공장 설비보전비 계산 방법, MTBF·MTTR·예방보전 비용·고장 수리비 총정리

공장 설비가 한 달에 네 번 고장 나고, 고장 한 번에 평균 세 시간씩 멈춘다면 얼마나 손해가 발생할까요?

월간 설비 정지시간은 12시간입니다. 설비가 멈출 때 시간당 생산손실이 20만원이라면 정지손실은 240만원입니다.

여기에 고장수리비 130만원까지 발생했다면 고장과 관련된 월간 경제적 부담은 370만원입니다.

그런데 정기점검과 부품교체를 통해 고장 횟수와 복구시간을 줄인다면 이러한 비용도 감소시킬 수 있습니다.

이번 글에서는 공장 설비보전비 계산 방법부터 MTBF·MTTR 공식, 설비 정지손실, 예방보전 투자효과, 설비관리 엑셀 계산식까지 실제 제조업 사례로 설명하겠습니다.

1. 공장 설비보전비 계산 방법과 비용 구성

설비보전비는 생산설비를 정상적으로 유지하기 위해 사용하는 점검비, 부품교체비, 고장수리비, 외부 유지보수비 등을 의미합니다.

설비보전비를 관리할 때는 고장 예방에 사용하는 비용과 고장 발생 후 복구에 사용하는 비용을 구분하는 것이 좋습니다.

구분	주요 비용
예방보전비	정기점검·윤활·예방 부품교체
고장대응비	고장 부품·수리 작업·긴급 출동
정지손실	생산중단으로 발생한 경제적 손실

정지손실은 실제 지출하는 설비보전비와 구분해 관리하는 항목입니다.

월간 설비보전비 계산 사례

금속가공 공장의 월간 비용을 가정하겠습니다.

비용 항목	월간 금액
정기점검비	40만원
예방 부품교체비	30만원
고장수리 부품비	60만원
외부 수리업체 비용	50만원
긴급대응비	20만원
합계	200만원

예방보전비는 70만원, 고장대응비는 130만원입니다.

월간 설비보전비 = 70만원 + 130만원 = 200만원

같은 비용이 12개월 동안 발생한다면 연간 설비보전비는 2,400만원입니다.

이처럼 비용을 구분하면 고장을 예방하기 위해 얼마를 사용했고, 실제 고장 복구에 얼마가 지출됐는지 파악할 수 있습니다.

2. 설비 고장수리비와 정지손실은 어떻게 계산할까?

설비 고장으로 발생하는 경제적 부담은 직접 고장대응비와 생산중단에 따른 손실을 합산해 계산할 수 있습니다.

고장 관련 총경제적 비용 = 직접 고장대응비 + 정지손실

정지손실 = 고장으로 발생한 손실시간 × 시간당 정지손실

다음과 같은 월간 고장실적을 가정하겠습니다.

항목	수치
월간 고장 횟수	4회
평균 고장 정지시간	3시간
총 정지시간	12시간
시간당 정지손실	20만원
월간 정지손실	240만원

4회 × 3시간 = 12시간

12시간 × 20만원 = 240만원

직접 고장대응비가 130만원이라면 다음과 같습니다.

130만원 + 240만원 = 370만원

고장 관련 월간 총경제적 비용은 370만원입니다.

시간당 정지손실은 어떻게 정할까?

시간당 정지손실은 설비가 멈춘 시간에 실제로 잃는 경제적 가치를 기준으로 계산합니다.

예를 들어 설비가 정상적으로 가동되면 시간당 제품 100개를 생산하고, 제품 1개당 공헌이익이 2,000원이라고 가정하겠습니다.

100개 × 2,000원 = 20만원

고장으로 생산하지 못한 물량을 이후에도 회복하지 못하고 판매 기회까지 잃는다면 시간당 공헌이익 손실은 20만원입니다.

반면 잔업이나 대체설비를 통해 부족한 생산량을 모두 회복했다면 잃어버린 공헌이익 대신 실제로 추가 발생한 잔업비, 외주비, 긴급운송비 등을 중심으로 계산하는 것이 적절합니다.

