Analysis of a Fire Accident during a Batch Reactor Cleaning with AcciMap, STAMP and FRAM

1.

산업기술의 빠른 변화 속도, 새로운 위험의 형태, 과거 이론을 적용하기 어려운 단순한 사고의 감소, 시 스템 복잡성과 연계성의 증가, 인간과 자동화 시스템 간의 복잡한 관계가 확대됨에 따라 사고에 대한 시스 템적 접근의 필요성이 커지고 있다¹⁾. 더 이상 명확한 사고 발생 요인들이 존재한다는 가정에 따라 직접적 인 사고 원인을 제거하면 사고를 예방할 수 있다는 개념만으로는 설명하기 어려운 경우가 지속적으로 발 생하고 있으므로 시스템에 대한 부분적 이해를 넘어 통합적이고 전체적인 관점에서 시스템을 바라보고 내 부의 복잡한 관계를 고려하여 사고를 분석할 필요가 있다. 즉, 하나의 사고를 체계적으로 분석해서 전체 시스템의 통합적 관점에서 예방대책을 제시할 필요성 이 있다^1,2).

특히 화학공장과 같이 복잡하고 고도화되어 있으며, 공정 간의 연관성이 높은 작업과 관련된 사고를 예방 하기 위해서는 사고를 분석할 때 사고의 직접적 원인 을 찾아 제거하는 순차적인 접근방법뿐만 아니라 사회, 기술, 조직 등과 관련된 전반적이고 통합적인 시스템 의 측면에서 접근할 필요가 있다. 또한, 국내 화학공장 시스템의 안전 수준이 지속적으로 향상되면서 화학공 장에서 발생하는 화학사고 건수가 점차 감소하고 있기 때문에³⁾ 사고의 경향을 파악하기가 점점 더 어려워지 고 있으므로 사고를 예방하기 위해서는 사고의 원인을 사회기술 시스템 전체적인 측면에서 접근하여 분석하 고 예방대책을 수립할 필요가 있다. 이와 같은 이유로 국외에서는 시스템적 관점에서 통합적으로 사고를 분 석하기 위해 2000년 전후로 AcciMap, STAMP (Systems –Theoretic Accident Model and Process), FRAM (Functional Resonance Analysis Method) 등의 시스템적

****한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 산업안전연구실 연구위원 (Occupational Safety Research Bureau, OSHRI, KOSHA)

****한국산업안전보건공단 안전보건사업이사 (Korea Occupational Safety and Health Agency)

****한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 산업안전연구실 차장 (Occupational Safety Research Bureau, OSHRI, KOSHA)

****한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 산업안전연구실 부장 (Occupational Safety Research Bureau, OSHRI, KOSHA)

https://doi.org/10.14346/JKOSOS.2021.36.4.62 http://www.kosos.or.kr/jkosos

AcciMap, STAMP, FRAM을 이용한 반응기 세척 작업 중 화재 사고 분석

서동현^*†⋅배계완^**⋅최이락^***⋅한우섭^****

Analysis of a Fire Accident during a Batch Reactor Cleaning with AcciMap, STAMP and FRAM

Dong-Hyun Seo^*†⋅Bae. Gye wan^**⋅Yi-Rac Choi^***⋅Ou-Sup Han^****

†

Corresponding Author Dong-Hyun Seo Tel : +82-42-869-0332 E-mail : [email protected]

Received : April 12, 2021 Revised : June 21, 2021 Accepted : July 26, 2021

Abstract : Representative systematic accident analysis methods proposed so far include AcciMap, STAMP, and FRAM. This study used these three techniques to analyze a fire accident case that occurred during routine manufacturing work in a domestic chemical plant and compared the results. The methods used different approaches to identify the cause of the accident, but they all highlighted similar causal factors. In addition to technical issues, the three accident analysis methods identified factors related to safety education, risk assessment, and the operation of the process safety management system, as well as management philosophy and company culture as problems. The AcciMap and STAMP models play complementary roles because they use hierarchical structures, while FRAM is more effective in analyses centered on human and organizational functions than in technical analyses.

