안전 평가에 자주 사용되는 13가지 방법

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안전 평가 방법은 매우 다양한데, 실제 운영 시 선택할 수 있도록 자주 사용되는 13가지 안전 평가 방법을 소개합니다. 　　1 안전 점검 방법(Safety Review, SR) 　안전 점검 방법은 최초의 안전 평가 방법이라고 할 수 있으며, 때로는 공정 안전 심사 또는 “설계 심사”, “손실 예방 심사”라고도 불립니다.이것은 건설 프로젝트의 어떤 단계에서든 사용될 수 있습니다.기존 장치(운영 중인 장치)를 평가할 때, 전통적인 안전 점검에는 순회 점검, 정기적인 일상 점검 또는 안전 점검이 주로 포함됩니다.(예를 들어, 공정이 아직 설계 단계에 있는 경우, 설계 팀은 일련의 도면을 검토할 수 있습니다.) 안전 점검 방법의 목적은 사고나 부상, 중대한 재산 피해를 유발하거나 공공 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있는 장비의 상태나 운영 절차를 파악하는 것입니다.일반적인 안전 점검 담당자는 주로 설비와 관련된 인원들을 포함하며, 즉 조작원, 점검원, 엔지니어, 관리자, 안전요원 등이 있습니다. 구체적인 인원 구성은 공장의 조직 구조에 따라 달라집니다. 　　안전 점검의 목적은 전체 장치의 안전한 운영 수준을 높이는 것이지, 정상적인 운영을 방해하거나 발견된 문제에 대해 처벌하는 것이 아닙니다.안전 점검을 마친 후, 평가 담당자는 개선이 시급한 부분에 대해 구체적인 조치와 제안을 제시해야 한다. 　　2. 안전점검표 방법(Safety Checklist Analysis, SCA)
공정이나 시스템 내에 있는 다양한 장비, 물자, 작업물, 운영 방식, 관리 및 조직적 조치들 속에 숨어 있는 위험하거나 유해한 요소들을 찾아내기 위해, 먼저 점검 대상을 세분화합니다. 즉, 큰 시스템을 여러 개의 작은 하위 시스템으로 나누고, 질문이나 점수 부여의 형태를 통해 점검 항목들을 하나씩 확인함으로써 누락을 방지합니다. 이러한 표를 안전점검표라고 합니다. 　　3 위험 지수 방법(Risk Rank, RR) 위험 지수 방법은 평가 방법의 한 종류입니다.평가 담당자가 여러 공정의 현황 및 운영 상의 고유한 특성들(작업 현장의 위험도, 사고 발생 확률, 사고의 심각도를 기준으로 각 작업 현장의 위험성을 판단)을 비교 계산함으로써, 해당 공정의 위험도를 파악합니다. 그리고 이러한 평가 결과를 바탕으로, 추가적으로 평가해야 할 대상을 결정합니다. 　　위험 지수 평가는 공학 프로젝트의 각 단계(타당성 조사, 설계, 운영 등)에 적용될 수 있으며, 상세한 설계안이 완성되기 전이나 기존 설비의 위험 분석 계획이 수립되기 전에도 활용될 수 있다.물론 이는 운용 중인 장비에도 사용될 수 있으며, 공정 및 작업의 위험성을 파악하는 근거로 활용될 수 있습니다. 　　현재 여러 가지 위험 등급 평가 방법이 널리 사용되고 있습니다. 　　이 방법은 사용하기에 복잡할 수도 있고 간단할 수도 있으며, 형태가 다양합니다. 