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우석 구
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1 Journal of the Korean Society of Safety, Vol. 28, No. 4, pp , August 2013 by The Korean Society of Safety (pissn ) All right reserved. FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 김호민 우인성 * 인천대학교대학원 * 인천대학교안전공학과 ( 접수 / 채택 ) A Study of Methods on Risk Assessment for Plant Construction using FMEA(Failure Mode and Effect Analysis) Ho Min Kim In Sung Woo * Graduate School, University of Incheon * Department of Safety Engineering, University of Incheon (Received February 6, 2013 / Accepted July 25, 2013) Abstract : To meet increased demand and lead to execution of successful overseas's plant construction, A prompt System is urgently needed to carries prevention and control of hazards associated with work related tasks and activities. This study is aimed to develop efficient and reliable program to identify control measures for high risk activities by choosing and conducting proper risk assessment methodology that addresses Risk Priority Number(RPN) of adverse effects. Key Words : FMEA, risk assessment, evaluation criteria 1. 서론 1.1. 연구배경및목적플랜트건설산업은정유설비, 가스플랜트, 석유화학설비등거대한자본재를건설하는산업이다. 최근에는단순히기계를설치하는것뿐만아니라프로젝트의사업성을검토하고, 금융을주선하며, 수주, 설계, 구매, 시공은물론사후운영을위한기술적인책임까지포괄하는것으로컨설팅등서비스, 제조기술, 복합금융등을융합한부가가치가높은지식집약형산업으로서제조업과서비스업의성격을동시에갖고있는융합산업이다. 플랜트건설의경우 EPC 발주방식이일반화되어있고, 일반건설과달리기술경쟁력과기자재구입비용이궁극적인경쟁지배요소가되고있으며, 대금지급이주로장기간연불방식이기때문에수출금융문제가발생할수있어프로젝트관리및통합관리가사업의손익과성패를좌우하는산업이다. 특히화공플랜트는다수의생산요소를결합, 패키지화한형태로제공되는것이일반적이다. 계약자가단순시공만을담당하는것이아니라설계및엔지니어링, 기자재, 장비등의하드웨어설치, 건설시공을일괄제공하는방식으로사업수행이이루어지는복합산업이다. 기업의해외플랜트수주액은국제유가가상승하기시작한 2004년이후급격한상승세를보이고있다. 특히최근국내건설사들에게있어플랜트부문은대규모프로젝트신규수주및영업이익등주택경기의침체에따른건설업의위기를극복할수있는돌파구역할로서그위상을더해가고있다. 상기와같이지속적증가추세에있는플랜트공사를 안전하게건설하기위해서사전에발생가능한위험요인을작업공종별로도출하고, 여기에개선대책을수립할수있는시스템이절실히요구되고있는실정이다. 또한, 사전위험성평가를통하여문제점과해결책을제시하고, 기초공사에서마감공사에이르기까지가장안전한공정수행과안전한작업방법을제시함으로써재해를사전에예방할수있는위험성관리시스템개발의필요성이대두되고있다. 본연구는플랜트공사에있어중점적으로관리해야할위험요인도출하기위하여, 현장안전활동에적합한위험성평가기법을선정하고그에따른단위작업별위험성평가를통해위험의우선순위항목을도출하는방법으로보다효율적이고신뢰성있는안전관리방안을제시하고자한다 연구방법본연구에서는이론적고찰을통해작업전체계적인사전위험성관리체계를구축하기위한방법및절차를연구하였다. 기존이론적고찰을통해위험성평가목적및종류등을살펴보았고, 국내및해외의위험성평가사례분석을통해문제점및개선방안을도출하였다. 이를기반으로고장형태와영향분석기법 (FMEA : Failure Mode and Effect Analysis) 을활용하여플랜트건설공사현장에적합한 FMEA 평가척도를정립하고, 효율적인작성절차및역할등프로세스를확립 2) 하였다. 이를통해사고의유형과심각도, 발생도, 위험도를측정하고위험의우선순위를선정하는등위험성평가방법및체계적인관리방안을제시하고자한다. Corresponding Author: Ho Min Kim, Tel: , homin0122@naver.com Graduate School, University of Incheon, 119, Academy-ro, Yeonsu, Incheon , Korea 81

김호민 우인성 2. 이론적고찰 2.1. 위험성평가개요및목적 플랜트공사의사고를사전에방지하기위하여가장먼저해야할일은공정중에존재하는모든위험을찾아내어이를확인 (Identification) 하고분석 (Analysis) 하는것이다. 왜냐하면, 위험이확인되지않은상황에서는그위험을제거하고통제하는적절한대책을수립할수없기때문이다.