Key Words : systematic accident analysis, AcciMap, STAMP, FRAM, CAST Copyright@2021 by The Korean Society

of Safety All right reserved.

사고분석기법을 도입하여 활용하고 있으나 아직 국내 산업안전 분야에 적용된 사례나 연구결과는 찾아보기 어렵다.

따라서 본 연구에서는 현재까지 제안된 시스템적 사 고분석기법 중 대표적인 것으로 분류되는 AcciMap, STAMP, FRAM을 이용하여 국내 화학공장에서 일상적 인 생산 작업 중에 발생한 화재 사고사례를 분석하고 각 기법에 따른 결과를 비교하여 안전전문가 및 사업 장 안전담당자가 사고 분석 시에 참고하고 활용할 수 있는 사례를 제공하고자 하였다.

2.

사고조사 기법은 선형적(Sequential) 모델, 역학적 (Epidemiological) 모델, 3세대의 시스템적(Systematic) 모델로 발전해 왔다. 선형적 모델은 도미노 모델 (Domino Model), FTA(Fault Tree Analysis), ETA(Event Tree Analysis) 등 여러 가지가 현재까지 사용되고 있 고, 역학적 모델은 스위스 치즈 모델(Swiss Cheese Model)이 대표적이다. 시스템을 기반으로 하는 모델로 는 AcciMap, STAMP, FRAM 등이 대표적이다. 학자에 따라서는 Swiss Cheese 모델에서 파생된 HFACS (Human Factor Analysis and Class System)를 시스템적 사고분석방법으로 분류하기도 하지만 시스템 이론의 원칙에 완전히 부합하지 않는다는 의견이 있다⁴⁾.

2.1 AcciMap

AcciMap은 Rasmussen이 1997년에 발표한 사고분석 모델로 복잡한 사회-기술적 시스템을 개인과 조직 및 관계자의 계층적 구조로 구성되어 있다고 보고 있으며, 이 모델에서의 안전 개념은 각 계층 또는 수준 간의 상 호작용으로부터 나타나는 속성으로 취급하고 있다. 즉 사고가 발생하는 현장만 볼 것이 아니라 전체 시스템 간에 어떠한 상호작용이 있었는지의 문제를 살펴봐야 한다고 되어있다^4,5).

AcciMap에서 제시하고 있는 계층 구조는 정부 (Government), 규제자/협회(Regulators, Associations), 회 사(Company), 관리자(Management), 직원(Staff), 작업 (Work)으로 이루어져 있으며, 사고 발생에 기여한 원 인 요소들(Causal Factors)을 연관성에 따라 계층별로 배열하는 방식으로 모델을 작성한다^5,6).

AcciMap은 사회기술적 시스템의 모든 부분에 있는 요인들이 어떻게 조직사고에 기여했는지를 입증하는 데 특히 유용하고, 사고를 명확하고 간결하게 요약한 정보를 제공할 수 있으며, 전체 시스템 구조에 걸친 사

건의 전파를 시각화할 수 있는데 이것은 상위 수준에 서 안전에 대한 개입을 쉽게 할 수 있는 장점이 있다⁷⁾.

2.2 STAMP와 CAST

STAMP(System Theoretic Accident Model and Processes) 는 사고 원인 모델과 분석과정으로 Leveson이 2004년 에 발표하였다. STAMP에서는 사고는 설계⋅개발 및 운영단계에서 상호 작용하는 시스템의 구성요소 사이 에서 시스템 안전제약 조건을 부적절하게 시행한 결과 라는 개념을 도입하고 있다. STAMP에서는 안전을 실 패(failure)의 예방 문제가 아닌 제어의 문제로 보고 있 으며, 제약 조건은 환경적 또는 재정적 조건, 규칙, 절 차, 장비, 기술 설계 등이 될 수 있다^1,2).

