Abstract
선박의 전체 수명 동안 탑재된 장비의 유지 보수 비용을 예측하고 고장으로 인한 위험성을 줄이기 위해, 선박 설계 초기 단계부터 선박 설계 안의 유지 보수성을 정량적으로 평가하는 것이 필수적이다. 그러나 기존의 유지 보수성 평가 방법은 장비 고장이 발생한 이후에만 수리를 수행하는 사후 수리 방식에 국한되어 있어, 실제 선박에서 이루어지는 사전 검사 과정과 작업자의 실제 업무량을 정확히 반영하지 못하는 한계가 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 선박 설계 초기 단계에서 검사 과정과 작업자의 업무 특성을 현실적으로 반영하여 유지 보수성을 정량적으로 평가하는 방법을 제안하였다. 먼저, P&ID (Piping and Instrumentation Diagram)로부터 추출한 논리적 연결성과 MA (Machinery Arrangement) 도면의 공간 정보를 결합하여 논리-공간 통합 그래프를 구축하고 설계 안으로부터 선박 작업 환경을 모델링하였다. 다음으로, 작업자를 자율 에이전트로 정의한 에이전트 기반 이산 사건 시뮬레이션 (DES, Discrete Event Simulation)을 적용하되, 정기적인 검사 과정을 시뮬레이션에 새롭게 통합하였다. 구체적으로는 지연 시간 모델 (DTM, Delay-Time Model)을 적용하여 장비 고장 메커니즘을 정상, 결함, 불능 단계로 세분화하였으며, 장비의 치명도와 고장 빈도를 고려해 작업자에게 할당될 점검 루틴이 자동으로 설계되도록 하였다. 또한, 작업자의 누적 피로도에 따라 검사 중 결함을 발견할 확률이 변동하는 인적 오류 메커니즘을 반영하였고, 발생한 작업의 중요도와 피로도에 따라 업무의 우선 순위가 동적으로 재분배되도록 모델링하였다. 제안된 방법을 활용해 실제 선박 설계 안에 대해 시뮬레이션 검증을 수행한 결과, 기존의 모델에서는 파악하기 어려웠던 검사 과정 내 인적 자원 및 공간 제약으로 인한 병목을 정량적으로 식별할 수 있었다.