정성적 분석뿐만 아니라 정량적 분석도 가능합니다.예를 들어, 평가자는 작업 현장의 위험도, 사고 발생 가능성, 사고의 심각성 등을 정성적으로 평가하여 현장을 간단하게 분류할 수 있습니다. 또는 좀 더 복잡한 방식으로는 공정의 특성에 일정한 수치를 부여하여 수치화된 분류 척도를 만들 수도 있습니다. 일반적으로 사용되는 평가 방법으로는 다음과 같은 것들이 있습니다: ①위험도 평가; ②화학물질 화재 및 폭발 위험 지수법; ③몬드법; ④화학공장의 위험 등급 지수법; ⑤기타 위험 등급 평가법들입니다. 　　4 사전 위험 분석 방법(Preliminary Hazard Analysis, PHA)　사전 위험 분석 방법은 미국의 군용 표준 안전 계획 요구 사항에서 비롯된 방법입니다.주로 위험물질과 장치의 주요 구역 등을 분석하는 데 사용되며, 설계, 시공 및 생산 전 단계에서 먼저 시스템 내에 존재하는 위험성의 유형, 발생 조건, 사고를 초래하는 결과 등을 분석합니다. 이는 시스템 내의 잠재적 위험을 파악하고 그 위험 등급을 결정하여, 위험이 사고로 발전하는 것을 방지하기 위함입니다. 　　사전 위험 분석은 다음 4가지 목적을 달성할 수 있습니다: ① 시스템과 관련된 주요 위험 요소들을 파악하는 것; ② 위험이 발생하는 원인을 규명하는 것; ③ 사고가 발생했을 때 인원과 시스템에 미치는 영향을 예측하는 것; ④ 위험의 정도를 판단하고, 그 위험성을 제거하거나 통제하기 위한 대책을 마련하는 것. 　　사전 위험 분석 방법은 잠재적 위험에 대한 정보가 부족하거나 경험만으로는 파악할 수 없는 공정 프로젝트의 초기 단계에서 일반적으로 사용됩니다.일반적으로 초기 설계나 공정 장치의 R&D(연구개발)에 사용되며, 거대한 기존 장치를 분석하거나 환경상 보다 체계적인 방법을 사용할 수 없을 때 PHA법이 우선적으로 고려됩니다. 　　5 고장 가정 분석 방법(What…If, W1) 고장 가정 분석 방법은 시스템의 공정이나 운영 과정에 대해 창의적으로 분석하는 방법입니다.이 방법을 사용하는 사람은 공정에 능숙해야 하며, 질문(장애 가정)을 통해 잠재적인 사고 위험 요소들을 발견해야 한다(실제로는 가상 시스템에서 심각한 사고가 발생했을 때, 그 사고를 초래할 수 있는 잠재적 요인들을 찾아내어, 최악의 상황에서 그러한 사고가 일어날 가능성을 파악하는 것이다). 　　다른 방법들과 달리, 평가자는 기본 개념을 이해하고 이를 구체적인 문제에 적용할 수 있어야 합니다. 고장 가정 분석 방법 및 그 응용에 관한 자료는 매우 부족하지만, 이 방법은 프로젝트 개발의 모든 단계에서 자주 활용될 수 있습니다. 　　장애 가정 분석 방법은 일반적으로 평가자가 “What…if”로 시작하여 관련 문제를 고려하도록 요구합니다.공정 안전과 관련된 모든 문제는, 그와 그다지 관련이 없더라도 제기하여 논의할 수 있습니다.예를 들어:
· 제공된 원료가 잘못된 경우, 어떻게 처리해야 할까?
· 펌프가 작동 중에 멈추는 경우, 어떻게 해야 할까?
· 작업자가 밸브 A 대신 밸브 B를 열었을 경우, 어떻게 해야 할까?