CAST (Causal Analysis on Systems Theory)는 시스템 이론 기반의 원인 분석방법으로 시스템 관점에서 사고 인과관계를 분석하는 구조화된 기술이다. STAMP는 분석방법이 아니고 사고가 어떻게 발생하는지에 대한 모델 또는 가정들의 집합이라 할 수 있으며, CAST는 시스템 이론에 기초한 원인 분석방법으로 STAMP를 사용하고 있다²⁾.

STAMP 모델의 기본 제어구조는 시스템 개발 구조 및 시스템 운영 구조를 포함하고 있으며, 각 제어구조 는 계층으로 구성되어 있다. 상위 구조에서는 안전정 책, 표준, 절차 등을 결정하고, 하위 구조에서는 정책이 나 절차를 실제로 수행하는 역할을 하며 실제로 동작 하는 운영 절차나 제어 구조도 하위 구조에 포함되어 있다. 시스템의 구성요소를 계층별로 나타낸 후 상위 레벨의 결정사항과 하위레벨의 피드백을 표시하는 방 식으로 시스템을 모형화한다^1,2).

STAMP는 상향식이 아닌 하향식이므로 매우 복잡한 시스템에 적용할 수 있고, 사고나 손실의 원인 요소가 되는 소프트웨어, 사람, 조직, 안전문화 등을 모두 포함 하고 있기 때문에 이러한 사항들을 다른 방법으로 별 도로 다루지 않아도 되는 장점이 있다^1,2).

2.3 FRAM

FRAM(Functional Resonance Analysis Method)은 레질 리언스 엔지니어링(Resilience Engineering) 및 Safety-II 사고를 반영하는 분석 도구 중 하나로 볼 수 있으며⁸⁾ Hollnagel이 2004년에 발표하였다⁹⁾. FRAM의 목적은 일반적으로 발생하는 정상적인 작업에 대한 간결하고 체계적인 설명을 제공하는 것이다. FRAM은 일종의 방 법론으로 현상이 발생하는 방식에 대하여 “성공과 실 패의 동등성 원칙”, “근사 조정의 원칙”, “발현되는 결 과의 원칙”, 기능들의 관계에서의 “기능공명의 원칙”

등 4가지 원칙에 기반을 두고 있다¹⁰⁾.

FRAM은 활동(작업의 일부, 일련의 동작)이 일반적으 로 발생하는 방식을 설명하거나 표현하기 위한 체계적 인 접근 방식이며, 그 표현방식이 FRAM 모델이라 할 수 있다. FRAM 모델은 시스템에서 작동하고 있는 기능 (Function)을 도출하고, 기능의 6가지 측면(입력, 출력, 선행조건, 자원, 통제, 시간)을 육각형의 꼭짓점에 나타 낸 후 상호 관계를 선으로 연결하여 작성한다^8,10).

FRAM을 사용하면 사고에 대한 어떤 모형도 가정하 지 않고 시스템의 일상적 작동(운영) 상황을 표현할 수 있고, 동일한 현상의 사고가 다양한 원인에 의해 다양 한 방식으로 발생할 수 있다는 것을 보여줄 수 있는 장 점이 있다^8,10).

3.

화학공장의 일상적인 생산작업에서 반응기를 유기 용제를 이용하여 세척하던 중 정전기로 추정되는 점화 원에 의해 발생한 화재 사고를 분석 대상으로 선정하 였다. 이러한 유형의 사고는 그 원인도 비교적 명확하 게 제시되어 있지만, 국내에서 비교적 빈번하게 발생 하고 있기 때문에 시스템적 분석을 통해 사고와 관련 된 직⋅간접적인 원인을 추가적으로 찾아볼 필요가 있 을 것으로 판단되었다. 참고로, 2008년부터 2017년까지 국내 제조업 사업장에서 사망자가 발생한 화재⋅폭발 사고 329건을 자체 분석한 결과 점화원이 정전기로 분 류 또는 추정되는 사고는 18건이었으며, 이 중에서 5건 이 설비의 청소 또는 세척작업 중에 발생했고, 3건이 수리 또는 점검 작업 중에 발생한 것으로 나타났다.

