예지보전(PdM)이란? 스마트팩토리의 고급 자동화 핵심 기술

스마트팩토리의 궁극적인 목표는 공장의 모든 자원을 효율적으로 운영하고, 생산 중단 없이 지속적인 품질을 유지하는 것입니다. 이를 위해 반드시 필요한 기술이 바로 ‘예지보전(Predictive Maintenance, PdM)’입니다. 예지보전은 설비가 고장나기 전에 사전에 이상 징후를 감지하고, 고장이 발생하기 전 미리 조치를 취할 수 있도록 하는 고급 기술입니다. 그러나 아직까지 많은 제조현장에서 “예방정비(PM)”와 “예지보전(PdM)”을 혼동하거나, 단순한 센서 설치만으로 예지보전이 되는 것으로 오해하는 경우가 많습니다. 이 글에서는 예지보전의 정확한 개념과 작동 원리, 도입 방법, 그리고 성공적으로 구현하기 위한 핵심 요소들을 실무 위주로 정리합니다.

1. 예지보전(Predictive Maintenance)이란?

✅ 정의

예지보전(PdM)은 센서 및 데이터를 활용해
설비의 고장 시점을 사전에 예측하고,
예정된 생산 중단 없이 정비 시점을 최적화하는 기술입니다.

✅ 개념 도식

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사후보전(BM) → 예방보전(PM) → 예지보전(PdM)

• BM (Breakdown Maintenance): 고장 후 정비
• PM (Preventive Maintenance): 일정 기준에 따라 정기 정비
• PdM (Predictive Maintenance): 데이터 분석을 통해 고장 예측 및 필요 시 정비

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2. 예지보전의 핵심 작동 원리

1. 센서 설치 – 진동, 온도, 전류, 소음 등 실시간 데이터 수집
2. 데이터 수집 및 저장 – IoT 게이트웨이를 통해 서버 또는 클라우드로 전송
3. 이상 감지 알고리즘 적용 – 기준치와 비교해 이상 징후 탐지
4. AI 기반 예측 모델 운영 – 과거 데이터 기반으로 고장 시점 예측
5. 알림 및 정비 스케줄링 – 관리자에게 경고 → 정비 계획 수립

📌 이 과정을 통해 불필요한 정비 비용을 줄이고,
고장으로 인한 생산 중단을 최소화할 수 있습니다.

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3. 예지보전에 활용되는 주요 센서

센서 종류측정 항목주요 적용 설비

진동 센서	베어링, 축, 모터의 진동	회전체, 펌프, 모터
온도 센서	발열량 및 온도 이상	전기 패널, 유압기기
전류 센서	과부하 여부	모터, 컨트롤러
소음 센서	비정상 작동 소리 감지	공기압 설비, 기계식 장비
습도/먼지 센서	환경 조건 감지	청정 설비, 반도체 장비

 

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4. 예지보전 도입이 필요한 대표 사례

• ⚠️ 반복적으로 고장 나는 설비
  → 동일 부품/모터가 자주 고장나는 설비는 PdM 적용 우선 대상
• ⚠️ 24시간 가동되는 자동화 라인
  → 한 번의 고장이 수백만 원의 손실을 가져오는 경우
• ⚠️ 고장이 안전사고로 이어지는 설비
  → 압축기, 고압장비, 절단기 등은 고장 전 알림이 필수

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5. 예지보전 시스템 도입 시 고려할 핵심 요소

✅ ① 데이터의 연속성과 정확성

• 센서 수집 데이터가 누락되지 않도록
• 로컬 저장 + 클라우드 백업 구조 필요

✅ ② 알고리즘 적용 가능성

• 단순 이상 감지 → 이상 추이 예측 → AI 기반 예측 모델 순서로 확장
• AI 도입 전 기초 통계 기반 분석으로 시작 가능

✅ ③ 정비 조직과의 연계

• 분석 결과만 있어도 아무 소용 없음
• 정비팀과 협력 체계, 알림 연동, 체크리스트 자동 생성 등 필요

✅ ④ ROI 시뮬레이션

• 연간 고장 발생 빈도, 수리 비용, 생산 중단 시간 등을 기반으로
  PdM 도입 효과 분석 → 설득력 있는 내부 보고서 생성

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6. 중소기업을 위한 예지보전 도입 전략

🎯 전략 1: 고장 빈도 높은 1개 설비부터 시범 적용

→ 실패 리스크 최소화 + 내부 성과 도출 가능

🎯 전략 2: 진동 + 온도 센서만으로 1단계 PdM 구성

→ 복잡한 AI 없이도 예지 기능 가능

🎯 전략 3: 공공지원 활용 (스마트공장 고도화 과제)

→ 설비 진단 + 센서 + 게이트웨이 + 데이터 분석 SW까지 일괄지원
→ 최대 70% 국비 지원 가능

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✍️ 마무리: 예지보전은 ‘진짜 스마트공장’의 핵심이다

많은 기업이 스마트팩토리를 구축했다고 말하지만,
실제로 예지보전까지 도입한 공장은 많지 않습니다.

예지보전은 단순히 센서를 달고 데이터를 보는 것이 아니라,
데이터를 기반으로 정비 전략과 생산계획까지 최적화하는
진짜 스마트 자동화 기술입니다.

공장의 미래는 ‘예방’이 아니라 ‘예측’입니다.
가장 먼저 고장이 나는 설비부터, 지금 바로 시작하십시오.