[논문]연장된 운용기간을 활용하는 그룹보전모형

유영관

doi:10.12812/ksms.2017.19.3.89

연장된 운용기간을 활용하는 그룹보전모형
A Group Maintenance Model with Extended Operating Horizon 원문보기

대한안전경영과학회지 = Journal of the Korea safety management & science, v.19 no.3, 2017년, pp.89 - 95

유영관 (한라대학교 경영학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents another maintenance policy for a group of units under finite operating horizon. A group of identical units are subject to random failures. Group maintenances are performed to all units together at specified intervals, and the failed units during operation are remained idle until the next group maintenance set-up. Unlike the traditional assumption of infinite operating horizon, we adopt the assumption of the finite operating horizon which reflect the rapid industrial advance and short life cycle of modern times. The units are under operation until the end of the operating horizon. Further, the operation of units are extended to the first group maintenance time after the end of the horizon. The total cost under the proposed maintenance policy is derived. The optimal group maintenance interval and the expected number of group maintenances during the horizon are found. It is shown that the proposed policy is better than the classical group maintenance policy in terms of total cost over the operating horizon. Numerical examples are presented for illustrations.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 Yoo[23]의 정책에서 발생할 수 있는 손실을 줄일 수 있도록 수정된 그룹보전정책을 제시하고 분석한다. 보전정책은 다음과 같이 운용된다.
본 연구에서는 운용기간이 유한한 경우에 적용할 수 있는 그룹보전정책을 제시하고 분석하였다. 운용기간의 종료가 지수분포에 따라 랜덤하게 도래하는 가정 하에 그룹보전과 생산손실비용을 합한 총비용을 도출하였으며 최적의 그룹보전주기의 존재에 대한 조건을 탐색하 였다.
이제 Okumoto & Elsayed[6]를 참고하여 하나의 보전주기 동안의 비용을 살펴보자.

가설 설정

먼저 N = 5 대의 장비를 운용하며, 척도모수와 형상모수가 각각 α = 1, β = 1.5인 Weibull 분포를 따라 고장이 발생한다고 가정하자.
, kT 와같이 반복된다. 이제 운용기간의 종료 시점이 kT와 (k + 1)T 사이에서 발생했다고 가정하자. 그러면 정책에 따라 장비들은 (k + 1)T까지 운용되지만 마지막 그룹보전은 kT에서 수행되고 kT와 (k + 1)T 사이에는 생산중단 손실비용만 발생한다.

제안 방법

이를 위해 그룹보전에 소요되는 비용과 고장장비로 인한 손실비용을 합한 총 비용을 구한 후 이를 단위 시간 당 비용으로 환산하여 이를 최소화하는 보전 주기를 구하였다. 그 후 많은 연구자들이 이 기본 정책을 개선하고 확장하는 정책을 제시하고 분석하였다.
본 연구에서 제안하는 정책(이하 제안정책)에 따라 시점 0에서 N 개의 동일한 장비가 운용을 시작하여 주기 T 마다 그룹보전이 수행된다. 보전주기 내의 고장은 그룹보전 시점에서 한꺼번에 수리되고, 고장에 따른 생산손실이 발생된다.
본 절에서는 수치예제를 통해 최적해를 구하고 제3절에서 도출한 최적해의 특성을 확인한다. 먼저 N = 5 대의 장비를 운용하며, 척도모수와 형상모수가 각각 α = 1, β = 1.
본 연구에서는 운용기간이 유한한 경우에 적용할 수 있는 그룹보전정책을 제시하고 분석하였다. 운용기간의 종료가 지수분포에 따라 랜덤하게 도래하는 가정 하에 그룹보전과 생산손실비용을 합한 총비용을 도출하였으며 최적의 그룹보전주기의 존재에 대한 조건을 탐색하 였다. 수치예제를 통해 최적해의 탐색, 그리고 비용절감 측면에서의 제안정책의 우수성을 확인하였다.
그들은 주기적인 그룹보전을 통해 모든 장비들을 신품 수준의 상태로 되돌리는 방안을 제시하고 최적의 보전주기를 탐색하였다. 이를 위해 그룹보전에 소요되는 비용과 고장장비로 인한 손실비용을 합한 총 비용을 구한 후 이를 단위 시간 당 비용으로 환산하여 이를 최소화하는 보전 주기를 구하였다. 그 후 많은 연구자들이 이 기본 정책을 개선하고 확장하는 정책을 제시하고 분석하였다.