3.2 사고 개요

A사의 공장동 2층에서 의약품 제조용 회분식 반응 기의 내벽에 붙어있는 중간생성물의 세척을 위해 반 응기 맨홀을 열고 플라스틱 바가지로 디메틸포름아 마이드(Dimethylformamide, DMF)를 내벽에 뿌리던 중 반응기 내부의 인화성 물질이 정전기에 의해 점화되 어 화재가 발생하였다. 이 사고로 2명이 화상을 입었 다. 생산 공정은 원료투입, 교반, 수소반응, 여과⋅배 출, 원료이송, 퍼지, 세척의 순서로 진행되며, 사고는 세척 공정에서 발생하였다. 반응기 내부에는 THF (Tetrahydrofuran)와 IPA(Isopropyl alcohol) 등의 인화성 물질이 있었던 것으로 확인되었다. 재해조사의견서에 서 추정하고 있는 주요 사고 원인은 다음과 같다.

① 반응기 세척작업 시 반응기 내부에 인화성 증기

가 체류하여 폭발분위기가 형성된 상태에서 맨홀 을 개방하고 작업을 수행함

② 반응기의 세척작업을 위하여 맨홀을 개방하기 전 질소 퍼지를 충분히 실시하지 않아 인화성 증기 가 체류함

③ 반응기 세척작업 시 정전기를 축적시킬 수 있는 플라스틱제 용기 및 바가지를 사용하여 정전기 대전 및 방전이 화재⋅폭발의 점화원으로 작용함

④ A사의 안전작업지침에 반응기의 내부 퍼지방법 및 세척방법 등에 대한 표준화된 작업절차가 없 어, 작업자마다 작업방법(원료이송방법 등), 반응 기 내부 퍼지방법, 세척방법 등이 다름

3.3 분석방법

사고 관련 자료는 안전보건공단에서 작성한 재해조 사의견서와 사고조사자 및 사업장 담당자와의 면담을 통해 수집하였다. 수집한 자료를 바탕으로 AcciMap, STAMP, FRAM 방법에 따른 사고 모델을 작성하고, 사 고 원인 관련 요소를 도출하였다. 동일한 분석자가 3개 의 분석 기법을 활용하여 분석을 수행하였고, 각 기법 에서 도출된 결과를 다른 분석기법에 반영할 수 있는 경우 상호 반영하였다.

4.

AcciMap을 통해 도출된 사고 관련 원인 요소들은 Fig. 1과 같다. 그림에서 파란색으로 표시한 항목은 재 해조사의견서에서 제시된 사항이고, 붉은색으로 표시 한 사항은 추가로 파악된 사고 관련 요소이다. 이 결과 를 보면 재해조사 의견서에 제시된 원인 요소 외에 여 러 가지 다양한 원인 요소들을 계층별로 도출하였음을 확인할 수 있으며, 원인 요소들 간의 상호 관계를 그림 에서 파악할 수 있다.

4.2 STAMP CAST 분석결과

STAMP의 기본 안전제어구조에 따르면 생산설비의 설계 및 제작 단계에 대한 검토도 이루어져야 하지만 설비를 설치한 후 약 10년 동안 운영하였기 때문에 이 단계는 의미가 없을 것으로 판단되어 생략하였다. 안 전제어구조는 Fig. 2와 같이 생산설비의 운영과 관련된 고용노동부, 안전보건공단, 경영자, 안전부서, 생산부 서, 정비보수부서, 작업자, 생산 공정 및 설비로 구성되 어 있다.

생산공정은 자동 및 수동으로 제어하고 있으며, 물

리적인 공정은 원료투입, 반응, 여과 및 배출, 퍼지 및 세척 등의 공정으로 이루어져 있다. 세척 이후의 공정 도 있으나 모델에서는 생략하였으며, 고용노동부와 안 전보건공단은 업무를 같이 수행하는 등 연관성이 높아 하나의 구성요소로 통합하여 분석하였다.

