최근 원자재 가격이 요동치면서 업계는 시간과 수익률에 적응해야 하는 과제에 직면해 있습니다. 실제로 모든 산업 분야에서 비용을 관리하는 몇 안 되는 방법 중 하나는 더 간결하고 효율적으로 만드는 것입니다.
그리고 이러한 비용을 관리하는 가장 좋은 방법 중 하나는 공정 프로세스에서 낭비 요소를 찾는 것입니다. 이는 계측의 관점에서 고품질 생산과 효율적인 투입물 사용에 적합한 온도와 압력을 얻고 있는지 확인하기 위한 많은 미세한 조정을 의미합니다.
장비를 교정하면 프로세스에 최적화 할수 있고 품질이 향상됩니다. 이는 화학 처리, 원자력, 제약, 펄프 및 제지 등 다른 공정 산업에서도 마찬가지입니다. 공정 제조 공장에는 수많은 중요한 작업을 끊임없이 정확하고, 안정적으로 수행하는 수백, 수천 개의 정교한 장치가 필요합니다. 이러한 장치는 차례로 정기적인 검사, 테스트, 교정 및 수리가 필요합니다.
수세기에 걸친 산업 경험을 통해 이러한 검사, 테스트, 교정 및 수리 세부 사항의 면밀한 기록에 대한 가치가 확립되었습니다. 고객에게 완전한 가치를 제공하고 시민의 건강과 안전을 보호하기 위해 기업과 정부는 모범 사례 이상으로 매우 구체적인 기록 관리를 요구하는 경우가 많습니다.
그러나 기존의 테스트, 교정 및 문서화 방식도 노동 집약적이며, 인원이 감소된 팀은 능숙한 전문 기술자의 공급이 부족한 상태이기 때문에 정기적인 교정을 미루기도 합니다. 하지만, 최신 업계 조사 결과에 따르면 소규모 팀이 더 낮은 전체 비용으로 추가 생산성 및 운영 안정성의 이점과 함께 장치 교정을 실제로 수행하고 문서화할 수 있다고 합니다.
교정은 일반적으로 장치가 있는 곳("위치"를 의미하는 라틴어에서 유래하여, 현장 교정이라고 함)이나 계기 교정 벤치에서 수행됩니다.
전문가 팁:
현장 계기가 제조될 때 기본 요소와 트랜스미터(또는 제어 밸브인 경우 액추에이터) 모두 공장에서 교정되고 교정 정보가 장치와 함께 제공됩니다. 이 교정 데이터는 종종 손실됩니다. 장치를 사용하기 시작할 때 이 정보를 중앙 교정 기록에 입력하는 것은 효율성을 위한 것이 아니라 표준 작업의 일부여야 합니다.
교정 정보를 중앙 집중화하면 팀이 바뀌더라도 지식은 시설에 계속 유지됩니다.
대부분의 현장 계기는 기본 요소와 트랜스미터의 두 부분으로 구성됩니다.
- 기본 요소에는 플로우 튜브, 오리피스(orifice) 플레이트, 압력 센서, pH, ORP 및 전도도 프로브와 같은 습식 화학 센서, 모든 유형의 레벨 게이지, 온도 프로브 등이 있습니다. 기본 요소는 일반적으로 레벨, 플로우, 온도, 압력 또는 화학적 성질과 같이 측정하도록 설계된 변수에 비례하는 신호(일반적으로 전압, 전류 또는 저항)를 생성합니다. 기본 요소는 필드 트랜스미터의 입력에 연결됩니다.
- 필드 트랜스미터에는 압력, 온도 및 플로우 장치가 포함됩니다. 이들은 기본 요소에 의해 생성된 신호를 처리하여 먼저 선형 형식으로 특징화하고 여기에 공학 단위 계수를 적용한 다음 아날로그(일반적으로 4~20mA dc) 또는 디지털 형식(일반적으로 다양한 필드버스)으로 전송합니다.