2 김호민 우인성 2. 이론적고찰 2.1. 위험성평가개요및목적 플랜트공사의사고를사전에방지하기위하여가장먼저해야할일은공정중에존재하는모든위험을찾아내어이를확인 (Identification) 하고분석 (Analysis) 하는것이다. 왜냐하면, 위험이확인되지않은상황에서는그위험을제거하고통제하는적절한대책을수립할수없기때문이다. 위험요소를사전에규명하여평가, 분석하기위해서는위험을규명하는방법, 규명된위험의발생빈도, 심각도, 검출도를산출하여위험의우선순위 (Risk Priority Number) 를분석할수있는기법이필요하다. 특히화재 폭발 누출과같은대형사고를예방하기위해서는위험을찾아내어그위험이얼마나자주발생할수있는가를평가하는것뿐만아니라심각성, 미치는영향을파악하는것도매우중요하다. 위험성평가의목적은설계, 건설, 시운전및조업과정등모든과정에서발생될수있는위험을사전에발굴하여감소하는데그목적이있다. 즉, 가동 / 설계 / 건설중인시설의위험성을정량화하고공정에잠재하는위험성의우선순위를결정하여위험성평가를통해재해방지대책을제시 1) 하는일련의과정을통해위험을체계적으로감소시키는중추적인역할을하게된다. 발생가능한사고및재해특성을규명하고발생빈도및결과예측은물론, 잠재된기계적결함과 Human error 를분석하는데활용되고있다. 또한설비의운전성및경제성조사, 사고원인조사, 변경된설비관리및설비보전차원의기계적완벽성확인기술등다양한목적으로유용하게사용하고있다 위험성평가단계및종류 위험성을평가하는단계는다음아래와같다 잠재위험규명 (Hazard Identification) 공정내에잠재하는위험요소확인및분석하는단계로 HAZOP, What-If, FMECA 등이있다 사고발생확률분석 (Accident Frequency Analysis) 사고의발생가능성분석및계산, 사고사례분석및관련데이타를수집하는단계로 FTA, ETA, CA 등이있다 사고영향분석 (Accident Consequence Analysis) 사고의피해영향분석하는단계로 Source Modeling, Dispersion Modeling, Effect Modeling 등이있다 위험계산및표현 (Presentation of Risk Measures) 개인적위험 (Individual Risk Contour) 과사회적위험 (F-N curve) 이있다 위험성평가및대책위험의수용여부를판단하고안전장치설치및방지대책수립하는단계이다. Fig. 1. Steps of risk assessment. Table 1. Qualitative risk assessment. Types Checklist PHA HAZOP FMECA Description It is a useful tool that can be recongnizing of minimal risk by utilizing the pre-prepared checklist. frequently use to demonstrate about progress according to standard procedure The analysis technique that recognize the risk in advance at the design stage of the process so when hazard is found later can be saving the cost. Applied in the early stages of the plant development Method to derive systematically about risk factor of processand operating issues caused by desorption phenomenon which deviate from the design intent Method to grasp FM and influence of FM by making chart for precedence of the risk about the failure mode result of process or plant equipment and failure mode Brainstorming approach that uses "What If" by organized specialist questioning to: - Postulate potential upsets that may result in accidents or What-IF system performance problem. - Ensure that appropriate safequards against those problems are in place * PHA : Preliminary Hazard Analysis * HAZOP : Hazard and Operability * FMECA : Failure Mode, Effects and Criticality Analysis Table 2. Quantitative risk assessment. Types Description Method to identify causes on specified one accident not all system failure. FTA Efficient method to evaluate frequency of accident using FAULT to combine a series of lower level events ETA Analysis technique for identifying and evaluating the sequence of events in a potential accident scenario following occurrence of an initiating event blend of fault tree and event tree analysis to identify chains CCC of events that can result in undesirable consequences. * FTA : Fault Tree Analysis * ETA : Event Tree Analysis * CCC : Cause-Consequence Analysis 위험성평가종류는정성적평가와정략적평가가있다. 정성적평가는어떠한대상에대하여상대적으로위험하다. 그렇지않다는막연한결론을가지고위험여부를결정하는것을말한다. 따라서정성적평가는초기계획단계나유지관리중위험성을선택적으로어느공정을세부적으로 82 Journal of the KOSOS, Vol. 28, No. 4, 2013

FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 계측기기를붙이거나, 지속관찰할지대상을정하게되는단계라할수있다. 정량적평가는어떠한장치나위험요소의발생확률로분석 ( 확률론적방법 ) 하거나위험의크기를정량적으로 ( 수치등 ) 나타내어위험도를산출하는방법이다. 따라서정량적평가는대상물의위험도를알기때문에장치나위험요소를교체할지안할지를바로결정할수있다.

