서론
2022년 중대재해처벌법의 시행에 따라 국내 많은 공장에서 안전관리에 많은 관심을 기울이고 안전성 향상방안을 찾고 있다. 생산공장의 특성에 따라 준수해야 할 많은 법규가 있지만 그 중 가장 대표적인 법규가 산업안전보건법이다. 산업안전보건법에서는 특히 화학공장에 대해서 공정안전보고서 (Process Safety Management, 이하 PSM)를 제출하고 향후 보고서대로 관리를 할 것을 요구하는데 이 PSM 이행이 중대재해처벌법 시행에 발맞추어 가장 많은 공을 들여야 할 과제이다. 요꼬가와전기에서는 4차산업혁명시대를 맞이하여 플랜트의 효율적인 PSM 관리를 위해 Operations Management (OM)와 Field Assistance (FA)를 개발해서 고객사의 안전관리에 공헌하고자 한다.
PSM의 요구사항
산업안전보건법 제44조(공정안전보고서의 작성, 제출), 제45조(공정안전보고서의 심사 등), 제46조(공정안전보고서의 이행 등)와 노동부 고시 제2020-55호 “공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정”를 참고하면 공정안전관리 보고서는 다음 페이지의 [그림 1]과 같이 주요 12가지 요소로 이루어져 있다.
[그림 1]공정안전관리 보고서 구성내용 (12요소)
요꼬가와전기의 Operation Management / Field Assistance 솔루션
요꼬가와전기의 Operation Management (이하 OM)과 Field Assistance (이하 FA)에서는 PSM 12가지 요소를 모두 지원하지는 못하지만 [그림 2]와 같이 “안전운전지침서” (Work Instruction에 포함), “안전작업허가” (Permit to Work), “가동전 점검지침” (Work Instuction에 포함), “변경요소 관리” (Management Of Change), “공정사고조사” (Incident Management) 활동을 스마트폰 및 Wearable Device와 고객사 내부 OM/FA용 서버와의 인터페이스를 통해 지원한다.
[그림 2] OM의 주요기능
그 외에도 매일 일상적으로 실행하는 일일점검기록 (Operation Log)과 교대근무조 간 인수인계 (Shift Handover) 대장 기록 및 조회도 스마트폰 및 Wearable Device와 내부 OM/FA용 서버의 인터페이스를 통해 지원될 수 있도록 개발되었다.
FA는 “설비점검 및 유지” (Mechanical Integrity, 이하 MI)의 디지털화를 위해 개발된 솔루션으로 역시 스마트폰 및 Wearable Device와 내부 OM/FA용 서버의 인터페이스를 통해 지원될 수 있도록 개발되었다.
Work Instruction Module
Work Instruction 기능은 “안전운전지침서”와 “가동 전 점검지침”의 모든 절차서와 체크리스트를 디지털화한 기능이다.
안전운전지침서와 가동 전 점검지침은 우리나라 모든 공장에 종이로 서류화해서 방대한 절차서를 보관하고 작업 시 참고해야 할 때마다 무거운 파일을 현장에 가지고 나가 해당 절차서를 펼쳐보면서 작업한다.
하지만 현장운전원이나 정비담당자는 무거운 파일을 현장에 가지고 나가는 번거로움을 피하기 위해 머리 속에 절차서를 담아두고 파일없이 현장에 나가는 경우가 많다. 이런 불편함 때문에 절차서가 있음에도 불구하고 절차서대로 진행하지 못해 사고로 이어지는 경우가 많다.
현장운전원들과 정비담당자의 이러한 불편함을 해소시켜 주기 위해서는 안전운전지침서와 가동 전 점검지침에 해당하는 모든 절차서를 내부 OM용 서버에 디지털화하고 인터페이스를 통해 스마트폰 및 Wearable Device를 현장에서 조회 및 체크리스트 입력이 가능하게끔 시스템을 구성하면 인적오류에 의한 많은 사고를 줄일 수 있다.
2004년도에 발생한 미국 포모사 플라스틱 공장 폭발사고의 경우 현장작업자가 내부절차서를 어기고 현장에서 Emergency Air를 밸브에 바이패스 걸어서 일어난 폭발사고로 5명의 작업자가 사망하였다.