Fig. 2의 안전제어구조를 구성하는 각 구성요소별로

안전관련 책임, 부적절한 결정 및 행동, 상황, 결함 등 을 분석하고 정리한 내용을 Fig. 3에 나타내었다.

4.3 FRAM 분석결과

FRAM 분석에 필요한 기능을 도출하기 위한 시스템 의 범위는 위험성평가를 통해 안전작업절차서를 작성

Fig. 1. AcciMap model of the fire accident from a batch reactor.

하고 이를 기반으로 생산작업을 수행하는 과정으로 설 정하였다. 생산과 관련된 시스템의 기능은 Table 1과 같이 21개로 구분하였고, 이를 이용하여 Fig. 4와 같이 FRAM 모델을 작성하였다. 모델에서 생산과 직접적으 로 관련 있는 기능은 녹색(가는 점선), 위험성평가와 관련된 기능은 황색(굵은 점선), 안전운전절차와 관련 된 기능은 청색(일점쇄선)으로 표시하였다. 이와 같이 작성된 FRAM 모델로부터 기능의 변동성과 그 파급효 과 파악하여 Table 1에 정리하였다. 예를 들어 “안전운 전 및 안전작업절차서 작성” 기능에서 생성되는 출력 은 교육, 작업지시, 생산공정 등 많은 부분에 연결되어 있어 변동성에 따른 파급효과가 클 것을 예상할 수 있 으며, 위험성평가 기능은 이 “안전운전 및 안전작업절 차서 작성” 기능과 연결 되어 있기 때문에 이 또한 변 동성의 파급효과가 클 것임을 예상할 수 있다.

4.4 분석결과 비교

4.4.1 사고 원인 관련 요소 도출 결과

AcciMap, STAMP, FRAM을 이용한 사고 분석결과 모두에서 재해조사의견서에서 제시한 사고원인보다

더 많은 사고원인 관련 요소를 포함하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 각 기법에 따른 분석과정에서 나타 난 결과를 다른 기법에 반영할 수 있는 경우 각각의 결 과에 서로 반영하였기 때문에 일부 내용을 제외하면 세 기법의 결과는 유사하게 나타났지만 일부 차이를 발견할 수 있었다.

AcciMap과 STAMP은 기본 계층구조가 유사하고, 분 석범위에 제품의 연구개발 및 시스템의 설계, 개발, 제 작, 설치 단계가 포함되지 않았기 때문에 서로 보완적 인 역할을 하여 두 기법에서는 유사한 결과를 도출할 수 있었다. 그러나 FRAM 분석에서는 AcciMap과 STAMP보다 기술적인 문제점에 대한 도출이 어려운 부분이 있었다. 예를 들어 STAMP 분석에서 도출된

“반응기 질소 퍼지가 충분히 되었는지 파악하기 어려 운 구조로 되어있음”, “맨홀을 개방한 상태에서만 세척 작업을 수행할 수 있는 구조로 되어있음”과 같은 기술 적인 내용과 “제품 제조법 유출방지를 위해 안전작업 절차서에서 중요한 사항을 누락시킴”과 같은 안전의식 과 관련된 내용은 FRAM을 통해 도출하기가 어려웠다.

이러한 이유는 FRAM 분석에서 기술적인 부분은 변

Fig. 2. Safety control structure model related to manufacturing.

Fig. 3. The safety-related responsibilities, the inadequate Decisions, the context, and mental mode flaws of the system components.

Function Variance of function Resonance effect of the variance(Causal factors of accident)

1. To perform risk assessment

• Risk factors may not be identified when performing risk assessment.

• Necessary measures may not be taken according to the results of risk assessment.

• Risk factors were not properly identified by cursory risk assessment for work processes, methods, and facilities or not taken appropriate action on the results of the risk assessment.