일반적으로 모든 문제들을 기록한 다음, 전기 안전, 화재 예방, 인원 안전 등과 같은 범주별로 분류하여 각각 논의합니다.운영 중인 현업 장치의 경우, 운영 직원과 대화를 나누면서 제기되는 문제들은 단순히 장비의 고장이나 공정 파라미터의 변화뿐만 아니라, 장치와 관련된 모든 비정상적인 생산 조건도 고려해야 합니다. 　　6 고장 가정 분석/체크리스트 분석 방법(What…If/Checklist Analysis, W1/CA) 고장 가정 분석 방법/체크리스트 분석 방법은 창의적인 가정 분석 방법과 안전 체크리스트 분석 방법을 결합한 것으로, 각각 단독으로 사용할 때의 부족한 점을 보완해 줍니다. 　　예를 들어, 안전점검표 분석 방법은 경험에 기반을 둔 방법으로, 이를 활용해 안전성을 평가할 때 성공 여부는 상당 부분 점검표를 작성하는 사람의 경험 수준에 달려 있습니다.점검표가 불완전하게 작성되면, 평가 담당자는 위험 상황을 효과적으로 분석하기 어렵습니다.한편, 고장 가정 분석 방법은 평가자들이 잠재적인 사고와 그 결과에 대해 생각하도록 유도합니다. 이는 체크리스트를 작성할 때 발생할 수 있는 경험 부족을 보완해 줍니다. 반면, 체크리스트는 고장 가정 분석 방법을 더욱 체계화시켜 줍니다. 　　장애 가정 분석/체크리스트 분석 방법은 공정 프로젝트의 어떤 단계에서든 활용될 수 있습니다. 　　다른 대부분의 평가 방법과 마찬가지로, 이 방법도 풍부한 공정 경험을 가진 인력이 수행해야 하며, 공정에서 발생할 수 있는 가장 흔한 위험들을 분석하는 데 자주 사용됩니다.비록 이 방법을 모든 수준의 사고 위험을 평가하는 데에도 사용할 수 있지만, 고장 가정 분석/체크리스트 분석은 일반적으로 공정의 위험성을 초기 단계에서 파악하는 데 주로 사용되며, 그 후에는 다른 방법들을 통해 보다 상세한 평가를 진행할 수 있다. 　　7 위험 및 운용성 평가(Hazard and Operability Study, HAZOP)　HAZOP는 정성적인 안전 평가 방법으로, 기본적으로 유도어를 활용하여 공정 상태의 변화(즉, 편차)를 파악한 다음, 그 편차의 원인과 결과, 그리고 취해질 수 있는 대책들을 분석합니다. 　　위험성 및 운용성 연구 기법은, 서로 다른 배경을 가진 전문가들이 함께 일할 때 창의성, 체계성, 스타일 측면에서 서로에게 영감을 주고 받으며, 더 많은 문제를 발견하고 식별할 수 있어, 각자 따로 일하여 결과를 제출하는 것보다 훨씬 효과적이라는 원리에 기반을 두고 있다.위험성 및 운용성 평가 기술은 처음에는 새로운 설계나 공정을 평가하기 위해 개발되었지만, 이 기술은 전체 엔지니어링 및 시스템 프로젝트의 수명 주기에 있는 모든 단계에서도 활용될 수 있습니다. 　　위험성 및 운용성 분석의 본질은, 일련의 회의를 통해 공정 흐름도와 작업 절차를 분석하는 것입니다. 여기서 다양한 전문가들이 정해진 방법에 따라 설계된 조건에서 벗어난 공정 상황에 대한 위험성과 운용성을 평가합니다. 이러한 위험성 및 운용성 분석 작업을 여러 분야의 전문가들로 구성된 팀이 수행해야 한다는 것을 가장 먼저 제안한 곳은 영국의 엠파이어 케미컬 인더스트리즈(ICI)였습니다.이러한 점을 고려할 때, 비록 특정 개인이 단독으로 위험성 및 운용성 분석 방법을 사용할 수는 있지만, 이를 결코 위험성 및 운용성 분석이라고 할 수는 없다.따라서, 위험 및 운용성 분석 기법이 다른 안전 평가 방법들과 확연히 다른 점은, 다른 방법들은 혼자서도 수행할 수 있지만, 위험 및 운용성 분석은 여러 분야의 전문적이고 숙련된 인력들로 구성된 팀이 함께 수행해야 한다는 것입니다. 　　8 고장 유형 및 영향 분석(Failure Mode Effects Analysis, FMEA)