3 FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 계측기기를붙이거나, 지속관찰할지대상을정하게되는단계라할수있다. 정량적평가는어떠한장치나위험요소의발생확률로분석 ( 확률론적방법 ) 하거나위험의크기를정량적으로 ( 수치등 ) 나타내어위험도를산출하는방법이다. 따라서정량적평가는대상물의위험도를알기때문에장치나위험요소를교체할지안할지를바로결정할수있다. 최근에는무수히많은위험성평가방법이있으며, 정성적인방법을개량하여정량적방법으로대체하기도한다 국내위험성평가사례 3. 위험성평가추진사례 국내위험성평가제도는노동부, 한국산업안전보건공단이주관하는 KOSHA 안전보건경영시스템에그근거를두고있다. 위험성평가방법및운영은건설사별로정도의차이는존재하지만거의비슷한특성을가지고있다. 다만실행측면에서다소차이를보이고있다. 이번연구에서는 P 사의위험성평가사례및운영현황을표본으로하여고찰해보고자한다. 위험성평가표작성방법은다음아래와같다. 1) 현장공사종류별로작업공정을분류하고그에따른단위작업을순서대로분류한다. 2) 작업공정의단위작업및장비, 설비등에대해발생가능한위험요인을도출한다. 3) 도출된위험요인에발생빈도및심각도를고려하여평가를실시하고평가합계를산정하여평가등급을결정한다. 상기에서평가된위험성평가표를기반으로다음의절차에의거위험성등록부를작성한다. 1) 4,6,9 등급의위험요인에대해위험성등록부에등록한다. 2) 등록된각위험요인에대한대책을기술적교육적, 관리적으로종합하여수립한다. 상기에의거위험성등록부가적성되게되면해당공종의관리감독자, 협력업체관계자에게교육, 홍보를통하여 Fig. 2. Flow chart of risk assessment. Table 3. Occurrence. Level Description Score High Medium Low Table 4. Severity. Very high occurrence of creating an accident Over 20% of all accidents High occurrence of creating an accident 10~20% of all accidents Moderate occurrence of creating an accident Less than 10% of all accident Level Description Score High Medium Low Table 5. Risk level. Severity of an accident is very high Over 3months of medical treatment Severity of an accident is moderately high 4~12weeks of medical treatment Severity of an accident is moderately medium Less than 4 weeks of medical treatment Risk Control plan Note 1 Minor Risk Training Secondary 2,3 Acceptable Risk Daily Control Control 4,6 Undesirable Risk Improve work methods 9 Unacceptable Risk Elimination Fig. 3. Examples of risk assessment Mandatory Control 근로자에게까지주지될수있도록조치하고현장운영을통해서이행여부를주기적으로모니터링을하고 Feed Back 한다. 국내 P 사의위험성평가사례를통해고찰해본결과장점은아래와같다. 1) 체계적위험요인도출및작업자가체감하는실직적인위험요인도출이가능하다. 2) 사전우선관리대상위험작업식별을통한지속적인예방활동이가능하다. 3) 근로자중심의위험요인관리를통한인적및조직관리차원의접근이가능하다. 4) 사업장특성별예방대책수립이가능하다. 반면에, 위험성평가적용을통한노출된문제점은아래와같다. 1 위험요인관리에따른비용증가우려및공사관리 한국안전학회지, 제 28 권제 4 호, 2013 년 83

김호민 우인성 자, 협력사역할저조에따른운영상의효과가미흡하다. 2 평가에따른서류화작업에따른부담및위험성평가방법등정량적인기준이미흡하다. 3 위험성평가작성관련전문인력부재및현장의관리능력에따른수준차이가발생한다. 4 활용가능한기술자료가부족하다. 3.2. 해외위험성평가사례 해외위험성평가제도는국가별, 사업주별다소차이를보이고있으며어떤경우에는위험성평가를제도화시켜의무화하고있는경우도있다.

1) 작성시기 : 해당작업수행전 2) 작성대상 : 공종별모든신규발생단위공정 3) 작성절차 1 Classify work activities 2 Identify hazards - What can cause loss 3 Determine risk 4 Classify hazards and risks - See Hazard and Risk Assessment

4 김호민 우인성 자, 협력사역할저조에따른운영상의효과가미흡하다. 2 평가에따른서류화작업에따른부담및위험성평가방법등정량적인기준이미흡하다. 3 위험성평가작성관련전문인력부재및현장의관리능력에따른수준차이가발생한다. 4 활용가능한기술자료가부족하다 해외위험성평가사례 해외위험성평가제도는국가별, 사업주별다소차이를보이고있으며어떤경우에는위험성평가를제도화시켜의무화하고있는경우도있다. 해외사업장의경우주로사용되고있는위험성평가관련용어는 JHA(Job Hazard Analysis), JSA(Job Safety Analysis) 가있다. 이장에서는 S 사가수행하고있는해외프로젝트를대상으로사우디국영기업체 Aramco 사의위험성평가제도를고찰해보고자한다. Aramco 사의위험성평가절차는아래와같다. 1) 작성시기 : 해당작업수행전 2) 작성대상 : 공종별모든신규발생단위공정 3) 작성절차 1 Classify work activities 2 Identify hazards - What can cause loss 3 Determine risk 4 Classify hazards and risks - See Hazard and Risk Assessment Matrix 5 Develop and implement risk control action plan(if necessary) 6 Review action plan periodically 4) 승인절차 1 협력사 : 공사작성, HSE 검토, 소장승인 2 시공사 : 공사검토, HSE 검토, 소장승인 5) Risk Score : 발생빈도 X 위험의심각성 Table 6. Risk level. Level Description 1 Death, system loss, or irreversible environmental damage Severe injury, occupational illness, major system damage, or 2 reversible severe environmental damage 3 Injury requiring medical attention 4 Possible minor injury, minor system damage, or minimal environmental damage Table 7. Occurrence. Level Description A Expected to occur frequently. B Will occur several times in the life of an item. C Likely to occur sometime in the life of an item. D Unlikely, but possible to occur in the life of and item. E So unlikely it can be assumed occurrence may not be experienced. Fig. 4. Hazard and risk assessment matrix. Fig. 5. Examples of JHA. 위험성평가결과관리기준은 (Fig. 4) 와같다. 상기에의거작성된 S 사 000 프로젝트 JHA 는아래 Fig. 5 과같다. S 사의 JHA 작성사례및운영실태를통해고찰해본결과장점은아래와같다. 1) 신규로발생되는모든단위작업에대하여의무적으로공사수행전승인을얻어야함으로모든작업에대한위험관리가가능하다. 2) Work Permit Issue 시반드시 JHA 가첨부가되어야하고실행여부를확인할수있어운영관리측면에서효율적이다. 3) 사업주가모든단위공종에대하여 JHA 승인여부를관리감독하고, 없는경우는작업을중단하기때문에효과는양호하다. 반면에, JHA 를작성및실행측면에서도출된문제점은아래와같다. 1) 협력사규모, 수준에따라 JHA 작성능력및실제이행여부에있어현격한차이가난다. 2) 시공사공사관리자가해당공정 JHA 를형식적으로검토한다. 3) Method Statement( 작업절차서 ) 에의거 JHA 를작성하지않는경우가많이발생한다. 4) 평가방법및관리가세부적이지못하다. 4. 고장형태와영향분석 (FMEA) 84 Journal of the KOSOS, Vol. 28, No. 4, 2013

