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[국내논문] 해군 무기체계 한국형 상태진단시스템 발전방향 연구
Development of Korean Condition Based Maintenance Systems to Monitor Naval Weapon Systems 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.10 no.4, 2016년, pp.67 - 74  

오경원 (해군사관학교)

초록
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한국형 상태기준정비는 현재 한국해군 함정에 설치된 ICAS를 최대한 활용하여 전투준비태세를 완비하고, 선제적 정비/보급 지원과 군수자산의 경제적 운용, 데이터 기반 장비수명관리를 위한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 장비상태의 기준을 설정해야 하는데 이는 제작사에서 원천적인 기술을 제공하고 있지 않아 각 장비별 성능 맵 확보가 필요하고 고장패턴 등의 자료 축적이 필요하다. 본 연구에서는 소형 가스터빈엔진을 활용하여 가스터빈 성능 맵을 확인하고 고장정보를 축적하여 실시간으로 장비성능 확인과 성능 경향을 나타내게 하였고 이를 통해 운용자의 행동지침과 정비자의 검사 절차등을 명시하여 최적의 장비상태가 유지 될 수 있도록 솔루션을 개발하였다. 본 연구를 기반으로 실제 함정의 데이터를 이용한 상태진단기법 발전에 활용할 예정이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The primary aim for using a Korean Condition Based Maintenance (CBM) system is to maintain military operational readiness using Interactive Collection Analysis Systems (ICAS) installed on naval vessels. Other aims are to preemptively provision maintenance and supply functions, to guarantee economica...

주제어

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문제 정의

  • 실시간 장비상태를 감시하여 돌발고장을 방지하고 장비성능의 결함관리를 통해 고장 발생시점을 예측하여 최적의 정비시기와 정비방법을 결정하고자 하였다. ICAS를 운용하여 불특정 시간의 발생되는 치명적인 고장을 사전에 예측정비하여 가동율 향상, 정비비 절감, 함정 승조원 의 업무부하 저감 효과를 달성하기 위해 적용되었다. 하지만 DDG ICAS는 한국해군이 상태기준정비개념이 정착되지 않은 상태에서 도입된 체계로서 사업관리 측면에서 반드시 필요한 파라미터별 기준값 데이터가 미확보되어 총체적으로 성능발휘를 할 수 없는 상태이다.
  • Figure 10은 상태모니터링으로 획득된 데이터를 분석하고 경향을 추척하여 성능 척도를 제시하고 있다. 고온부의 온도변화 경향이 상승하게 되면 알람을 통해 엔진 상태 진단 결과를 제시하고 이에 운용자의 행동지침과 정비자의 검사 절차등이 명시하도록 하였다.
  • 이처럼 해군의 군수분야는 Jim Davis의 정보의 진화 5단계 중에서 Level 3단계 ‘Integrate’로 통합DB 구축, 정보생산, 관리체계 진입, 조회성 정보제공, 개인별 분석도구를 제공하는 단계로서 점차 Level 4단계인 ‘Optimize’ 단계로 취합, 축적된 정보를 가공하여 예측 등의 고급정보를 생산하는 단계[1]로 발전을 모색하고 있다. 본 논문은 상태기준정비의 기술개발 동향과 함정의 주 추진기관인 가스터빈엔진의 한국형 상태기준정비 방안에 대해 기술하였다.
  • 한국해군은 2006년 ICAS를 대표적인 무기체계라 할 수 있는 DDG(세종대왕급)에 최초 설치하여 상태기준정비 수행개념을 목적으로 설치되었다. 실시간 장비상태를 감시하여 돌발고장을 방지하고 장비성능의 결함관리를 통해 고장 발생시점을 예측하여 최적의 정비시기와 정비방법을 결정하고자 하였다. ICAS를 운용하여 불특정 시간의 발생되는 치명적인 고장을 사전에 예측정비하여 가동율 향상, 정비비 절감, 함정 승조원 의 업무부하 저감 효과를 달성하기 위해 적용되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내의 가스터빈엔진에 대한 상태진단기법 개발은 어디서 진행되고 있는가? 국내에서도 상태진단기법에 대한 개발은 각 산업계에서 활발하게 진행되고 있다 그중 가스터빈엔진에 대한 상태진단기법 개발은 한국에너지기술평가원 지원으로 산업용 가스터빈의 정비 의사결정을 지원하기 위한 시스템을 ㈜EGT에서 개발하고 있다. 상태진단을 위해 대상 가스터빈의 기준 성능 모델을 개발하고, 정비 의사결정에 필요한 Fig.
ICAS은 무엇으로 구축되어 있는가? ICAS는 실시간 장비성능 측정데이터를 저장/평가 후 결과를 분석하여 잠재적 고장요소에 대해 적합한 정비를 권고하는 시스템으로 구축되어 있다. Figure 3은 미 해군 DDG-81 함정의 GTG(Gas Turbine Generator) 고장진단에 대한 사례를 나타낸 것이다.
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참고문헌 (9)

  1. Jim Davis, "Information Revolution: Using the Information Evolution Model to Grow Your Business" 2006. 

  2. Michael DiUlio, "ICAS and Remote Monitoring ; Informational Brief", AMG2CC Workshop, 2015. 

  3. Y. G. Li, "GasTurbine Diagnostics", Cranfield University LectureNote. 2004. 

  4. Ji. Jhou, "Intelligent Fault Diagnosis With Application to Gas Turbine Engines", Ph. D thesis. The University of Sheffield, 1998. 

  5. L.A. Urban, "Gas Path Analysis Applied to Turbine Engine Condition Monitoring", J. of Aircraft, Vol.10, No7, pp.400-406. 1972 

  6. L. H. Tsoukalas and R. E. Uhrig, "Fuzzy and Neural Approaches in Engineering". John Wiley & Sons, Inc. 1997. 

  7. K. W. Oh, H. S. Choi, C. D Kong and H. B. Park, "Research on Naval Weapons Systems MRO by analyzing Aerospace MRO Industry", SASE, Vol.8, No.2, pp.13-20, June, 2014. 

  8. C. D. Kong, S. H. Kho, G. S. Park, G. L. Park, "Development of Practical Integral Condition Monitoring System for A Small Turbojet Engine Using SIMULINK and LabVIEW", Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol.17 No.1, 80-88, 2013 

  9. C. D. Kong, M. C. Kang, G. L. Park "Study on Fault Diagnostics Considering Sensor Noise and Bias of Mixed Flow Type 2-Spool Turbofan Engine using Non-Linear Gas Path Analysis Method and Genetic Algorithms", SASE, Vol.7, No.1, pp.8-18, March, 2013. 

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