- The explosion atmosphere could be easily formed with the flammable vapor inside the reactor and the oxygen provided through the manhole, but there was no or insufficient measuring sensors and alarm devices.

- There was no automatic cleaning facility installed inside the reactor - Plastic cleaning agent storage containers and plastic buckets that can

be charged with static electricity are used.

2. To review and confirm risk

assessment results • Risk assessment results and actions to be taken are

not confirmed or may not be properly confirmed. • The appropriateness of the risk assessment results had not been sufficiently reviewed.

3. To prepare safety operation procedures

• Safety operation procedures may not include essential items.

• Risk assessment results may not be reflected in the safety operation procedure.

• Safety operation procedures were perfunctorily prepared.

- Workers performed the work at their own way as the nitrogen purging and cleaning method for the reactor was not clearly described in the safety operating procedure.

4. To review and confirm

safety operating procedures • The written safety operation procedure can not be

reviewed or can be confirmed perfunctorily. • The appropriateness of safety operating procedures were not sufficiently reviewed.

5. To organize work groups The variability is low. -

6. To provide safety training

and education to workers • Safety training contents may not include what workers must know and follow.

• Safety education and training was provided focusing on general content rather than work-related hazards.

- Education and training on specific safety matters related to the work is not properly provided.

7. To order to perform the

work • Work order may not be clear or different from actual work content.

• Work orders were not clearly given.

- The details of work differed for each worker because the contents of work orders or safety operation procedures were not clear.

8. To supervise the work • Work supervision may not be done or may be perfunctorily.

• Management and supervision of workers was insufficient.

- The transfer of work content and progress was not systematically carried out. when the shift was changed.

9. To put raw materials The variability is low. -

10. To perform the first

reaction The variability is low. -

11. To filter and discharge the

first product The variability is low. -

12. To purge the reactor with

nitrogen • The number or time of nitrogen purging inside the reactor may not be sufficient.

• Nitrogen purging inside the reactor was not sufficiently performed.

- Work is performed without knowing or neglecting the importance of nitrogen purge and the risk of cleaning work.

- Nitrogen purge was performed differently for each worker.

13. To eliminate static electricity

• May not wear clothing and protective equipment to prevent static electricity or not remove enough static electricity.

• Plastic cleaning agent storage containers and buckets that can be charged with static electricity were used.

- Work was performed without knowing or overlooking the danger of static electricity.

- Cleaning work was performed without wearing antistatic shoes.

14. To clean the reactor • Cleaning can be done without following the safety operating procedures required for cleaning the reactor.

• Cleaning operation was performed without sufficiently purging nitrogen inside the reactor.

- Cleaning was performed without knowing or neglecting the danger of handling substances.

- Cleaning work was performed differently for each worker.

15. To perform the 2nd

reaction The variability is low. -

16. To prepare and operate a process safety report

• Process safety report can be perfunctorily prepared in accordance with the audit criteria but with minimum standards.

• Process safety management system can be operated perfunctorily.

• Process safety management system was perfunctorily operated according to minimum standards to comply with the regulations.

17. To evaluate the implementation status of the process safety report

• Evaluation may be conducted in a direction different from the introduction purpose of the process safety management system.

• Audits and evaluations of the process safety report were conducted focusing on violations of the Occupational Safety and Health Act rather than improving the vulnerability of the process safety management system established in the workplace.

18. To invest on safety and

health • Investment in facilities may be delayed or may not be invested in consideration of efficiency.

• Efforts and investments to improve the problems of old facilities were not actively made.

- Automatic cleaning facility was not installed inside the reactor.

19. To improve facilities • Facility improvement may be delayed or facility may not be improved in consideration of efficiency.

• Safety devices applied to new facilities were not installed in old facilities.

• Facility problems were not proactively improved before or until requested by other departments.

