2015 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2015A263 KTX차량유지보수비용구조분석사례연구 Case study on the maintenance costs structure analysis for KTX High Speed Rolling Stock system 최석중 *, 김문홍 *, 김용한 ** Seog Jung Choi *, Moon Hong Kim *, Yong Han Kim * * Abstract The high speed rolling stock system considerably belongs to a special industry which requires large-scale investment cost but the recovery term is too long. In view of these characteristics, this study is the cases on maintenance cost structure analysis for KTX High Speed Rolling Stock invested previously in 2004. Through the case study for KTX High Speed Rolling Stock maintenance cost structure, this aims to seek for the method to improve the different RAM management skills and apply for environmental changes by integrating cost effective operational conditions and methods of the KTX maintenance management. Keywords : KTX, maintenance, Rolling Stock, RAM 초록고속철도차량시스템은대규모투자비가소요되는반면에투자회수기간이긴프로젝트특성을보이는특수산업에해당한다. 이러한특성때문에본사례연구는 KTX 차량의장애통계분석을통하여유지보수시스템비용구조에대한사례를살펴보고철도차량의도입과운영, 그리고폐기시까지차량에소요되는총유지보수비용요소를분석하여궁극적으로비용효과적인유지보수정책수립에기여하고, 유지보수관리방법과기술을증진시키는것을통하여철도산업의발전과유지관리환경변화에대응하는방안을모색하고자한다. 주요어 : KTX, 철도차량, 유지보수, RAM 1. 서론본연구의목적은고속철도차량의운영, 유지보수단계의비용구조에대한사례분석을통하여고속철도차량의비용영향요인을찾아개선하는방안을모색하는것이다. 따라서차량의장애통계분석을통해유지보수및운영, 부대비용등정책적인유지보수의사결정을위해총비용과운영유지보수단계에차량관리활동에소요되는비용구조를살펴보고이단계에서고속철도차량의장애와이에대한하부시스템의비용효과적인관리활동에영향을주는인자를개선하여합리적으로최소화하는방안을모색하는것이다. 교신저자 : 우송대학교경영대학경영학과 (mhkim@wsu.ac.kr) * 한국철도공사경영지원본부기획조정실차세대 KOVIS 추진처 ** 한국철도공사연구원기술연구처
2. 본론 2.1 기존연구 2.1.1 선행연구사례 2004년 4월 1일고속철도가개통된이후로 10년이지났다. 고속철도차량의안전운행을보장하고경영효율성확보를위해서필요한유지보수조직과인력, 시설과장비, 부품조립체등자원의효과적인관리시스템을구축하는것이중요하다. 철도차량의과학적인유지보수를위해서데이터기반유지보수체계를구축하는노력으로 RCM(Reliability Centered Maintenance) 방법을제시하여현장활용성강화를위한 RCM 시스템구축방안을제시하였다.[1] Fig.1 comparing KTX RCM system development phase 김종운 [2](2008) 은 철도시스템의 RAMS 중심의유지보수정책결정을위한개념적절차 연구에서시스템구매사양서에 RAMS 요구사양을명기하고이를검증하는것과운영및유지보수단계에서 RAMS 성능의지속적인관찰과 RAMS 중심적인운영및유지보수정책이필요하다고보고획득된철도차량시스템의고유성능이지속적으로달성되도록하는것을목표로유지보수절차를구성하는것을제안하였다. 유양하 [3](2013) 는 KTX에적용된 RAMS에따라운행초기하자보증기간 (2004 2006) 동안신뢰성을입증하는과정에서철도차량의운영환경과특성에따른유지보수체계를 RCRM(Reliability Centered Rolling stocks Maintenance) 으로정의하여신뢰성중심의유지보수방법을제안하였다. 2.1.2 고속차량비용구조선행연구사례일부선행연구결과에따르면, 구매가격이차량보유에들어가는총비용 (< 보유비용 > 개념에는구매, 모든유지보수비용, 운영비용, 인프라사용에필요한통행료가포함 ) 의 20% 에서 30% 을차지한다. 그러나보유차량의전체비용을파악하기위해연간차량운영비용을파악할필요가있기는하지만일단처음에는유지보수와관련된부분에만배타적으로집중하기로했다. 이비용은차량을가용상태로두는비용으로간주될수있다 (DIN 31 051 규격이이비용을정의 ). 유지보수작업의구성내용과그금전적가치의내용은차량의신뢰성, 가용성, 유지보수
성, 안전성의측면과밀접한관계를갖는다. 이러한측면들뿐아니라특히승객의편의를위해유지보수품질수준을고객의눈높이에맞추어야한다. 철도차량은고객에게보이는최상의상품으로승객들을대상으로하는기업의이미지와신인도와밀접한관련이있기때문에반드시고려해야할중요한요소이다. 이연구에서는차량도입단계의비용보다는예방및사후유지보수에대한운영측면의비용구조연구중심으로구성하였다. 이러한유지보수정책은 KTX 총자산비용을최적화하고고장발생을예방하는목적으로하는활동 ( 예방유지보수 ) 과고장또는오동작의영향을수리하는목적으로하는활동 ( 사후유지보수 ) 사이를신중하게배분하는데있다. 차량의수명주기비용은다음 Fig.2와같이시스템의설계, 개발, 제작, 등취득단계에포함하는모든비용을의미하며운영유지보수및폐기단계까지철도차량시스템엔지니어링에서는 14단계로구분하여각단계별활동범위와비용등을계산한다. Fig.2 KTX manufacturing and operational phase 2.2 고속차량의비용구조사례분석 2.2.1 KTX 차량의도입비용구조 KTX 차량의구입비용은다음표 1 과같이설계 제작등총 46 편성 (920 량 ) 에대한유형의철도차량제작비용과운영에관련된인력의훈련, 차량의성능시험과운영관리기준에해당하