아날로그 장치
종종 "4~20밀리암페어 루프" 장치라고도 하는 아날로그 장치는 측정된 물리량(예: 온도)의 전기적 "아날로그" 표현인 신호를 전송하기 때문에 그렇게 불립니다. 이러한 장치는 측정된 물리량의 크기에 비례하는(또는 유사한) 전류를 전송합니다. 4밀리암페어는 최소 스케일 값을 나타내고 20밀리암페어는 최대 스케일 값을 나타냅니다.
많은 시스템이 이제 디지털 추세이지만 아날로그 장치는 공정 제조 세계에서 여전히 활발히 사용됩니다.
디지털 장치
디지털 장치는 측정된 물리적 값을 디지털 신호로 변환합니다. Foundation Fieldbus, Profibus 및 HART를 비롯한 다양한 디지털 인코딩 방법이 공정 산업에서 사용됩니다.
필드버스(디지털) 현장 장치에는 교정이 필요하지 않다는 믿음이 널리 퍼져 있습니다. 이것은 사실이 아닙니다. 필드버스 신호(Foundation Fieldbus, Profibus 또는 연결된 HART)는 진단 정보를 제공하지만 장치의 정확도에 대한 정보를 제공하지 않으며 장치가 공정을 정확하고 정밀하게 진단하는지도 확인하지 않습니다.
공정을 최상의 상태로 유지하기 위한 상위 3가지 교정 도구
- HART 기능과 자동 교정 절차를 갖추고 있는 Fluke 754 다기능 문서화 교정기는 엄격한 안전 표준을 충족시킵니다.
- Fluke 721 정밀 압력 교정기는 가스 상거래 어플리케이션을 위한 이중 절연 센서가 있는 고정밀 기기입니다.
- Fluke 700G 정밀 압력 게이지 교정기는 빠르고 정확한 테스트 결과를 위한 고성능의 견고한 고품질 기기입니다.
제어 밸브
제어 밸브에는 마모, 누출 교정을 위한 밸브 재패킹, 고착 또는 "정지 마찰"의 영향을 조정하기 위해 교정이 필요한 액추에이터가 있습니다. 종종 이러한 밸브는 신뢰할 수 있는 작동을 보장하기 위해 정기적으로 작동되지 않은 경우 전체 또는 부분 스트로크 테스트를 받아야 합니다.
허가 및 서류 작업
허가 취득에서 결과 문서화 및 서류 정리에 이르는 행정적인 업무는 현장 교정을 수행하는 데 필요한 비용과 시간을 늘일 수 있습니다. Fieldbus Foundation User Group의 전 의장이자, Industrial Automation Networks의 일원인 Ian Verhappen은 "필요한 모든 서류(허가, 분리 등)를 차례대로 정리하는 것이 작업 자체보다 시간이 더 오래 걸리는 경우가 많습니다."라고 말했습니다.
교정 문서화의 과제
교정을 문서화한다는 것은 전통적으로 날짜와 시간, 교정 전 판독값, 교정 후 판독값 및 기타 기술자가 관찰한 사항을 기록하기 위해 일지를 사용하는 것을 의미했습니다. 놀랍게도, 많은 공장에서 교정 작업을 아직도 수동으로 문서화하고 있습니다. 그러나 연필과 종이 문서에는 많은 단점이 있습니다.
첫째, 오류가 발생하고 지속됩니다. 손으로 쓴 기록의 데이터는 종종 읽을 수 없거나 불충분합니다. CMMS(Computerized Maintenance Management System)를 사용하는 시설은 추가 오류 가능성과 함께 손으로 쓴 데이터를 수동으로 입력하는 데 필요한 추가 시간을 고려해야 합니다.
인력 변화
교정이 직면한 또 다른 과제는 인력의 변화입니다.
1980년대는 예산삭감과 정리해고를 가져왔습니다. 엔지니어링, 유지보수를 위한 운영 기술자가 대폭 감축되었고 오늘날 특히 선진국에서 계속되는 새로운 "린(lean) 제조" 철학이 뿌리를 내렸습니다.
소규모 팀은 장비 및 시스템 관련 지식이 개인에서 기관으로 성공적으로 이전되기 위해 필요한 멘토링 및 현장 교육을 위한 시간이 적습니다. 고령의 작업자와 엔지니어는 은퇴하면서 장비와 시스템 지식을 가지고 갑니다.