5 FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 4.1. FMEA 개요 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis) 는 1960 년대중반미항공우주국 (NASA) 의아폴로발사계획에서최초로활용됐으며, 1974 년에미해군에서자신들이설계하고발사하는로켓의실패에따른위험요소를미연에방지하기위하여 FMEA 라는기법을창안했다. 그리고 1970 년대자동차업계의경영적자누적과제조물책임비용에대응하기위하여 FMEA 개념을적극적으로도입하면서전산업계에전파되기시작했다 년대미국의자동차회사 Big 3 가납품업체에 FMEA 를제출토록의무화하고, 또한 ISO 9000 을강화한 QS 9000 을제정하면서 FMEA 를필수항목으로제정하였다. FMEA 기법은설계된시스템이나기기의잠재적고장모드를찾아내고고장이발생하였을경우영향을조사평가하여위험의우선순위가높은소수의항목에관리를집중함으로써실패를예방하고그영향을최소화하기위한체계적인접근방법이다. 또한 FMEA 는상향 (Bottom-up) 적인신뢰성분석방법으로서기본적으로전체시스템의고장을조사함에있어개별부품의고장으로부터검토하는접근방식 6) 이다. FMEA 는주로아래와같이활용되고있다. 1) 잠재고장형태를구조적으로분석하여고장을사전에예방하기위하여사용한다. 2) 설계변경시기존제품이나공정에대한체계적인정보를제공해주는기능을한다. 3) 제품또는공정의중점관리대상을선정하는기준으로활용된다. 4) 고장검출방법및시스템성능을모니터링할때기초자료로활용한다 FMEA 와위험성평가기법 FMEA 와유사한위험성평가기법으로는 FTA FMA, FMCA 등이있다. FTA 는프로세스모델기법과유사한표기법을이용하여문제점인원인과결과, 위계체계를그래픽하게보여줄수있어복잡하고역동적인시스템분석에유용하다. FTA 와 FMEA 는상호보완적인관계를가지고있다. 경험적이고귀납적인 FMEA 분석을보완하는과정으로연역적이고선험적분석기법인 FTA 를사용할수있다. FMA 는실패원인, 빈도등을통해기존의문제점을분석하기위한기법으로개발되었기때문에새로운시스템이나시스템변경시예측되는문제점을파악하는데유용하다. FMCA 는 FMEA 와가장유사한기법으로중요도관점에서실패원인, 빈도, 실패상태등을분석한다는점에서차이가난다. 이들기법중 FMEA 는가장범용적인위험성분석기법으로잠재적인실패, 문제, 오류등을사전에정의, 예측하고제거하는데효과적인방법이다. 제조업에서일반적으로사용하는 FMEA 에서는위험도 (RPN : Risk priority number) 수치를통해대책이시급한우선요인을도출한다. 위험도를평가하기위해서는고장형태의심각도 (Severity), 발생도 (Occurrence), 검출도 (Detection) 를선행하여평가를한다. 위험도는심각도, 발생도, 검 출도를곱한값으로이루어지는데 RPN 값이높은항목순으로위험순위가결정되며이는동시에개선의우선순위를결정짖는다 4.3. 평가척도및방법 모든작업의위험등급 (RPN) 을결정하기위하여재해발생빈번도, 심각성을고려하여보통결정한다. FMEA 기법은여기에사전예방가능성 (Detection) 을추가하여위험등급을산출한다. 본장에서는 FMEA 기법을이용하여작업단위별위험등급을결정하기위해각평가요소별평가지표를정하였으며다만, 등급범위는표준화된기준이없기때문에최대한미국의모든산업에서사용하는 1~10 범위를사용 3-5) 하였다. 본연구에서는국내와해외위험성평가의장단점을반영하여실질적인위험요인도출을통한대책방안을수립하고, 체계적인관리를위하여다음과같이평가척도및방법을제시하였다 발생도 (Occurrence) 발생도 ( 빈번도 ) 는잠재된위험의발생가능성이얼마나높은지를평가하는척도이며평가척도는다음아래와같다. Table 8. Occurrence. Level Occurrence frequency Likelihood ratio for accident occurrence 10 Extreme 1 case within a month 9 (Inevitable accident) 1 case within 3 months 8 High 1 case within 6 months 7 (Repeated accident) 1 case within 9 months 6 1 case within a year 5 Moderate (Occasional accident) 1 case within 2 years 4 1 case within 3 years 3 Low 1 case within 4 years 2 (Less accident relatively) 1 case within 5 years 1 Rare 1 case more than 5 years Table 9. Severity. Level Accident severity Standard classification of human injuries 10 Danger without warning Fatality 9 Danger with warning 8 Extreme 7 High 6 Moderate 5 Low 4 Very low Permanent total disability (Personal damage 1st level) Permanent total disability (Personal damage 2nd ~ 3rd level) Permanent total disability (Personal damage 4th ~6th level) Permanent total disability (Personal damage 7th ~10th level) Permanent total disability (Personal damage 11th ~14th level) Permanent partial disability (More than 4 weeks) 3 Minor Permanent partial disability (Less than 4 weeks) 2 Very minor Temporary partial disability 1 Nothing Nearmiss 한국안전학회지, 제 28 권제 4 호, 2013 년 85