Table 1. System functions, the variance of functions, and the resonance effects

동성이 작은 것으로 간주하는 특성이 있고, 안전의식 또는 안전문화와 같은 내용은 기능적으로 접근하기에 는 한계가 있기 때문일 것으로 판단되었다. 다만, 반응 기와 관련된 기술적인 내용은 반응기 및 관련 작업에 대한 “위험성평가”에서 도출할 수도 있으므로 “위험성 평가”의 변동성이 사고 원인 관련 요소의 도출 결과에 크게 영향을 미칠 것으로 판단되었다.

4.4.2 사고 모형

AcciMap 모형은 그 자체가 사고 원인과 관련된 요 소를 포함하고 있기 때문에 모형을 처음으로 작성한 이후에 계속해서 사고 관련 원인 요소들을 추가하고 관계도를 수정하는 작업을 반복하는 것이 필요했다. AcciMap 모델은 모델 자체에 사고의 원인이나 결정사 항이 기술되어 있기 때문에 모델링 과정을 통해 사고 발생에 기여한 직접적인 원인이나 관련 요인들을 찾아 나갈 수 있었다. 그리고 STAMP 분석을 통해 파악된 사고 원인 관련 요소들을 AcciMap 모형에 쉽게 반영할 수 있었다.

STAMP 분석에서는 시스템의 안전제어구조 모델을 작성한 후에 모델 구성요소별로 세부 사항을 분석하는 데 상대적으로 많은 시간이 소요되었고, 분석과정에서 새롭게 발견되는 내용을 반영하여 모델을 수정하는 과

정이 필요했다. 완성된 STAMP의 안전제어구조 모델 은 조직 및 부서 간의 관계, 조직과 생산공정의 상호 작용을 추가로 살펴볼 수 있는 기회를 제공했다.

FRAM 분석에서는 시스템의 범위를 설정한 후에 기 능을 도출하고, 도출된 기능 간의 연결 관계를 찾는 과 정에서 새로운 기능을 추가하거나 변경하면서 모형을 수정하는 작업이 필요했다. FRAM 모형은 각 기능으로 구성되어 있고, 각 기능간의 연결 관계를 파악할 수 있 는 기회를 제공하였지만, 기능의 수가 많아짐에 따라 가독성이 떨어지는 경향을 보였다. FRAM 분석은 기본 적으로 제시된 모델이 없기 때문에 시스템의 범위를 어떻게 설정하는지가 결과에 중요한 영향을 미쳤다.

4.4.3 분석을 위한 자료

사고 원인 관련 요인을 찾기 위한 자료 양을 비교하 면 STAMP가 가장 많은 데이터를 필요로 하였다. 시스 템의 안전제어구조를 구성하는 각각의 구성요소에 대 한 안전관련 책임, 부적절한 결정, 결정이 이루어진 상 황, 정신적 결함, 조직의 결함 등을 파악하고 분석하기 위해 가장 많은 자료가 필요하였고, 분석 시간도 오래 소요되었다. FRAM 분석을 위해서는 시스템의 기능과 변동성을 파악해야 하므로 사전에 많은 자료를 수집하 는 것이 중요할 것으로 판단되었다.

Fig. 4. A FRAM model related to plant operation.

5.

본 연구에서는 현재까지 제안된 시스템적 사고분석 기법 중 AcciMap, STAMP, FRAM을 이용하여 국내 화 학공장에서 일상적인 작업 중에 발생한 화재 사고사례 를 분석하고 그 결과를 비교하였다. 세 가지 기법에서 사고 원인을 찾기 위한 접근 방식은 달랐지만 결과적 으로 서로 유사한 결과를 도출할 수 있었다.