고장 유형 및 영향 분석(FMEA)은 시스템 안전 공학의 한 방법입니다. 이 방법은 시스템을 서브시스템, 장비, 부품 등으로 나누고, 실제 필요에 따라 시스템을 세분화한 다음, 각 부분에서 발생할 수 있는 고장 유형과 그로 인한 영향을 분석합니다. 이를 통해 적절한 대책을 마련하여 시스템의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 　　(1) 고장.부품, 서브시스템, 시스템이 작동할 때 설계에서 정한 요구사항을 충족하지 못해, 정해진 작업을 수행하지 못하거나 제대로 수행하지 못한다. 　　(2) 고장 유형.시스템, 서브시스템 또는 부품에서 발생하는 각각의 고장 형태를 고장 유형이라고 합니다.예를 들어, 밸브에 문제가 생기면 내부 누수, 외부 누수, 열리지 않음, 닫히지 않음 등 4가지의 고장 유형이 있을 수 있습니다. 　　(3) 고장 등급.장애 유형에 따라 시스템 또는 서브시스템에 미치는 영향의 정도를 기준으로 나누는 등급을 장애 등급이라고 합니다. 　　하나의 시스템이나 장치에 미치는 영향 요인들을 나타내는 장비의 모든 고장 유형들을 열거합니다. 이러한 고장 패턴들은 장비의 고장 상태를 설명해줍니다(작동 중, 비작동 중, 누수 등). 고장 유형이 미치는 영향은 해당 고장이 장비에 미치는 전반적인 영향에 따라 결정됩니다.FMEA는 사고를 직접 유발하거나 사고에 중대한 영향을 미치는 단일 고장 모드를 식별할 수 있다.FMEA에서는 인적 요인을 직접적으로 결정하지 않지만, 인간의 실수로 인한 영향은 일반적으로 장비 고장 모드로 표현됩니다.하나의 FMEA만으로는 사고를 유발하는 다양한 장비 고장 조합을 효과적으로 식별할 수 없다. 　　9 결함 트리 분석(Fault Tree Analysis, FTA)　결함 트리(Fault Tree)는 사고의 인과관계를 나타내는 방향성을 가진 “트리” 형태의 도구로, 안전 시스템 공학에서 중요한 분석 방법 중 하나입니다.이는 다양한 시스템의 위험성을 식별하고 평가할 수 있으며, 정성적 분석은 물론 정량적 분석에도 활용될 수 있다.간결하고 시각적인 특징을 가지며, 시스템 공학적 방법을 활용해 안전 문제를 연구하는 데 있어서의 체계성, 정확성, 예측 가능성을 반영한다.FTA는 안전 분석 평가와 사고 예측을 위한 선진적인 과학적 방법으로서, 국내외에서 그 효용성이 인정받아 널리 활용되고 있습니다. 　　1960년대 초, 미국의 벨 전화 연구소는 민병대식 미사일 발사 제어 시스템의 안전성 문제를 연구하기 위해 장애 트리에 대한 연구를 시작했습니다. 이러한 노력은 미사일 시스템에서 발생할 수 있는 우발적인 사건들을 예측하는 데 기여했습니다.이에 따라 보잉사의 연구진들은 FTA 방법을 더욱 발전시켜 항공우주 산업 분야에 적용하게 되었습니다.1960년대 중반, FTA는 항공우주 산업에서 원자력 산업을 중심으로 하는 다른 산업 분야로 확장되었습니다.1974년 미국 원자력위원회는 원자력발전소의 재해적 위험성을 평가한 보고서인 ‘라슨 보고서’를 발표했습니다. 이 보고서에서는 FTA가 효과적으로 활용되었으며, 이로 인해 전 세계적으로 큰 관심이 쏠렸습니다. 현재 이 방법은 여러 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 　　FTA는 사고의 직접적인 원인을 분석할 뿐만 아니라, 사고의 잠재적인 원인까지도 깊이 있게 파악해줍니다. 따라서 공학적 또는 장비 설계 단계에서, 혹은 사고 조사나 새로운 운영 방법을 마련할 때에도 FTA를 활용하여 그 안전성을 평가할 수 있습니다.일본 노동성은 FTA 방법을 적극적으로 홍보하고, 안전 담당자들에게 이 방법의 사용을 익히도록 요구하고 있다. 　　1978년부터 우리나라는 FTA에 대한 연구와 활용 작업을 시작했습니다.