김호민 우인성 4.3.2. 심각도 (Severity) 심각도는실패의심각성및영향을나타내는평가척도로건설재해는발생시에물적피해보다는인적피해에대해더욱중요시하기때문에인적피해를근간으로인적피해분류기준은재해자요양기간분류를참고하여등급범위를설정하였다. 4.3.3. 검출도 (Detection) 검출도는사용자가사고발생하기전에이를미리감지할수있는지에대해평가척도이다.

6 김호민 우인성 심각도 (Severity) 심각도는실패의심각성및영향을나타내는평가척도로건설재해는발생시에물적피해보다는인적피해에대해더욱중요시하기때문에인적피해를근간으로인적피해분류기준은재해자요양기간분류를참고하여등급범위를설정하였다 검출도 (Detection) 검출도는사용자가사고발생하기전에이를미리감지할수있는지에대해평가척도이다. 검출도는사고의잠재적원인, 메커니즘, 시스템을적용하기전에발견하기위한현안전관리능력이나그후사고형태를발견하기위해서제안되는현안전관리의능력을평가하는것이다. 일반적으로낮은등급을얻기위해서는계획된안전관리의이행이반드시필요하다 RPN(Risk Priority Number) PRN 은발생도, 심각도, 검출도값의곱으로집중적으로관리해야할위험등급을산출하는것이다. PRN 값은 1~ 1000 사이이다. RPN 값의정도에따라잠재된위험을저감하기위한대책노력필요하다. 일반적으로 RPN>100 이상일때시정조치를시행해야하며 RPN 결과와관계없이심각도가높을때에는특별한주의및그에상응하는개선대책을마련하여야한다. Table 10. Detection. Level Detection Classification 10 Uncertain 9 Almost nothing 8 Very low 7 Low 6 Moderate & low 5 Moderate 4 High & Moderate 3 High 2 Very high 1 Almost certain Detection criteria No probability to detect potential accident cause/mechanism, then subsequent accident type No probability to detect potential accident Very low probability to detect potential accident Low probability to detect potential accident cause/mechanism, then subsequent accident type via Moderate and low probability to detect potential accident cause/mechanism, then subsequent accident type via Moderate probability to detect potential accident High and moderate probability to detect potential accident cause/mechanism, then subsequent accident type via High probability to detect potential accident Very high probability to detect potential accident Almost certain probability to detect potential accident 4.4. FMEA 전개및프로세스 FMEA Sheet 작성전사전준비사항은아래와같다 실시대상의선정현장공사기법, 자재수급및보관관리, 건설장비, 위험기계 기구, 위험물및유독물관리, 환경오염물, 소음진동, 사무실, 식당, 숙소등평가대상을선정한다 절차수립및역할 FMEA 평가방법및기법, 대책검토등절차를사전에확립하고현장관계자 ( 수급인, 하수급인 ) 역할및책임을명확히수립한다 평가팀의구성평가팀의구성은책임있는엔지니어로모든관련부문의직접적이고실질적인대표자를포함하여구성한다. 즉, 현장소장, 공종별책임자, 협력사소장, 안전관리자등 평가자료준비공사설계도, 공사시방서, 공정표, 유해 위험방지계획서, 안전관리계획서등해당작업의공정및작업절차에대한관련정보그리고해당작업의기계기구및장비사양서와점검절차서, 유해 위험물질에관한정보, 재해사례, 위험요인 Template 등사전에준비한다. 사전준비자료를기반으로 FMEA Sheet 작성절차및 Flow 는다음아래와같다. 1) 작성주제및검토해당공종협력사소장이작성하여최초로 FMEA Sheet 를작성하여수급인공종별관리책임자에게제출한다. 해당공종책임자는적합여부를 1 차검토, 보완하여안전관리자에게제출한다. 안전관리자는 2 차검토및최종보완하여현장소장의승인을득한다. Fig. 6. HSE process according to FMEA. 86 Journal of the KOSOS, Vol. 28, No. 4, 2013

FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 2) FMEA 최종검토를위한협의회의실시해당공종에대한 FMEA Sheet 가작성되면최종적으로검토회의를개최하고관리방안을확정한다. 현장소장이회의를주재하고각공종책임자등이참여하여중점관리항목선정의적합성, 대책에대한실효성이있는지를협의한다.

