PHM 분야에서 진단(diagnostics)은 매우 중요한 세부기술 중 하나이다. 해당 기술이 산업 설비에 적용된 지 수십년 이상되었지만 여전히 풀리지 않는 숙제가 많은 어려운 기술 분야이다. 여기서는 산업 설비의 건전성을 진단하는 방법론에 대해 알아보도록 하자.
PHM 시리즈 1에서 설명했듯이 설비 건전성 상태를 진단하는 일은 전문가 영역의 일이라고 할 수 있다. 하지만 최근 들어서 기존 전문가 영역의 진단이 디지털 솔루션의 도전을 받고 있다. 거기에는 몇 가지 이유가 있다. 첫째, 현장 설비 운영(또는 관리) 전문가 확보의 어려움. 둘째, 전문가 숙련도에 따라 분석 결과의 주관성 개입과 그 결과 오진에 따른 불필요한 비용 증대 또는 불시고장에 따른 손실 비용 증대. 셋째, 노동환경(산업안전, 고용안정, 인건비 상승 등)적 문제 등이 그 예이다.
산업 설비 진단은 전문가들의 고유의 영역으로 각 산업 도메인에서 얻은 암묵적 지식을 기반으로 진행되어 왔다. 다분히 아날로그적 접근이었다. 위에 열거한 이유들로 진단 영역은 점차 디지털화되어 가고 있으며 어찌 보면 당연한 결과라고 할 수 있다. 그 결과로 많은 분야에서 전문가의 전문성을 대체하기 위한 진단 전문가 시스템(expert system)을 구축하기 위한 노력들이 진행되고 있으며 10년내로 대부분 산업군에서 디지털화 될 것이라 기대된다. 진단은 현재 크게 보면 세가지 형태로 진행되고 있다고 할 수 있다. (그림 1 참고)
그림 1 진단 방법론
1) 도메인지식/룰 기반 진단(domain knowledge-/rule-based diagnostics):
전문가들이 오랜 기간 경험을 통해 습득한 암묵적 지식은 재생산이 불가하고 전문가 육성에 많은 시간과 노력이 들어가기 때문에 기존 전문가들이 행하는 암묵적 도메인 지식기반 진단은 ‘룰기반 진단 (rule-based diagnostics)’ 형태로 진화해 왔다. 즉 암묵적 지식의 형태를 단순하지만 함축적인 룰(rule)이라는 형식으로 진화한 것이다. 이러한 접근은 어찌 보면 매우 당연한 것이다. 하지만 룰기반 진단은 여전히 높은 오진율로 기술적, 비용적 어려움을 겪고 있다. 룰/도메인지식 기반 진단의 장단점을 정리하면 아래와 같다.
표 1 도메인지식/룰 기반 진단의 장단점