이론/모형

c₂/c₁ = 3이므로 조건식 (7)은 충족 됨을 알 수 있다. 수치계산과 그래프 작성은 수치계산 소프트웨어인 MATLAB을 이용하였다.

성능/효과

<정리 3> OE정책의 최적 보전주기를 제안정책에 적용한 총운용기간 동안의 OE정책의 총비용보다 제안 정책 하의 총비용이 더 적게 든다.
이 정책은 운용기간의 종료 시점 직전에 그룹보전을 수행한 경우에도 새 장비들을 운용하지 않고 폐기해야 하는 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다. 따라서 대부분의 상황처럼 운용기간의 종료 시점이 매우 엄밀한 경우가 아니라면 본 제안 정책이 좀 더 합리적이고 현실적이라고 할 수 있다.
운용기간의 종료가 지수분포에 따라 랜덤하게 도래하는 가정 하에 그룹보전과 생산손실비용을 합한 총비용을 도출하였으며 최적의 그룹보전주기의 존재에 대한 조건을 탐색하 였다. 수치예제를 통해 최적해의 탐색, 그리고 비용절감 측면에서의 제안정책의 우수성을 확인하였다.
제안정책과 OE정 책은 주어진 상황과 비용의 산정 기준이 다르므로 직접적인 비교는 어려우나, 특별한 경우에는 다음의 에서와 같이 총운용기간 동안 발생하는 총비용 측면에서 제안정책의 최적 보전주기가 OE정책의 최적 보전주기 보다 유리함을 보일 수 있다.

후속연구

물론 운용기간이 어느 정도 이상이라면 무한한 운용기간으로 가정하여도 큰 차이는 없을 것이다. 그러나 수치예제에서 살펴보았듯이 운용기간이 비교적 짧은 경우에는 그 차이가 현저하므로 본 연구의 제안정책과 같은 유한 운용기간 모델을 이용하는 것이 더욱 유리할 것이다.
당연히 두 정책의 비용 차이는 λ가 감소할수록, 즉 운용기간이 늘어날수록 줄어든다. 그러나 운용기간이 비교적 짧은 경우에는 비용절감이 상당하므로 본 제안정책을 적용하는 것이 더욱 유리할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다양한 상황에 대응하기 위한 대표적인 보전정책은?	장비의 고장 현상을 모델링하고 분석하는 연구는 지난 수십 년간 많은 연구자들의 관심을 받아 왔다. 다양한 상황에 대응하기 위한 여러 형태의 보전정책들이 개발 되어 왔는데, 수명교체[1], 일제교체[2], 그리고 최소 수리(minimal repair)[3] 등의 정책이 대표적이다. Wang[4]이나 Cho & Parlar[5]에서는 지난 수십 년간의 여러 보전 관련 연구들이 정리되어 있다.
	그룹보전정책의 핵심은?	여러 동일한 장비들을 운용할 때 적용할 수 있는 보전 방안으로는 그룹보전정책이 대표적이다. 기본적으로 그룹보전정책 하에서는 주기적으로 모든 장비에 대한 보전을 한꺼번에 함으로써 규모의 경제성(economy of scale), 즉 보전작업과 비용의 절감을 얻는 것이 핵심 이다. 여러 장비에 대해 동시에 보전작업을 수행하면 개별적인 작업에 비하여 장비 당 보전비용과 시간이 줄어들기 때문이다.
	Okumoto & Elsayed가 처음으로 제시한 그룹보전정책은?	그룹보전정책의 기본 아이디어는 Okumoto & Elsayed[6]가 처음으로 제시하였다. 그들은 주기적인 그룹보전을 통해 모든 장비들을 신품 수준의 상태로 되돌리는 방안을 제시하고 최적의 보전주기를 탐색하였다. 이를 위해 그룹보전에 소요되는 비용과 고장장비로 인한 손실비용을 합한 총 비용을 구한 후 이를 단위 시간 당 비용으로 환산하여 이를 최소화하는 보전 주기를 구하였다. 그 후 많은 연구자들이 이 기본 정책을 개선하고 확장하는 정책을 제시하고 분석하였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
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