7 FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 2) FMEA 최종검토를위한협의회의실시해당공종에대한 FMEA Sheet 가작성되면최종적으로검토회의를개최하고관리방안을확정한다. 현장소장이회의를주재하고각공종책임자등이참여하여중점관리항목선정의적합성, 대책에대한실효성이있는지를협의한다. 즉위험감소대책이기술적난이도를고려했는지여부, 합리적으로실행가능한낮은수준으로고려여부, 실행우선순위가적절한지여부, 추가적으로위험이누락되지않았는지여부, 대책실행후허용가능한위험범위내로위험성이감소되는지여부등을회의를통해최종결정된다. 마지막으로최종선정된공종별중점위험요인대하여책임자, 조치방법, 일자등업무분장을실시한다. 결론적으로본연구에서제안하는 FMEA 를활용한현장안전활동 Process 는아래그림과같다. 5. FMEA 를활용한위험성평가효과사례 현행위험성평가대비 FMEA 를활용한위험성평가기법을플랜트공종에적용함으로서위험관리에대한안전관리효율을개선한사례는아래와같다 현행건설업적용위험성평가기법 위험성평가기법은건설시공및관련활동으로인하여재해를유발할수있는제도, 물적, 인적측면에대한모든잠재적위험요소를사전에파악하고위험성을평가관리하여위험요소를근원적으로제거하거나최소화하여위험을효과적으로통제하기위하여도입한기법이다. 위험성평가추진절차는사전준비, 유해위험요인 (Hazard) 파악, 위험성 (Risk) 계산, 위험성결정및감소대책수립및실행등으로진행되며, 유해위험요인을파악하여당해유해위험요인이사고또는질병으로이어질수있는가능성 ( 빈도 ) 과중대성 ( 강도 ) 에대하여계산하고감소대책을수립하여실행하는일련의전개과정을말한다. 위험성평가는사업장점검, 청취조사, 기존사고사례및경험치등을통하여구성된 D/B 자료를바탕으로 4M 으로위험구성을분류한뒤단순덧셈, 조합식, 곱셈식등으로위험성을계산한다. 이러한일련의과정을통하여도출된위험성은공간및상황적으로가변성이높은건설현장에서는제조업대비실효성에대한문제점이꾸준히제기되고있다. 특히, 위험성평가추진절차의 5 단계 - 위험성감소대책수립및실행 (Risk Control action & implementation) 에대해서는결정된위험성에대하여위험성감쇄를위한실행기반의개선조치대책이필요한데비해현행위험성평가기법에서는고위험성에대한추가감소대책을단순수립하는것과현상태에서대책수립이불가능한위험성에대해서는평가를종료한다는예외조건을제시함으로서위험요소감소에대한수동적한계성을나타내고있다. 따라서다공종복합시공과시운전의공정위험성이내포된플랜트건설현장에서는이러한위험성평가기법을보완할수있는공정시공단계전사전예방가능성 (Detection) 기능을추가한 FMEA 기법을도입하여도출된위험등급에대한신뢰성을확보한뒤단계별관리가필요한고위험군으로판정된위험요인에대하여는공정이해관계자와함께세부대책을도출함으로서실질적위험등급 (RPN) 의감쇄효과및위험노출확률를줄일수가있었다. Fig. 7. Procedure for propulsion risk assessment. Table 11. Risk assessment weak point. Step Preparation Hazard Identification Weak Point 1. Lack of planning and communication with line management in case of change on process in the workplace. 2. Lack of employee training in the workplace. 3. Lack of awareness of preliminary hazards identification and analysis for the specific operation. 1. Lack of professional inspectors 2. Limitation of using evaluation checklist for safety and health - Quality of inspection is dependent upon the checklist - Important information can be missing or overlooked 1. Limited to likelihood and severity Risk Estimation 2. Limitation of applying formulas Risk Determination 1. Lack of measures for the tolerable risks Risk Reduction Measures & Implementation 1. Lack of active risk reduction measures 2. Lack of follow-up functions for the risk reduction measures 한국안전학회지, 제 28 권제 4 호, 2013 년 87

김호민 우인성 5.2. FMEA 적용및개선사례 위와같이전개한 FMEA 기법을활용하여플랜트공사단위작업중에발생할수있는위험성을효율적으로감쇄할수있는 FMEA 개선관리사례를아래와같이소개하고자한다. 5.2.1.