대규모 Midwestern 정제 공장의 수석 계측 및 제어 엔지니어는 "매일 오후 4시에 공장의 설비 지식이 정문으로 나가며 때로는 다시 돌아오지 않을 때도 있습니다."라고 말합니다.
한편, 많은 시설에서는 여전히 각 현장 교정을 위해 두 명의 기술자가 한 명은 트랜스미터에, 한 명은 제어 시스템에 필요합니다. Fieldbus Foundation은 시운전에 최소 2시간 동안 2명의 기술자가 필요하다고 추정합니다.
다기능 문서화 교정기 사용
차세대 "스마트" 현장 교정 도구는 여러 도구를 하나로 통합하고 기본 테스트 및 측정 이상의 분석 및 문서화 지원과 같은 기능을 수행하여 작업자의 생산성을 높이고 있습니다.
다기능 "문서화 공정 교정기"는 여러 교정 단계와 기능을 단일 장치로 통합하여 압력, 온도, 다양한 전기 및 전자 신호를 시뮬레이션하고 측정하는 휴대용 전자 테스트 도구입니다.
이점:
- 기술자가 교육을 받고 현장에서 수행해야 하는 도구 수 감소
- 각 도구 및 장치에서 다른 데이터 세트를 수집하는 다른 공정과 비교하여 여러 장치에서 유사한 교정 공정 및 데이터 출력
- 자동화된 절차로 많은 수동 교정 단계를 대체
- 현장 장치의 교정 전 및 교정 후 상태를 기록하기 위해 두 번째 기술자가 필요하지 않음
- 장치당 더 빠른 교정 시간
- 여러 도구의 오차를 합산하는 대신에 단일 도구의 오차를 계산
통일된 교정 경로(Route) 사용
문서화 교정기를 사용할 때의 가장 큰 절감 효과는 장치에 내장된 경로 관리 도구에 있습니다. 전체 교정 세트에 대해 단일 세트의 허가 및 서류 작업을 사용하면 비용이 상당히 절감됩니다.
자산 관리, 교정 관리 또는 CMMS(Computerized Maintenance Management System) 구현
종이 문서와 달리, 교정기 데이터는 읽을 수 없거나 비밀스럽거나 부분적이지 않습니다. 문서화 교정기 데이터는 전사 또는 서류 정리 없이 다양한 CMMS 시스템으로 직접 다운로드할 수 있습니다.
문서화 공정 교정기는 현장에서 각 현장 장치의 교정 전 및 교정 후 상태를 자동으로 기록하고 한 명의 기술자가 작동할 수 있기 때문에 문서화 교정기를 활용하는 경로 기반 방식은 기존의 수동 단일 장치 교정 방법의 시간과 비용을 최대 50%까지 절약할 수 있습니다. 달리 말하면 동일한 린(lean) 팀이 주어진 기간에 두 배의 교정을 수행할 수 있습니다.
전통적인 운영 요구 사항에 따라 린(lean) 팀을 운영하는 것은 오류의 원인이 됩니다. 교정은 예상대로 간단히 이루어지지 않습니다. 다가오는 위협을 무시하는 대신 기존 관행을 보다 효율적으로 만들 수 있는 방법을 조사하십시오.
경로 기반 교정, 종이 없는 문서화 및 CMMS 데이터 관리를 구현하십시오. 더 많은 교정이 일관되게 발생하고, 지식이 개인에서 팀 및 기관으로 이전되며, 생산성과 품질이 모두 향상됩니다.
경로 중에 여러 계기를 교정하면 단일 계기를 개별적으로 교정하는 것에 비해 교정당 비용이 절감됩니다.
유지보수 비용을 절약하는 것 외에도, 사고로 인한 법적 비용과 수익 손실은 수백만 달러에 이를 수 있습니다. 우수한 교정 유지보수 방식은 이러한 사고의 가능성을 줄이는 데 도움이 됩니다. 재난이 발생하는 경우, 잘못된 기록이 조직을 법적으로 방어하기 어려운 위치에 놓이게 하는 것과 마찬가지로, 우수한 교정 기록은 소송이 발생할 경우 시설 방어의 일부가 될 수 있습니다.