 도입되어 창정비 주기가 우리 군의 실정에 맞지 않아, 현재까지 각종 데이터들을 분석하며 최적화를 위해 노력하고 있다. 완성 장비와 그 내부 구성품들도 창정비 주기가 계속 변하고 있어 비용 측면에서 불필요한 손실을 발생시키고 있으며, 그중에서도 엔진은 야전에서 보다 비용 효율적인 교체 시기와 그에 따른 창정비 주기 (Depot Maintenance Interval) 최적화가 필요하다. 따라서 이를 개선할 방안으로, 실제 장비 상태를 우선 고려하는 상태 기반 정비 (Condition-Based Maintenance, CBM) 개념을 적용한 경제적 상태 기반 창정비와 이를 활용한 창정비 주기 선정이 가장 효율적이라 판단한다.
이 연구에서는 우선 경제적 상태 기반 창정비 방안 (Economic Condition-Based Depot Maintenance Policy)을 제안한다. 이 방안은 정량화가 가능한 새로운 PSA 기술검사표 (check sheet)를 개발하고, PSA 점수에 따라 Overhaul과 IROAN 정비를 구분할 최적 기준값 (cut-off score)을 산출함으로서 도출된다. 이를 위해 제안된 모델은 PSA 결과에 따른 기대정비비용 (Expected Maintenance Cost, ETC)을 수학적으로 모델링하고, 이를 최소화하는 최적 기준값을 확인하였다. 그리고 이 모델을 기반으로, 총수명주기 간 기대정비비용이 최소화되는 최적의 창정비 주기를 판단하여 창정비 비용을 줄이는 방안을 다루었다.
마지막으로, 제안된 경제적 상태 기반 창정비와 창정비 주기 선정 방안을 K1전차 엔진에 적용하여, 그 결과가 다른 궤도 장비 엔진에도 적용 가능한 실질적 활용 가능성을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론
• 1. 연구 배경 및 목적
• 2. 연구 범위 및 방법
• 3. 문헌 연구
• Ⅱ. 창정비 개념 및 궤도 장비 창정비 프로세스
• 1. 창정비 개념
• 2. 궤도 장비 창정비 프로세스
• 1) 육군 궤도 장비 창정비
• 2) 궤도 장비 창정비 문제점
• 3) 예비고장분석 (PSA) 개념 및 절차 모델링
• 3. 창정비 최적화 필요성
• 1) 궤도 장비의 상태 기반 창정비 최적화
• 2) 궤도 장비의 창정비 주기 최적화
• Ⅲ. ETC(k)를 최소화하는
• 궤도 장비 엔진의 경제적 상태 기반 창정비 방안
• 1. 정량화된 예비고장분석 (PSA) 기술검사표 개발
• 2. 총수명주기 간 기대정비비용 ETC(k) 최소화를
• 통한 경제적 창정비 방안
• 1) 기대정비비용 모형 수립을 위한 가정과 기호 정의
• 2) 총수명주기 간 K1전차 엔진 정비 흐름도
• 3) 총수명주기 간 K1전차 엔진의 기대정비비용 모형
• 3. K1전차 엔진의 경제적 상태 기반 창정비 방안
• Ⅳ. ETC(k,δ)를 최소화하는
• 궤도 장비 엔진의 경제적 상태 기반 창정비 방안
• 1. 총수명주기 간 기대정비비용 ETC(k,δ) 최소화를
• 통한 경제적 창정비 주기 선정 방안
• 1) 기대정비비용 모형 수립을 위한 가정과 기호 정의
• 2) 총수명주기 간 K1전차 엔진의
• 야전 교체 횟수 동일 구간별 엔진 정비 흐름도
• 3) 총수명주기 간 K1전차 창정비 주기
• 구간별 엔진의 교체 횟수 모형
• 4) 총수명주기 간 K1전차 엔진의 기대정비비용 모형
• 2. K1전차 엔진의 경제적 상태 기반 창정비 방안
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• Abstract