가스 밸브 기지의 인적오류 분석 및 최소화 방안

이 수 경, 정 재희, *김 래 현, **제 무 성

서울산업대학교 안전공학과, *서울산업대학교 화학공학과, **한성대학교 산업안전공학과

Human Errors Analysis and the Minimizied Method in Gas Valve Station

Su Kyung Lee, Jaehee Jung, Lae Hyun Kim, Moosung Jae

Dept. of Safety Eng. , *Chemical Eng. , Seoul National Polytechic University

**Dept. of Ind. Safety Eng. , Han Sung University

1. 서론

산업현장에서 수많은 잠재위험요인이 산재하고 있다. 위험요인이 불완전한 행동 및 상태 등의 직접적인 원인에 의하여 형상화될 때 사고가 발생하고 이러한 사고가 곧 산업재해로 이어지는 것이다.

□인간은 오류를 일으키는 존재이다.□라고 말하고 있다. 인간의 오류는 피할 수 없는 것이며 인간성에 깊이 뿌리 박고 있는 것으로 여겨져 왔다. 인간공학의 영역에 있어서 인적오류(Human Error)의 의의는 인간의 신뢰성의 문제로서 취급되고 있으나, 이 인간의 신뢰성은 인간-기계 시스템 전체의 신뢰성에 관계가 있기 때문에 이를 어떠한 방법으로 대처할 것인가에 중요한 의의를 가지고 있다.

산업현장에서의 인적오류의 종류는 매우 다양하며, 업종, 기업, 사업장 또는 장치나 작업의 종류에 따라서 산업안전상에 문제가 되고 있는 인적오류의 내용이나 형태, 그 배경요인, 사고의 형태, 파급효과 등은 각기 다른 형태로 나타난다.

또한 추진하고자 하는 안전대책의 역점이 교육훈련, 적정배치, 동기부여, 팀원의 협조 등 인적 요인의 개선에 있는지 아니면 작업량, 작업규칙, 순서, 작업정보, 작업환경, 장치 및 기기 등의 상황요인의 개선에 있는가에 따라서도 조사나 분석의 추진방법이 대단히 달라질 수가 있다.

본 연구에서는 인적오류분석(Human Error Analysis;HEA)을 통해서 얻어진 결과로부터 보수작업을 수행할 시의 사고의 가능성을 분석하고 보수 절차서를 개선보완하는데 중점을 두고 있다. 특히, 이론적인 측면보다는 밸브기지 현장에서 필요로 하는 실용적인 결과를 제시하는데 역점을 두고 있다.

2. 인적오류평가 방법론

본 연구에 사용된 방법은 미국에서 개발한 THERP (Technique For Human Error Rate Prediction) 방법론을 사용하였다. 이 방법론은 Swain과 Guttmann (1983)이 개발한 방법으로 주로 원자력발전소의 인적오류 평가에 널리 사용되어왔다. 이 방법은 HRA Handbook 방법론이라고도 하는데 이 Handbook은 여러가지 보수작업에서 발생가능한 인적오류 확률 값을 제시하고 있으며 특정한 기본 동작에 대하여 중간값과 EF (Error Factor) 값을 기본 확률값으로 제시하고 있다. 사용되는 분포는 모두 로그정규분포인데 그 이유는 보수작업자의 성능은 낮은 인적오류 확률값에 몰려있기 때문이다.

기본확률 Data를 이용하여 본 연구에서 사용한 인적오류평가의 기본방법의 절차는 다음과 같다.

1) 가스밸브기지 방문

주제어실 배치 및 운전원의 교재방법 및 운영/통제특성을 파악한다. 실제 가동중가스밸브기지나 Simulator를 방문하여 제어판넬의 인간공학적 설계특성,판넬배치 및 계측/제어설비의 특성을 파악하고 운전원 면담을 통하여 각종제어의 수행장소,운전특성 및 운전원 반응시간 및 수행특성인자 평가에 필요한 각종정보를 수집한다.

2) 수행과제 직무분석 (Task Analysis)

직무분석은 보수작업행위분류, 직무과제특성, 인적오류형태, 관련보수절차서 검토, 운전원 수행특성

특성인자 분석, 운전원 오류확률값의 할당으로 나누어진다.  보수시 인적 오류의 종류는 일반적으로 다음과 같이 크게 나누어진다.

① 비수행오류 (Error of Omission):

작업의 어느 한 단계를 빠뜨리거나 아예 그 작업자체를 수행하지 않는 오류 (Omit Step or Entire Task).

② 수행오류 (Error of Commission)

수행오류는 선택오류 (Selection Error : Select Wrong Control or Issue Wrong Command)와 순서오류 (Sequence Error: Action Carried out in Wrong Order), 너무 늦거나 이르게 작업을 수행함으로 발생될 수 있는 시간상의 인적오류 (Time Error : Too Early or Too Late), 그리고 너무 과도하거나 너무 미약하게 작동시킴으로 인한 정성적인 인적오류 (Qualitative Error : Too Little or Too Much)로 구분된다.

③ 인간오류수목 (HRA Event Tree)의 구성

수행과제 분석결과 도출된 각 단위행위의 인간오류를 시간순서별로 이항분지 (Binary Branch)형태의 수목으로 구성한다. 수목의 왼쪽은 성공, 오른쪽은 실패로 규정하며 성공은 소문자, 실패는 대문자 기호로 표시한다. 각 가지에 할당되는 확률은 선행 행위단위에 대한 조건부 확률이다.