실제로 FTA는 우리나라의 국정에 적합하며, 우리나라에서 널리 도입되어 사용되어야 합니다. 　　10 이벤트 트리 분석(Event Tree Analysis, ETA) 이벤트 트리 분석은 일반적인 장비의 고장이나 공정의 변동(초기 사건이라고 함)이 사고를 유발할 가능성을 분석하는 데 사용됩니다. 　　사고는 전형적인 장비 고장이나 공정 이상(초기 사건이라 함)이 원인이 되어 발생하는 결과입니다.장애 트리 분석과는 달리, 사건 트리 분석은 연역법이 아닌 귀납법을 사용합니다. 사건 트리는 사고의 결과를 체계적으로 기록할 수 있는 방법을 제공하며, 사고의 결과를 초래한 사건들과 초기 사건 간의 관계를 파악할 수 있도록 해줍니다. 　　이벤트 트리 분석은 서로 다른 결과를 초래하는 초기 이벤트들을 분석하는 데 적합합니다.사건 트리는 사고가 발생할 수 있는 초기 원인과, 그 초기 사건이 사고의 결과에 미치는 영향을 강조합니다. 사건 트리의 각 분기는 하나의 독립적인 사고 시퀀스를 나타내며, 하나의 초기 사건에 대해 각각의 독립적인 사고 시퀀스는 안전 기능들 간의 관계를 명확하게 보여줍니다. 　11 인적 신뢰성 분석(Human Reliability Analysis, HRA) 　인적 신뢰성은 인간-기계 시스템의 성공에 필수적인 요소이며, 사람의 행동은 많은 요인의 영향을 받습니다.이러한 “성과에 영향을 미치는 요소들”(Performance Shopping Factors PSFs)은 긴장, 감정, 교육 수준, 경험과 같은 사람의 내적 특성일 수도 있고, 작업 환경, 주변 상황, 감독자의 행동, 작업 절차, 하드웨어 인터페이스와 같은 외적 요인일 수도 있습니다.인간의 행동에 영향을 미치는 PSF는 셀 수 없이 많다.일부 PSF는 제어할 수 없지만, 많은 PSF는 제어가 가능하며, 특정 과정이나 작업의 성공 여부에 뚜렷한 영향을 미칠 수 있다. 　　예를 들어, 평가 담당자는 인적 오류를 고장 트리에 포함시킬 수 있습니다. “만약…라면 어떻게 할 것인가?”와 같은 체크리스트 분석을 통해 이러한 상황을 고려할 수 있는데, 즉 비정상적인 상황에서 작업자가 닫혀 있어야 할 밸브를 열어버릴 수도 있다는 것입니다.전형적인 위험 및 운용성 연구(HAZOP)에서는 일반적으로 작업자의 실수도 공정 이상(편차)의 원인으로 고려합니다.이러한 안전 평가 기술들은 흔히 발생하는 인적 오류를 찾는 데 사용될 수 있지만, 여전히 사고를 유발하는 하드웨어 측면에 주로 집중됩니다.공정 과정에서 수작업이 많이 이루어지거나, 인간과 기계의 인터페이스가 복잡하여 표준적인 안전 평가 기법으로 인적 오류를 평가하기 어려울 때는, 이러한 인적 요소들을 평가하기 위한 특별한 방법이 필요합니다. 　　인적 요소는 기계의 설계, 조작, 작업 환경 및 이들이 인간의 능력, 한계, 요구와 어떻게 조화를 이루는지를 연구하는 학문입니다.인적요소 전문가들이 업무 상황을 평가하는 데 사용할 수 있는 다양한 방법들이 있습니다.흔히 사용되는 방법 중 하나가 “작업 안전 분석”(Job Safety Analysis, JSA)이라고 불리는 것인데, 이 방법의 중점은 작업자의 개인적 안전에 있습니다.JSA는 좋은 출발점이지만, 공정 안전 분석 측면에서는 인원 신뢰성 분석 방법이 더 유용하다.인력 신뢰성 분석 기술은 PSF를 식별하고 개선하는 데 사용될 수 있어, 인적 오류의 가능성을 줄일 수 있다.이 기술은 시스템, 공정 프로세스 및 작업자의 특성을 분석하여 오류의 근원을 파악합니다. 　　전체 시스템의 분석과 결합하지 않고 HRA 기술만 단독으로 사용할 경우, 사람의 행동을 지나치게 강조하면서 장비의 특성이 미치는 영향을 간과하는 것으로 보입니다.만약 위의 시스템이 인적 오류로 인해 사고가 쉽게 발생하는 것으로 알려진 시스템이라면, 이런 방식은 적절하지 않습니다.