같은 손실을 공헌이익 감소액과 추가비용 양쪽에 중복 반영하지 않는 것이 중요합니다.

3. MTBF와 MTTR 계산 방법, 고장 빈도와 복구시간 분석

설비보전 성과를 관리할 때 대표적으로 사용하는 지표가 MTBF와 MTTR입니다.

두 지표는 목적이 서로 다릅니다.

MTBF는 고장 사이의 평균 정상 운전시간을 나타내고, MTTR은 고장 한 건을 수리하고 복구하는 데 걸린 평균 시간을 나타냅니다.

MTBF 계산 공식

MTBF = 총 정상 운전시간 ÷ 고장 횟수

한 달 동안 CNC 설비의 정상 운전시간이 240시간이고 고장이 4회 발생했다고 가정하겠습니다.

240시간 ÷ 4회 = 60시간

MTBF는 60시간입니다.

이는 관측기간 동안 고장 한 건당 평균 60시간의 정상 운전시간이 기록됐다는 의미입니다.

MTTR 계산 공식

MTTR = 총 수리·복구시간 ÷ 고장 횟수

같은 설비의 월간 총 복구시간이 12시간이라면 다음과 같습니다.

12시간 ÷ 4회 = 3시간

MTTR은 3시간입니다.

관리 지표	계산 결과	의미
정상 운전시간	240시간	고장 없이 운전한 시간
고장 횟수	4회	월간 고장 발생 건수
총 복구시간	12시간	고장으로 수리·복구한 시간
MTBF	60시간	고장 1건당 평균 정상 운전시간
MTTR	3시간	고장 1건당 평균 복구시간

MTBF와 MTTR을 어떻게 개선할까?

MTBF를 높이려면 반복 고장의 원인을 제거하고 예방점검, 윤활관리, 주요 부품의 상태점검 등을 강화할 수 있습니다.

MTTR을 줄이려면 예비부품 확보, 표준 수리절차 작성, 고장 원인별 대응방법 정리, 정비인력 교육 등이 도움이 됩니다.

예를 들어 월간 고장 횟수는 4회로 같지만 MTTR이 3시간에서 2시간으로 줄어들면 총 복구시간은 12시간에서 8시간으로 감소합니다.

정지시간이 4시간 줄어드는 것입니다.

시간당 정지손실이 20만원이라면 월간 경제적 손실을 최대 80만원 줄일 수 있는 사례입니다.

4. 예방보전 투자효과 계산, 정기점검 비용을 늘리면 이익일까?

예방보전은 설비가 고장 나기 전에 정기점검과 부품교체를 수행해 고장 발생 가능성을 줄이는 활동입니다.

예방보전의 경제성은 추가 투자비와 감소한 고장비용을 비교해 평가할 수 있습니다.

예방보전 도입 전후의 월간 비용을 가정하겠습니다.

비용 항목	개선 전	개선 후
예방보전비	70만원	120만원
직접 고장대응비	130만원	60만원
정지손실	240만원	100만원
총경제적 비용	440만원	280만원

개선 전 총경제적 비용은 440만원입니다.

개선 후에는 280만원으로 감소했습니다.

월간 순절감액 = 440만원 – 280만원 = 160만원

연간 동일한 절감 효과가 유지된다면 다음과 같습니다.

160만원 × 12개월 = 1,920만원

추가 예방보전비 대비 순편익

예방보전비는 70만원에서 120만원으로 증가했으므로 추가 투자액은 월 50만원입니다.

반면 고장대응비는 70만원, 정지손실은 140만원 감소했습니다.

총편익 = 70만원 + 140만원 = 210만원

순편익 = 210만원 – 50만원 = 160만원

추가 예방보전비 대비 순편익 비율은 다음과 같습니다.

160만원 ÷ 50만원 × 100 = 320%

이 사례에서는 예방보전에 월 50만원을 추가 투입해 월 160만원의 순경제적 효과가 발생한 것으로 계산됩니다.