④ 인간오류확률할당

행위단위가 정의되고 인간오류수목이 구성되면 각 행위단위별 오류확률을 평가한다. 이 평가는 앞에서 서술한 THERP Handbook (NUREG/CR-1278)의 절차에 따라 수행특성인자, 의존성, 회복효과를 고려하지 않은 Handbook 20장의 기본확률값을 적용한다.

⑤ 수행특성인자 (Performance Shaping Factors)의 평가

수행특성인자는 운전원 행위에 영향을 미치는 인자를 의미하며 크게 내부적인자, 외부적인자 및 스트레스의 3가지로 분류된다. 외부적 인자 (작업환경)는 근무시간, 근무조건, 작업성격 등과 관련되어 있으며 내부적 인자 (사람의 상태)는 작업자의 경력, 감정상태 등과 관련된다. 스트레스는 일

3. 연구결과 및 제언

종의 내부 인자이지만 중요성으로 인하여 내부인자와는 별도로 취급한다.

⑥ 의존성평가

운전원이 2가지 이상의 조치를 수행할 때 선행조치에 의한 영향으로 정의될 수 있다. 의존성은 정의존성(Positive Dependence)과 부의존성(Negative Dependence)로 나뉘어 질 수 있으나 보수성의 견지에서 정의존성만을 고려한다. 본 용역에서 사용된 방법론은 다음 5개의 수준으로 의존성을 고려하였다.

⑦ 회복효과의 평가

기술하였던 이상의 단계들을 거쳐 주어진 운전원 오류확률값이 결정되면 회복인자효과(Recovery Factor)를 평가한다. 회복인자란 이미 발생한 오류를 성공상태로 정정해줄 수 있는 인자를 말한다. 이 효과는 주로 기기의 상태표시장치, 운전원 조치점검방식 등을 기초로 하여 평가된다.

보수시 발생가능한 인적오류의 종류를 제시하였으며, 가스밸브기지에서 발생가능한 인적오류의 분석을 위한 평가법을 상세히 기술하여다. 이 제시된 인적오류 평가법을 가스밸브기지의 정압기, 히타, 여과 부분 등의 보수에 적용하여 정량적으로 보수시 인적오류를 평가한 결과 상대적으로 히타의 보수시 인적오류가 정압기보다 크게 나타났으며 정압기 보수시 인적오류가 가스여과기의 보수시 인적오류보다 더 크게 나타났다. 또한 사고로 이어질 수 있는 정압기의 시스템 신뢰도는 기계적인 고장의 기여도 보다 인적오류의 기여도가 훨씬 더 큰 것으로 분석되었다. 이 인적오류 분석 결과를 바탕으로 인적오류 최소화 방안을 제시하였다.

또한 밸브기지 보수작업시 인적오류평가와 현장의 보수작업팀과 제어실의 운전원과 면담, 보수작업의 참가를 통하여 정압기 (PCV), 볼밸브 및 전동밸브, 가스안전밸브, 계량설비, 가스여과기 (Gas Filter) 등에 대하여 기존의 보수방법과 보수절차서를 검토하고 개선된 보수절차서를 제시하였다.

a)

정압기시스탬의 인적오류(2D) 및 기계고장 기여도

시스탬 불이용도 : 7.43E-5

확률값               6.75E-05

7.00E-05

6.00E-05

5.00E-05

4.00E-05

3.00E-05

2.00E-05

1.00E-05                                           6.85E-06

0.00E+00

인적 오류                     기계 고장

b)

정압기시스탬의 인적오류(MD) 및 기계고장 기여도

시스템 불이용도:8.26 E-4

확률값                8.19E-04

1.00E-03

8.00E-04

6.00E-04

4.00E-04

2.00E-04                                            6.85E-06

0.00E+00

인적 오류                     기계 고장

밸브기지 정압기 보수시 (a)인적오류 독립(ZD) 및 (b)중간의존도(MD)의

경우에 대한 시스탬 불이용도 및 인적오류/기계고장의 기여도

A : 정압기 분해점검(Overhaul)시 작업자의 소손 부품 파악실패

B : 작업자의 보수 점검 절차서에 따른 Pilot Block Valve의 Reopen 실패

C : 보수팀의 다른 작업자 (QC 작업자)의 Pilot Block Valve Open상태의 부정확      확인

D : 매 점검 주기마다 작업자의 Valve 및 계기의 정확한 위치 확인 실패

E : 작업자의 보수 점검 절차서에 따른 Outlet Valve의 Reopen실패

F : 보수팀의 다른 작업자 (QC 작업자)의 Outlet Valve Open 상태의 부정확 확인

G : 매 점검 주기마다 작업자의 Valve 및 계기의 정확한 위치 확인 실패

H : 작업자의 보수점검 절차서에 따른 Inlet Valve의 Reopen 실패

I  : 보수팀의 다른 작업자(QC 작업자)의 Inlet Valve Open상태의 부정확 확인

J  : 매 점검 주기마다 작업자의 Valve 및 계기의 정확한 위치 확인 실패

K : Leak 유무 점검 실패

밸브기지 정압기의 한 트레인 보수시 인적 오류 평가를 위한

HRA Event Tree

참고문헌

1. □국내 천연가스 사고 사례 및 분석□, 한국가스공사, 199.5

2. □고장사례집□, 한국가스공사 평택 인수기지 사무소, vol 1, 1988.8

3. A.D.Swain and H.E.Guttman. "Handbook of Human Reliability Analisys with Emphasis on Nuclear Power Plant Application,"NUGREG/CR-1278, 1984

4.D.E.Embrey, "SLIM-MAUD; AN approach to Assesing Human Error Probabilities Using Structures Expert Judgement, "NUREG/CR-3518, 1984