1-1. 기계설비 가용성(Availability) 관리지표에 대하여 설명하시오.1) 평균 가동시간(MTBF: Mean Time Between Failure)2) 평균 고장시간(MTTF: Mean Time To Failure)3) 평균 수리시간(MTTR: Mean Time To Repair)

기계설비의 가용성(Availability)은 설비가 필요할 때 정상적으로 작동 가능한 상태를 유지하는 정도를 나타내는 관리 지표입니다. 이는 설비의 신뢰성(Reliability)과 보전성/유지보수성(Maintainability)이 결합된 개념으로, 설비의 효율적인 운영 및 유지관리 계획 수립에 매우 중요합니다. 가용성을 정량적으로 평가하는 대표적인 지표들은 다음과 같습니다.

가용성(A)은 일반적으로 다음과 같이 표현됩니다.

​이때 총 가동 시간과 총 정지 시간을 나타내는 주요 지표들이 MTBF, MTTF, MTTR입니다.

1) 평균 가동시간 (MTBF: Mean Time Between Failure)

• 개념: 수리 가능한(Repairable) 시스템 또는 설비가 한 번의 고장이 발생한 후 다음 고장이 발생하기 전까지 평균적으로 정상 가동한 시간을 나타냅니다.
• 산출:​

• 의미: 설비의 신뢰도(Reliability)를 나타내는 핵심 지표입니다. MTBF 값이 높을수록 설비가 고장 없이 더 오래 가동될 것으로 기대할 수 있습니다. 유지관리 측면에서는 예방 보전 주기를 설정하거나 설비의 설계 개선 필요성을 판단하는 데 활용됩니다.

2) 평균 고장시간 (MTTF: Mean Time To Failure)

• 개념: 수리 불가능한(Non-repairable) 부품 또는 시스템이 처음 가동되어 고장날 때까지 평균적으로 가동한 시간을 나타냅니다. 즉, 해당 부품 또는 시스템의 평균적인 수명을 의미합니다.
• 산출: 수리 불가능한 여러 개의 동일 부품/시스템의 총 가동 시간 합계 / 총 부품/시스템 개수​ MTTF =

• 의미: 수명이 다하면 교체해야 하는 부품의 예상 수명 또는 신뢰도를 나타내는 지표입니다. MTBF와 유사하게 신뢰도를 나타내지만, MTBF는 '수리 후 다시 사용하는 설비'의 '고장 간' 평균 가동 시간인 반면, MTTF는 '수리하지 않고 폐기하는 부품'의 '수명'을 나타냅니다. 수리 가능한 시스템의 첫 고장까지의 시간을 MTTF로 표현하기도 합니다.

3) 평균 수리시간 (MTTR: Mean Time To Repair)

• 개념: 설비에 고장이 발생하여 정지한 시점부터 수리를 완료하고 정상 가동 상태로 복구될 때까지 걸리는 평균 시간을 나타냅니다. 여기에는 고장 진단, 부품 조달, 수리 작업, 성능 테스트, 재가동 확인 등 고장 발생부터 정상 운전까지의 모든 시간이 포함됩니다.
• 산출:

• 의미: 설비의 보전성 또는 유지보수성(Maintainability)을 나타내는 핵심 지표입니다. MTTR 값이 낮을수록 설비 고장 발생 시 더 빠르고 효율적으로 수리가 가능하다는 것을 의미하며, 이는 설비의 정지 시간을 최소화하여 가용성을 높이는 데 직접적으로 기여합니다.

가용성과 관리지표의 관계

앞서 언급한 가용성 공식은 MTBF와 MTTR을 사용하여 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.​

이 공식에서 볼 수 있듯이, 설비의 가용성을 높이기 위해서는 다음과 같은 노력이 필요합니다.

• MTBF를 증가시켜 설비의 신뢰도를 높입니다 (고장 발생 빈도 감소).
• MTTR을 감소시켜 설비의 유지보수성을 높입니다 (고장 발생 시 복구 시간 단축).

따라서 기계 설비의 효과적인 가용성 관리는 MTBF, MTTF, MTTR과 같은 지표들을 지속적으로 측정하고 분석하여 설비의 신뢰성을 향상시키고 수리 시간을 단축하기 위한 유지보수 전략(예: 예방 보전, 예측 보전 강화, 부품 재고 관리 개선, 보수 인력 교육 등)을 수립하고 실행하는 과정이라고 할 수 있습니다. MTTF는 주로 부품의 교체 주기를 계획하는 데 참고 지표로 활용됩니다.