시스템적 방법으로 사고를 분석했을 때는 반응기 퍼 지작업 부적절, 정전기 발생 방지 등의 안전작업절차 서 작성과 관련된 내용과 내부 자동 세척설비 미설치 와 같은 기술적인 부분 이외에도 안전교육, 위험성평 가, 공정안전관리시스템의 운영 등과 관련된 요소와 경영자의 경영철학이나 회사 문화와 관련된 부분도 문 제점으로 도출할 수 있었다. 이러한 원인 요소들은 시 스템적 분석기법을 통해 새롭게 찾아낸 것일 수도 있 고, 기존 보고서의 형식적인 제한 때문에 표현하지 못 한 내용을 체계적으로 기술할 수 있는 방법을 제공한 결과라고도 할 수도 있지만, 결과적으로 사고에 영향 을 준 다양한 요소들을 체계적으로 기술할 수 있었다. AcciMap과 STAMP 모델은 계층 구조로 되어있기 때문에 상호 보완적인 역할을 하였으며, STAMP로 시 스템의 구성요소별 분석을 수행하고 AcciMap으로 사 고 원인을 도식적으로 표현하면 효과적일 것으로 판단 되었다. FRAM 분석에서는 기술적인 부분은 변동성이 작은 것으로 구분하는 특성이 있고, 안전문화와 같은 부분은 기능적으로 표현하기 어렵기 때문에 FRAM은 인적 및 조직적 기능이 중심이 되는 분석에 좀 더 효과 적일 것으로 판단되었다. 그리고 FRAM은 정해진 모델 이 없기 때문에 시스템의 범위 설정이 사고 원인 요소 도출에 중요한 요소로 작용할 수 있을 것으로 판단되 었다.

본 연구에서 분석 대상으로 선정한 사고는 연구자가 원인조사에 직접 참여하지 않았기 때문에 관련 데이터 를 수집하는데 한계가 있었다. 또한, 연구자 한 사람이 동일한 사고에 대해서 3개의 기법을 모두 적용하여 분 석하면서 서로 다른 기법에서 발견된 사실이나 도출된 결과를 다른 기법의 결과에 최대한 반영하였기 때문에

각각의 기법에 따라 도출된 결과의 차이가 완화되었을 수 있지만, 3개 기법에 따른 분석결과의 차이점을 확인 할 수 있었다.

본 연구에서 분석/평가한 사례 결과는 사업장이나 관련 전문가가 활용할 수 있을 것이다.

References

1) N. Leveson, “A New Accident Model for Engineering Safer Systems”, Safety Science, Vol. 42, No. 4, pp.

237-270, 2004.

2) N. Leveson, CAST HANDBOOK: How to Learn More from Incidents and Accidents, 2019.

3) D. Seo, K. Lee, U. Han and Y. Choi, “Investigation on the Causes of Fire and Explosion Accidents during Usual and Unusual Work, Utilizing Accident Cases at Chemical Plants”, OSHRI, KOSHA, 2018.

4) E. Grant, P. M. Salmon, N. J. Stevens, N. Goode and G. J.

Read, “Back to the Future: What do Accident Causation Models Tell us about Accident Prediction?”, Safety Science, Vol. 104, pp. 99-109, 2018.

5) J. Rasmussen, “Risk Management in a Dynamic Society: A Modelling Problem”, Safety Science, Vol. 27, No. 2-3, pp.

183-213, 1997.

6) K. Brandford, N. Naikar and A. Hopkins, “Learning from High Reliability Organizations. Chapter: Guidelines for AcciMap Analysis”, CCH, pp. 193-212, 2009.

7) P. Underwood and P. Waterson, “A critical Review of the STAMP, FRAM and AcciMap Systemic Accident Analysis Models. Advances in Human Aspects of Road and Rail Transportation”, CRC Press. pp. 385-394, 2012.

8) J. Yang, J. Ko, S. Lee, J. Lim and Y. Kim, “Establishing Systemic Strategy to Introduce Innovative Safety Concepts and Methods”, OSHRI, KOSHA, 2019.

9) E. Hollnagel, “Barriers and Accident Prevention”, Ashgate, 2004.

10) E. Hollnagel, J. Hounsgaard and L. Colligan, “FRAM – A Handbook for the Practical use of the Method”, Centre for Quality, pp. 8-29, 2014.