미국 포모사 플라스틱사고 외에도 내부절차서를 충실히 따르지 못해 발생한 사고가 많은데 OM과 같은 작업절차서 디지털화 솔루션을 통해 유사한 사고의 재발을 예방할 수 있다.
Permit to Work Module
Permit to Work 기능은 체계적이고 신속한 “안전작업허가”를 위해 개발된 기능이다. 1988년 발생한 영국의 파이퍼 알파 플랫폼 폭발사고는 현장작업자가 정식으로 작업허가서를 발급받지 않고 안전밸브 교제작업을 진행하다가 폭발한 사고로 총 162명의 직원이 사망한 최악의 사고 중에 하나이다.
안타깝게도 이 사고 이후에도 안전작업허가서를 발급받지 않고 작업한다든지 또는 안전작업허가서를 충분한 검토를 거치지 않고 형식적으로 발급하다 작업자가 사망하는 사고는 최근까지도 우리나라에서 발생하고 있다.
2005년 산업안전보건공단의 중대재해사고 원인분석에 따르면 안전작업허가서 문제로 발생한 사고가 전체 중대사고 원인 중 40%를 차지할 정도로 가장 큰 부분을 차지하고 있다.
파이퍼 알파 플랫폼 폭발사고의 경우 현장작업자가 정식으로 작업허가서를 받지 않고 작업을 시작하게 된 경위는 작업허가서를 받기 위한 서류를 작성해서 운전원에게 갔지만 앞의 작업자가 작업허가서를 받는데 너무 시간을 지체하고 있어서 그 긴 시간을 기다리지 못하고 먼저 작업을 시작하다 대형사고로 이어졌다.
우리나라 대부분 공장의 작업허가서는 [그림 3]과 같이 넓은 현장과 몇 개의 사무실을 왔다갔다하며 서류로 발급받고 있다.
[그림 3] 일반적인 작업허가 방법
작업허가서를 발급받기 전에는 기본적인 체크리스트 외에도 검토해야 할 사항이 매우 많다.
허가받을 작업에 대한 위험성평가, 허가받을 작업과 관련된 이전 사고 이력, 동시에 진행되는 다른 작업과 작업영역 간 중첩여부 검토 (Mapping), 안전한 작업진행을 위한 격리 (Isolation) 체크 (작업자 질식예방 목적), 작업지역에 대한 보안 검토 등을 반드시 이행한 후 작업허가서를 발행해야 하는데 이 많은 검토기능과 작업허가서를 발급하는 기능이 하나로 통합된 솔루션만이 작업허가서 발급 상의 실수를 줄여 줄 수 있다.
요꼬가와의 OM솔루션은 이 모든 사전 검토 기능과 작업허가서 발급 기능이 하나로 통합된 솔루션을 제공함으로써 안전하고 신속하고 체계적인 작업허가시스템을 제공한다. Permit to Work 기능을 통해 엄격하게 작업 전 준비사항을 확인한 후 현장작업자의 스마트폰과 운전원 및 안전팀의 OM용 서버 간 실시간 인터페이스를 통해 신속하고 스마트폰으로 작업허가서를 발급받는 시스템을 갖춘다면 파이퍼 알파와 같은 폭발사고를 예방할 수 있을 것이다.
Incident Management Module
제대로 된 사고조사보고서는 유사한 원인의 사고를 예방하는 데 가장 핵심적인 역할을 한다. 현재 국내 대부분의 화학공장에서는 [그림 4]와 같이 전통적인 사고조사를 진행하고 문서로 기록 및 보관하고 있다.
[그림 4]와 같은 전통적인 사고 조사 보고서는 종이 기반의 문서로 보관되기 때문에 향후 과거 사고 이력을 조회하거나 통계자료를 작성하기 힘들다. 과거 사고이력은 작업허가서 발급할 때마다 반드시 조회가 필요한데 종이 기반의 사고 조사 보고서는 조회시간이 오래 걸릴 수밖에 없다.
OM솔루션을 통한 Incident Management 기능은 체계적이고 디지털화된 사고조사보고서를 통해 과거 이력의 신속한 조회와 통계자료작성의 편이성을 지원한다.
