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상태기반 유지보수

CBM+ (Condition-Based Maintenance) 결함을 사전 진단하고 예측하여 최적의 정비시점을 결정하는 정비절차 또는 능력


무기체계에 내장된 각종 센서 또는 계측장비를 통해 얻은 데이터를 활용하여 실시간 상태평가를 통해 필요에 근거한 정비를 수행하며, 데이터와 프로세서, 기술 및 지식기반 능력의 통합적 적용을

통해 결함을 사전 진단하고 예측하여 최적의 정비시점을 결정하는 정비절차 또는 능력

CBM+기술의 태동 및 확산

※ CAA : Civil Aviation Authority, 민간항공관리국, HARP : Helicopter Airworthiness Review Panel, HUMS : Health and Usage Monitoring System

※ 출처 : Cost an Effectiveness  Analysis of AH-64 and UH-60 On-board Vibrations Monitoring System Aerospace Conference, 2005 IEEE, 5-12 March 2005 Page(s); 3921 - 3940

  • 1984년 북해 유전 왕복 헬리콥터 추락 사건을 기점으로 영국 CAA는 HARP 보고서를 통해 헬기 사고 감소를 위해 건전성 감시 시스템의 개발 필요성이 제기됨
  • 1989년 CAA 주관 하에 회전익 건전성 관리 시스템의 개발에 착수
  • 진동 신호 기반 회전익 트랜스미션 상태 감시 시스템이 GE Aviation에 의해 1990년대 초 개발되어 영국군의 CH-47D, LYNX 헬기 등에 최초로 장착, 모니터링을 진행
  • 항공기 상태 감시 장치(HUMS)의 활용만으로도 예방정비시 보다 운용 유지 비용 절감 및 항공기 가용성이 향상됨

군수용 CBM+ 기술 동향

※ 출처: Condition Based Maintenance Plus DoD Guidebook, 2008

  • 군수용 항공기의 개발은 신기술의 적용, 고가의 항공 전자 장비의 증가에 따라 개발 비용이 증가하고 있으나 세계적인 군비 축소 추세로 인해 기술 개발 비용이 제한
  • 기존 보유 항공기 유지에 초점, 운용 유지 비용이 현저히 증가
  • 선진국은 총수명주기 비용 절감의 노력으로 CBM+를 실시함

기존 설비상태진단 기법


  • 무기체계에 내장된 각종 센서 또는 계측장비를 통해 얻은 데이터에 대해서 각 데이터의 정상범위를 정해 놓고, 이 범위를 벗어 났을 때를 이상상태로 판단
  • 보통 Low-Low, Low, Normal, High, High-High의 다섯 구간으로 모니터링을 진행 

CBM+ 설비상태진단 기법


  • 무기체계에 내장된 각종 센서 또는 계측장비를 통해 얻은 데이터에 대해서 과거 정상 운전 데이터를 학습하여 현재 운전 상태에 대한 정상 상태를 예측하고, 실제 운전 데이터와 예측 데이터와 비교하여 차이가 크게 발생할 때를 이상 상태로 진단
  • 설비 상태 이상 진단 기준

         - 단일 센서 또는 계측장비로부터의 데이터에 이상이 감지됐을 때

         - 단일 센서 또는 계측장비로부터의 데이터에 다수의(장시간) 이상이 감지됐을 때

         - 다수의 센서 또는 계측장비로부터의 데이터에 동시에 이상이 감지 됐을 때


CBM+ 시스템 구성

CBM+  절차

임베디드 CBM+