8 김호민 우인성 5.2. FMEA 적용및개선사례 위와같이전개한 FMEA 기법을활용하여플랜트공사단위작업중에발생할수있는위험성을효율적으로감쇄할수있는 FMEA 개선관리사례를아래와같이소개하고자한다 FMEA 활용위험성평가적용 Project 1 공사금액 : 8,000억 2 공정율 : 50% 3 일출력인원 : 2,000명 4 주요공종 - 가시설, 토목, 건축, 철골, 배관, 기계, 전기, 계장, 내화, 보온, 시운전등 5 주요특성 - 단납기공사기간 도입배경및활용개념현행위험성평가적용시발생도및심각도로구성된평가개념의한계및플랜트현장의시운전공종에서의발생가능한고장형태와그영향을평가할수있는공정 FMEA 에대한적출개념이부족하였으며, 도출된위험요소에대한개선활동의우선순위설정및위험관리항목에대해실질적인실행기반개선활동이미흡하여위험성평가에대한신뢰및개선활동에대한구체적실행력제고를위한시스템도입이필요하였다. 따라서당현장은위험성평가시발생도, 심각도뿐만아니라검출도를포함함위험도 (RPN) 평가구성요건으로정량적, 정성적도출값에대한신뢰성을확보하였으며, 도출된위험도 (RPN) 평가후허용불가항목에대해서는협의체회의및 S-PCM 을통하여각위험요소에대한실질적개선대책을수립한다. 이를통하여신뢰성있는위험도에대한실행기반개선대책으로 2 차판정시위험도 (RPN) 의수치를허용가능한수치까지감소하여중점위험작업을적출할수있다. 도출된수많은위험요소에대한단계및절차별필터링을통한고위험군에대한선택과집중으로안전관리효율성을높일수있다 개념도입시고려사항 FMEA 를활용한위험성평가기법은기존의위험성평가기법의보완책으로서 FMEA 의활용에앞서현장상황을고려하여적합한평가기법을도입하여야한다. 일반적인고려요소는아래와같다. 1 공정개발및사업추진단계 2 FMEA 활용위험성평가의목적 3 사고의잠재적인파급효과와위험수준 4 공정의단순, 복잡성정도 5 평가자의기법에대한적응및활용도 6 시운전공종에대한위험성반영 7 예산및평가일정 운영 Flow Fig. 8. process Flow 공종평가사례플랜트공사단위작업중 Pipe Rack 설치공사에대하여 S 사해외현장사고사례, 공종별위험요인등경험치를근거로축적된 S 사플랜트공사위험요인 Template 를기반으로하여 FMEA 를아래와같이작성하여보았다. 상기와같이 Pipe rack 설치공사와관련하여자재반입및운반, 부재인양및조립, Grating 설치 3 가지단위작업에대하여 FMEA Sheet 를작성한결과는아래표와같다. FMEA 를활용하여 Pipe rack 설치공사의잠재적사고유형, Table 12. Transportation of materials Cut of Slings No installation of Tag Lines 3 96 No installation of Stopper 4 81 No set-up of off limits Severity Employees' unsafe act Table 13. Lifting and assembly Cut of Slings No installation of Lifelines No installation of Body harness's hanger Insufficient installation of safety net Insufficient installation of Outrigger's support 88 Journal of the KOSOS, Vol. 28, No. 4, 2013

9 FMEA 를활용한플랜트공사위험성평가방안 요인으로나타났다. 2) RPN 이 100 이상인작업및잠재사고원인자재반입및운반작업시슬링벨트파단, 달줄미설치가 RPN 100 이상으로나타났다. 부재인양및조립작업시는안전대걸이미설치, 추락방지망미설치, 아웃트리거지지대미흡이 RPN 100 이상으로나타났으며, 마지막으로 Grating 설치작업시는작업발판미설치, 작업순서미준수, 개구부보호덮개설치미흡이 RPN 100 이상으로나타났다. 이에대해서도중점적인관리및시정조치활동이요구되어진다. 3) 심각도높은작업및잠재사고원인 RPN 값과상관없이심각도가높은작업은자재반입및운반작업시출입금지조치미실시와 Grating 설치작업시안전대걸이미설치가높은것으로나타났다. 동시에그에상응하는세부개선대책이수립되고관리되어야할것으로사료되어협의체회의를통하여 RPN 100 이상고위험 Risk 에대한세부대책수립과공종접점으로인한고위험복잡 Risk 에대해서는 S-PCM 대상항목으로분류한다. 공종접점구간의고위험복잡 Risk 에대해서는이해관계자들의 S-PCM 을통하여위험요인에대한세부대책및조율을통하여업무분장을실시하며, 사전 Risk 해소시뮬레이션을실시한다. 이로서실현가능한실질적대안을통하여 2 차위험도판정시 1 차판정대비 RPN 지수의감쇄효과성을확인할수있었다. 1 차및 2 차위험도 (RPN) 판정을통하여대책이수반된 Fig. 9. Examples of FMEA(pipe rack). Table 14. Installation of grating No installation of working platform Not following of working order Insufficient installation of open hole cover 4 90 Top and bottom simultaneous work 5 64 No installation of Body harness's hanger Severity 8 영향, 원인등을분석해본결과중점관리해야할작업은아래와같다. 1) RPN 이가장높은작업및잠재사고원인철골부재인양및조립작업시슬링벨트파단, 생명줄미설치가 RPN 240 이상으로가장큰중점관리우선위험 Table 15. High-risk group. Transportation of materials Cut of Slings S-PCM No installation of Tag Lines Lifting and assembly Cut of Slings S-PCM No installation of Lifelines No installation of Body harness's hanger S-PCM Insufficient installation of safety net Insufficient installation of Outrigger's support Installation of grating No installation of working platform S-PCM Not following of working order Insufficient installation of open hole cover Table 16. Secondary evaluation. Transportation of materials Cut of Slings Lifting and assembly Cut of Slings 한국안전학회지, 제 28 권제 4 호, 2013 년 89