실제 효과를 평가할 때는 생산량, 설비 운전시간, 제품 종류 등의 차이를 함께 고려해야 합니다. 고장 횟수가 줄어든 이유가 예방보전 때문인지 판단하려면 충분한 기간의 실적을 비교하는 것이 좋습니다.

5. 설비보전비를 줄이기 위한 현장 관리 방법

설비보전비를 효율적으로 관리하려면 모든 설비를 같은 기준으로 관리하기보다 생산중단 영향이 큰 설비부터 우선순위를 정하는 것이 좋습니다.

생산중단 영향이 큰 설비부터 관리

공정 전체에 영향을 주는 핵심 설비는 고장 발생 시 손실이 커질 수 있습니다.

예를 들어 공용 압축기나 핵심 CNC 설비가 멈추면 여러 생산공정이 동시에 중단될 수 있습니다.

따라서 설비별 정지시간과 고장대응비, 정지손실을 계산해 관리 우선순위를 정하는 것이 효과적입니다.

반복 고장 부품 관리

같은 베어링이나 센서, 벨트가 반복적으로 고장 난다면 교체 주기와 사용환경을 점검할 수 있습니다.

고장 빈도가 높고 조달기간이 긴 부품은 예비품을 확보하면 MTTR을 줄이는 데 도움이 됩니다.

예비품을 결정할 때는 부품 가격, 조달기간, 고장 빈도, 시간당 정지손실을 함께 고려하는 것이 좋습니다.

설비별 예방보전 계획 수립

설비의 사용시간과 고장 이력에 따라 점검주기를 설정합니다.

점검을 실시한 날짜, 교체 부품, 작업시간, 지출금액을 기록하면 예방보전비와 고장대응비의 변화를 비교할 수 있습니다.

특히 최근 3개월 동안 고장비용이 집중된 설비를 우선 관리하면 개선 활동의 효과를 확인하기 쉽습니다.

6. 설비관리 엑셀, MTBF·MTTR·설비보전비 자동 계산

중소 제조업체에서는 엑셀을 활용해 설비별 고장 횟수와 복구시간, 수리비를 관리할 수 있습니다.

한 행에 한 설비의 월간 실적을 입력하는 방식입니다.

설비관리 엑셀 입력표

열	입력 항목	예시
A	설비명	CNC 1호기
B	정상 운전시간	240
C	고장 횟수	4
D	총 복구시간	12
E	예방보전비	700000
F	직접 고장대응비	1300000
G	시간당 정지손실	200000
H	MTBF	자동
I	MTTR	자동
J	정지손실	자동
K	총경제적 비용	자동

MTBF 계산식(H2)

=IF(C2=0,"고장 없음",B2/C2)

고장 횟수가 0인 경우에는 계산값을 0시간으로 표시하는 대신 ‘고장 없음’으로 구분합니다.

MTTR 계산식(I2)

=IF(C2=0,"고장 없음",D2/C2)

정지손실 계산식(J2)

=D2*G2

이 공식은 총 복구시간이 모두 생산손실로 이어진다는 가정에서 사용하는 간편 계산식입니다.

총경제적 비용 계산식(K2)

=SUM(E2:F2)+J2

위 사례에서는 다음 결과가 계산됩니다.

계산 항목	결과
MTBF	60시간
MTTR	3시간
정지손실	240만원
총경제적 비용	440만원

엑셀에 월별 데이터를 누적하면 설비별 고장 빈도와 복구시간의 변화, 예방보전비 대비 고장비용 감소 효과를 함께 관리할 수 있습니다.

마무리

공장 설비보전비는 수리비만 줄이는 것보다 고장 횟수와 복구시간을 함께 관리하는 것이 중요합니다.

MTBF와 MTTR을 통해 설비의 고장 특성을 파악하고, 예방보전비와 정지손실을 구분해 계산하면 유지보수 투자의 경제성을 평가할 수 있습니다.

주요 설비부터 고장 이력과 비용을 기록하는 것이 설비보전 관리의 출발점입니다.