[그림 4] 일반적인 사고 보고서
Management of Change Module
1974년도 영국에서 발생한 플릭스보로 니프로공장 폭발사고는 공장설계를 변경해서 시운전을 하다 폭발해서 28명이 사망하고 167채의 주변 공장들이 심각하게 손상된 사고였다. 이 사고는 변경요소관리를 제대로 하지 않아 발생한 대표적인 사고로 변경요소관리가 PSM의 주요 요소로 자리잡는 데 가장 큰 역할을 한 사고로 볼 수 있다.
공장의 설계를 변경할 때는 반드시 위험성평가를 통해 설계변경에 따른 위험성을 평가하고 설계변경에 따른 안전조치가 확보된 것을 확인 후 내부 변경요소관리계획에 따라 변경 전과 변경 후의 모든 설계자료를 첨부해서 변경요소관리보고서를 작성해서 승인받고 변경작업에 대한 작업허가서를 발급해야 한다. 물론 위험성평가 시는 과거 사고조사이력을 참고할 필요도 있다.
OM솔루션은 위험성평가기능과 작업허가서 기능의 연계를 통해 엄격하고 체계적이고 디지털화된 변경요소관리보고서 작성 및 승인이 가능하도록 지원한다.
Field Assistance
네덜란드 정부기관인 TNO의 보고서에 따르면 네덜란드 공장들의 중대사고 원인 중 설비고장에 의한 사고는 26%를 차지할 정도로 많은 부분을 차지하고 있다. 설비고장에 의한 대표적인 사고사례는 11명의 작업자가 사망하고 대규모 해양오염으로 이어진 2010년도 미국 멕시코만에서 발생한 딥워터 호라이즌 폭발사고와 영국 분스필드 공장지역의 88개의 공장건물을 무너지게 한 2005년도 영국 분스필드 탱크팜 폭발사고가 있는데 딥워터 호라이즌 폭발사고는 Blowout Preventer의 Solenoid Valve고장으로 일어난 폭발사고였고, 분스필드 탱크팜 폭발사고는 Level Switch와 Level Gauge 고장으로 발생한 사고였다.
우리나라에서도 2005년도 산업안전보건공단의 중대산업사고사례집을 참고하면 설비유지 관리불량에 의한 폭발사고는 전체 사고원인 중 20%를 차지하고 있는 것으로 보고되었다.
Field Assistance (이하 FA)는 “설비점검 및 유지” (Mechanical Integrity, 이하 MI)의 디지털화를 위해 개발된 솔루션으로 현장설비 및 계기에 대한 점검 기록 및 유지보수 활동 기록을 그림 5와 같이 스마트폰으로 기록해서 내부 OM/FA용 서버와의 인터페이스를 통해 저장하고 스마트폰으로 모든 과거기록사항을 조회할 수 있도록 개발한 솔루션으로 현장설비 및 계기의 MI활동이 효율적이고 체계적으로 관리될 수 있도록 지원한다.
[그림 5] FA 스마트폰 화면
그 외의 OM/FA 기능들
매일 일상적으로 진행하는 운전, 정비, 안전 관련 특이사항을 기록하는 Logbook Module, 교대근무조 간 교대 시 근무 중의 특이사항을 기록해서 전달하는 Shift Handover Module, 운전 중 발생한 알람들을 요약해 주는 Alarm Pattern Analysis Module, 운전 중 제어나 인터록의 일부분의 기능을 멈추는 Override작동을 요약해서 보여주는 Process Overrides Analysis Module 등 다양한 기능들과 화면들이 운전원의 신속하고 정확한 판단을 도와주고 안전한 운전을 지속할 수 있도록 지원한다.
결론
BBC보고서에 참고하면 비피, 쉐브론 텍사코, 다우케미칼, 쉘, 듀퐁 등 전 세계적으로 앞서나가는 안전관리기법을 개발하고 적용하는 데 앞장서 온 화학기업들도 [그림 6]에서 보다시피 2008년도부터는 사고 건수가 많이 줄지 않고 정체된 그래프를 보이고 있다. 이 그래프는 아날로그적인 안전관리기법으로는 사고를 줄이는 데 명확한 한계가 있음을 보여준다.
[그림 6] Occupational Safety Performance
OM/FA솔루션과 같은 실시간 데이터 인터페이스를 활용한 안전관리는 아날로그적인 한계를 뛰어넘어 더 안전한 현장을 만드는 데 큰 공헌을 하리라 확신한다.
* 본 원고는 플랜트기술 2023년 3월 기획특집으로 게재된 기사입니다.