따라서 대부분의 경우, HRA 방법을 다른 안전 평가 방법들과 함께 사용하는 것이 권장됩니다.일반적으로 HRA 기술은 HAZOP, FMEA, FTA와 같은 다른 평가 기법들 이후에 사용되어, 구체적이고 심각한 결과를 초래할 수 있는 인적 오류를 파악하는 데 활용됩니다. 　　12 작업 조건의 위험성 평가법(Job Risk Analysis, LEC) 미국의 K·J·그레이엄(Keneth.J.Graham)과 G·F·키니(Gilbert.F.Kinney)는 잠재적인 위험이 존재하는 환경에서 작업할 때의 위험성을 연구했습니다. 그들은 평가 대상이 되는 환경과 참고용으로 사용되는 다른 환경들을 비교하는 방식을 바탕으로, 작업 조건의 위험성을 종속변수(D)로 하고, 사고나 위험한 사건이 발생할 가능성(L), 위험한 환경에 노출되는 빈도(P), 그리고 위험의 심각도(C)를 독립변수로 삼아 이들 간의 함수 관계를 도출해냈습니다.실제 경험에 근거하여, 그들은 3개의 독립변수에 대한 다양한 상황별 점수를 제시했습니다. 평가 대상에 따라 상황에 맞게 ‘점수를 부여’한 뒤, 공식을 이용해 위험도 점수를 계산합니다. 그런 다음, 경험에 따라 정해진 위험도 등급표나 그래프를 참조하여 해당 대상의 위험도를 파악하는 것입니다.이것은 작업 환경의 위험성을 평가하는 간단하고 실용적인 방법입니다. 　　13 정량적 위험 평가법(Quantity Risk Analysis, QRA)
위험을 식별하는 데 있어서는 정성적 및 반정량적 평가가 매우 유용하지만, 이러한 방법들은 단지 정성적인 정보에 불과하여 충분한 정량적 데이터를 제공해주지 못합니다. 특히 복잡하고 여러 가지 위험이 존재하는 산업 공정의 경우, 의사결정을 내리기 위한 충분한 정보를 제공할 수 없습니다. 이러한 상황에서는 완전한 정량적 계산과 평가가 필요합니다.정량적 위험 평가는 위험의 크기를 완전히 수치화할 수 있으며, 위험은 사고 발생 빈도와 사고의 결과의 곱으로 표현될 수 있다.QRA는 이 두 측면 모두를 평가하고, 소유주, 투자자, **관리자들이 유리한 정량적 의사결정을 내릴 수 있도록 충분한 정보를 제공합니다. 　　사고 결과의 시뮬레이션 분석과 관련하여 국내외에는 많은 연구 성과가 있으며, 미국, 영국, 독일과 같은 선진국들은 1980년대 초부터 Burro, Coyote, Thorney Island를 대표로 하는 일련의 대규모 현장 유출 확산 실험을 완료했습니다.90년대에 이르러서는 독성 물질의 유출 확산에 대한 현장 실험 연구가 진행되었다.지금까지 DEGADIS, ALOHA, SLAB, TRACE, ARCHIE와 같은 유명한 모델을 비롯하여 수백 가지의 사고 결과 모델이 만들어졌습니다.사고 모델을 기반으로 한 실제 응용도 발전해 왔는데, 예를 들어 DNV사의 SAFETY II 소프트웨어는 다양한 사고 모델을 포함한 다기능적인 정량적 위험 분석 및 위험 평가 소프트웨어 패키지로, 공장의 입지 선정, 지역 및 토지 이용 결정, 운송 방안 선택, 최적화 설계, 그리고 수용 가능한 안전 기준 제시에 활용될 수 있다.Shell Global Solution사가 제공하는 Shell FRED, Shell SCOPE, Shell Shepherd라는 세 가지 시리즈의 시뮬레이션 소프트웨어는 누출, 화재, 폭발, 확산 등과 관련된 위험 요소를 평가하는 데 사용됩니다.이러한 소프트웨어들은 대량의 실험을 바탕으로 도출된 수학적 모델이므로 매우 높은 신뢰도를 가집니다.평가 결과는 숫자나 그래프를 통해 사고의 영향 범위와 개인 및 사회가 감수하는 위험을 나타냅니다.위험의 심각도에 따라 발생할 수 있는 사고를 등급별로 분류함으로써, 위험을 줄이기 위한 조치를 마련하는 데 도움이 됩니다.