10 김호민 우인성 위험성에대해서는일상관리하며, RPN 100 이상위험지수관리군에대해서는집중관리하여대규모사업장에서무수히도출된 Risk 에단계별선별검증을통하여 Risk 허수제거와절대위험군에대한적출을통하여관리 Point 에대한선택과집중으로운영효율성을극대화할수있다 위험성평가대비 FMEA 적용에따른운영효과 현행위험성평가기법에검출도 (Detection) 를가미한 FMEA 기법을도입함으로서사전위험성평가등급에대한신뢰성향상과위험성감소대책수립단계에서위험요인별세부대책수립을통한위험성감쇄및운영효과는아래와같았다. Table 17. Operation effect. Division Risk grade Risk Reduction Measures Apply to object current Risk Assessment Likelihood Severity Risk reduction measures from one-time risk identification General Process Plant FMEA Application Likelihood Severity Detection Risk reduction measures from secondary risk identification Multiple Fast Track Business Unit 6. 결론 Remarks FMEA method determines level of risk from not only risk itself but also causation factors. FMEA application for the general process plant shall be reason of inefficient operation due to excessive measures. 플랜트공사는공종이복잡하고동시다발적으로복합공종이투입되고, 또한시공뿐만아니라운영에필요한시운전공종이이루어지는특수성에의거재해발생빈도증대및대형사고로연결될개연성이높고사고발생시인적및물적손실이크고치명적이다. 그래서효율적인사전관리체계확립을통하여잠재된 Risk 를사전에발굴하여제거하는활동이무엇보다도시급하다. 본연구에서는 FMEA 기법을활용한위험성평가방법으로플랜트공사중상기예시로제시한 Pipe Rack 설치공종에대하여평가한결과를통하여아래와같은결론을도출하였다. 1) RPN 이높은중점관리항목의직접적원인은불안전한상태방치가주요핵심 KEY Factor 로분석됐으며, 불 안전상상태로는안전시설, 작업방법의결함이주요원인으로분석됐다. 2) 또한간접적인원인으로는불안전한상태에대한관리소홀, 근로자작업수행등이주요원인으로분석됐다. 3) 플랜트공사에대한정확한위험요인 Data 부재로평가자의주관에따라 RPN 값의차이발생할우려가있으며그래서객관적인신뢰도를높이기위하여 FMEA Sheet 검토단계, 그리고최종협의체회의및 S-PCM 을통해 RPN 을감쇄하는운영방식 Tool 을 Process 에명확히적용하여발전적인시스템으로제안하였다. 본연구는 FMEA 를활용하여플랜트공사수행시발생빈도, 심각도, 검출도를고려하여위험의우선순위선정및집중관리를통한효율적인사전예방활동시스템을구축하였다. 특히플랜트공사의특수성을감안하여지속적인플랜트공사공종별위험요인 Date Base, NearMiss, 사고사례등정보를집약하는자료축적이시급한것으로사료된다. References 1) Y. C. Yang, H. Choi and J. J. Kim, A Study of Methods on Safety Checklist Improvement and Integrated Operation with Schedule for Construction Accident Prevention, Korean Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 5, No. 2, pp. 123~135, ) Y. S. Kim, Approach to Method of Process Failure Mode and Effect Analysis for Construction Industry, Korean Journal of Construction Engineering and Management, ) H. S. Hong, S. J. Yeo, Y. Heun J. and C. D. Kim, A Study on the Development of Checklist for Safety Management of Frequently occurred Accident Process in Steel Structural Work, Korean Journal of Construction Engineering and Management, ) S. S. Go, H. S. and H. M. Lee, Development of the Safety Information Management System according to the Risk Index for the Building Construction Work, Architectural Institute of Korea, Vol. 21, No. 6, pp. 113~120, ) Y. T. Hong, J. H. Yu, G. H. Lim and H. S. Lee, Evaluation of Time-Affecting Factors in High-Rise Building Construction using FMEA, Architectural Institute of Korea, Vol. 20, No. 10, pp. 183~192, ) G. Carter1 and S. D. Smith, Safety Hazard Identification on Construction Project, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 132, No. 2, pp. 197~205, Journal of the KOSOS, Vol. 28, No. 4, 2013

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歯1.PDF 200176 .,.,.,. 5... 1/2. /. / 2. . 293.33 (54.32%), 65.54(12.13%), / 53.80(9.96%), 25.60(4.74%), 5.22(0.97%). / 3 S (1997)14.59% (1971) 10%, (1977).5%~11.5%, (1986)