는장치별운용및정비지침서, 소프트웨어프로그램등에해당하는비용이할당된다. 또한예비보수품, 시험장비, 공기구등유지보수를위한제반설비와신차종에대한유지보수서비스, 차량의제작및시험운영에필요한제반사업비용등과수수료, 출장경비등의기타부대적인과업에해당한다. Table 1 cost of development for ktx rolling stock 계 ( 원화단위 : 백만원 ) 구분원화환산 US$ % (1US$=1200 원기준 ) 합계 1,998,015,915 2,397,618 100 설계 164,449,158 197,339 8.18% 제작및인도 1,525,568,301 1,830,682 76.00% 훈련 10,320,846 12,385 0.51% 시험및시운전 43,664,378 52,397 2.17% 운용및정비지침서 20,155,007 24,186 1.01% 예비품, 공구및시험장비 64,978,524 77,974 3.91% 유지보수계획 1,439,215 1,727 0.07% 유지보수서비스 38,946,589 46,736 1.94% 사업관리 126,041,129 151,249 6.09% 기타과업 2,452,768 2,943 0.12% 또한전체적인도입비용중하부시스템단위로세분하여편성단위, 또는동력차, 객차등과제동시스템, 공조시스템, 컴퓨터제어시스템등으로할당되지만앞의표에서보는바와같이주비용은차량시스템제작및인도에 76% 의비율이할당되고, 시스템설계비, 사업관리비, 인력훈련, 유지보수시스템을지원하는등부대비용비율이약 25% 정도로구성되는것을알수있다. 차량시스템전체구입비용중유형의취득자산과무형의경비를구분하면다음표 2 와같이구분해볼수있다. 총시스템도입비용 2 조 3 천억원중하드웨어비용이 88.8% 이약 1 조 8 천억원으로도입에수반되는제반활동비용은약 11.2%( 약 2,674 억원 ) 인것을알수있다 2.2.2 고속철도차량 (KTX) 유지보수비용요소분석고속철도차량의 2007년이후 2013년까지총유지보수비용을보면다음그림 4와같이연평균약 1,500억원이소요되었으며, 인건비 37.8%, 경비 12.4%, 부품수선비를포함하는자산관련경비 49.8% 로나타났다.
Fig 3. Cost structure of KTX maintenance (Korail KOVIS system) 인건비는고속철도관련유지보수업무를담당하는직접인건비와본사및지역본부, 정비단의업무를지원하는인력의인건비가포함된고정비로분류된다. 경비는지급수수료 41%, 비급여성복리후생비 37%, 기타경비 17% 와객차청소, 광고선전비, 시설관리수수료, 열차운영수수료등고속철도차량유지관리와시설장비유지관리업무를수행하는외주업무와홍보, 등의부대경비이며, 자산관련경비는운영에소요되는동력비, 감가상각비, 수도광열비, 수선유지비, 차량비등으로대부분은수선유지비 (81%) 로경상유지보수에소요되는부품의교환과수리에소요되는자재비와철도차량의감가상각비 (17%) 로구성되어있음을알수있다. 검수종별유지보수비용은연도별편성당평균약 16억원으로고장으로인한부품교체등임시검수에소요되는비용이 31% 로가장높으며, 일상적인차량의점검과수선으로 21% 를차지하고, 부품교환검수 16%, 전반검수 9%, 제한검수 8% 순으로나타났다 Fig 4. Cost structure of KTX operation (Korail KOVIS system) 2.2.3 KTX 차량의연도별장애통계 KTX차량의장애는지속적으로감소하고있으며, 다음과같이견인장치, 기계장치, 보조장치, 제어및안전장치, 공기제동, 차체, 차상컴퓨터순으로하부시스템의장애유형이발생한것으로조사되었다.
Table 2 KTX failure event record (2004-2015) 구분 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 KTX 산천 계 건수 81 50 50 28 27 23 25 28 28 24 14 고장률 0.304 0.126 0.121 0.065 0.062 0.052 0.058 0.064 0.063 0.052 0.031 건수 28 36 21 15 16 고장률 1.376 0.623 0.279 0.146 0.154 건수 81 50 50 28 27 23 53 64 49 39 30 고장률 0.103 0.129 0.094 0.069 0.054 3. 결론고속철도차량유지보수는영업운행서비스와승객의안전을보장하기위하여정상기능을항상관찰하여, 정상기능을저해하는요인을제거하는활동으로예방유지보수와사후유지보수모두인건비비율이높은것으로나타나기술인력의의존도가높은노동집약적업무로볼수있으며, 시설과자산관련경비중부품의교환과대체등수선유지비비율이높은것은차량의정상기능유지를위한팬터그래프집전판, 제동장치라이닝등소모품의교환과전기장치기능성부품의주기적인교환과개선등에소요되는재료비의주요영향요인인것으로분석되었다. 따라서, 운영및유지보수비용절감측면에서인력의전문화와정기적인예방및사후유지보수절차및기준의개선, 부품관리과학화등은총유지보수비용에직접적인영향을주는자원의적절한배분이얼마나중요한요소로작용할수있는지보여주는것이라고판단된다. 참고문헌 [1] SM. PARK (2012) A study on maintenance methods based on RCM system. Korea operations research and management science society fall conference [2] JE KIM (2008) A conceptual procedure of RAMS centered maintenance for railway system [3] YH. You (2013) A Study on Reliability Centered Rolling Stock Maintenance Methods, JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY FOR RAILWAY VOL.16, NO.3 pp183-188 [4] korail (2007~2013) Cost Evaluation results by korail s kovis system(internal document)