건설안전기사 필기 - 인간공학 및 시스템안전공학(시스템 안정공학)

시스템의 구성요소 및 기능

□ 시스템의 구성요소 : 재료, 부품, 기계설비, 일하는 사람

□ 시스템의 목적하는 기능

정보의 전달 / 물질 또는 에너지의 생산 / 사람, 물건, 에너지의 이송

 

시스템 안전관리

□ 시스템안전

- 계획 / 설계 / 제조 / 운용 등의 단계를 통해 안전관리와 시스템 안전공학을 정확히 적용

□ 시스템 안전관리

- 시스템 안전에 필요한 사항의 동일성 식별

- 안전활동 계획, 조직

- 다른 시스템 프로그램 영역과 조정

- 프로그램의 해석, 검토 및 평가 등의 시스템 안전업무

□ 시스템 안전공학

- 과학적 공학적 우너리를 적용, 시스템내의 위험성을 적시에 식별하고 그 예방 또는 제어에 필요한 조치를 도모하기 위한 시스템 공학의 한 분야

□ 시스템 안전 프로그램 : 시스템 안전을 확보하기 위한 기본지침으로 프로그램의 작성계획에 포함되어야 할 내용

 

시스템 안전의 달성

□ 시스템 안전을 달성하기 위한 시스템 안전 설계 원칙

1순위(위험상태의 존재의 최소화) - 2순위(안전장치의 채용) - 3순위(경보장치의 채용) - 4순위 (특수한 수단 개발, 표시의 규격화)

□ 시스템 안전을 달성하기 위한 안전수단

- 재해의 예방과 피해의 최소화 및 억제(구분)

 

위험성의 분류 및 FAFR

□ 위험성의 분류

Category 1 - 파국적 / 중상 / 큰손상

Category 2 - 위험 / 경상 / 손상

Category 3 - 한계적 / X / X (배제 또는 제어가능하다)

Category 4 - 무시 / X / X

□ FAFR : 위험도를 표시하는 단위 (1억 근로시간당 사망자수, 천명의 10만시간)

- Kletz 는 0.35~0.4 넘지 않을것

- Gibson(읽어볼것)

 

설비도입 및 제품 개발 단계의 안전성 평가

□ 구상단계 

- 시스템안전계획 SSP 작성

- 예비위험분석 PHA 작성

- 안전성에 관한 정보 및 문서 파일작성

- 구상단계 정식화 회의에의 참가

□ 설계단계

- 계획을 실시

- 설게기준을 결정하여 발표

- 예비위험분석 PHA를 위험분석 SSHA로 바꾸어 완성

- 하청업자나 대리점에 대한 시스템 안정성....

□ 제조, 조립 및 시험단계

- 위험분석 SSHA 확정 프로그램 확립 실시

- 운영안전성 분석 OSA 실시

- 요소 및 서브시스템 

- 안전설계 손상하지 않도록 안전성과 협력

□ 운용단계 : 시스템 안전성 공학의 실증과 감시 단계

- 타당성이 있는지 여부 식별

- 조작장치, 사용설명서 등 평가

 

PHA 예비사고분석

※ 수리적(정성적 분석 / 정량적 분석)

※ 논리적(귀납적 분석 - 원인과 결과 / 연역적 분석 - 결과와 원인)

□ PHA : 대부분 시스템 안전 프로그램에 있어서 최초단계의 분석으로 시스템 내의 위험한 요소가 얼마나 위험한 상태에 있는가를 정성적으로 평가

□ PHA의 목적 : 시스템의 개발 단계에 있어서 시스템 고유의 위험상태를 식별하고 예상되는 재해의 위험수준을 결정

□ PHA의 4가지 주요목표

- 시스템 대한 모든 주요한 사고를 식별

- 사고 유발 요인을 식별

- 사고가 발생한다고 가정하고 생기는 결과를 식별

- 식별된 사고를 범주로 나눈다

파국적 - 중대 - 한계적 - 무시가능

 

FHA 결함사고분석(PHA 예비사고분석과 구분할것)

□ 서브시스템 해석 등에 사용되는 해석법

 

FMEA(고장형태와 영향분석)

□ FEMA : 시스템 안전분석에 이용되는 전형적인 정성적 및 귀납적 분석방법

□ FMEA의 장점 및 단점

- 장점 : 서식 간단, 비교적 적은노력, 쉽게분석

- 단점 : 논리성부족, 동시에 두가지가 고장시 분석곤란, 인적 원인분석 곤란

□ 고장의 영향

- 발생확률 (베타)의 값에 따라 영향( 0.10 < 베타 < 1.0 - 예상되는 손실)

□ 위험성 분류의 표시

- Category 1 : 생명 또는 가옥의 상실

- Category 2 : 사명 수행의 실패

- Category 3 : 활동의 지연

- Category 4 : 영향 없음

□ FEMA의 표준적 실시절차(단계)

- 대상 시스템의 분석 (1단계) : 파악, 기본방침의 결정, 블럭도 작성

- 고장형과 그 영향의 분석 (2단계) : 고장 검토, 워크시트에 기입

- 치명도 해석(위험도)과 개선책 검토 (3단계) : 치명도해석, 설계 개선의 제언

 

CA(위험도 분석)

□ CA : 고장이 직접 시스템의 손실과 사상에 연결되는 높은 위험도를 가진 요소나 고장의 형태에 따른 분석법

□ 고장형의 위험도 분류

- Category 1 : 생명 상실

- Category 2 : 작업의 실패

- Category 3 : 활동의 지연, 손실

- Category 4 : 관리로 이어질 고장

□ FEMA + CA = FMECA, 정성적 + 정성적 = 정량적

 

DT와 ETA(사상수분석법)

□ 디시젼트리 : 시스템 모델의 하나로, 귀납적 정량적

- 안전해석에 이용시 ETA

□ ETA : 귀납적이고 정량적인 분석방법, 재해의 확대요인을 분석

□ EAT의 작성방법

- 좌에서 우로 진행

- 성공사상은 위쪽, 실패사상은 아래쪽

- 확률의 합은 항상 1

- 최후의 각각의 곱의 합으로 안전도가 계산

 

THERP(인간과오율예측기법)

□ THERP: 인간과오율을 정량적으로 평가하기 위한 기법

 

MORT(경영서홀과 위험수분석)

□ MORT : 트리를 중심으로 FTA와 같은 논리기법(연역적), 광범위하게 안전을 도모, 고도의 안전을 달성 목적, 개발자 존슨

 

O & SHA(운용 및 위험분석)

□ O & SHA : 인원, 순서, 설비에 관하여 윈험을 동정하고 제어, 안전 요건을 결정하기 위해 실시하는 분석법

□ 분석결과 (읽어보기)

 

HAZOP(위험 및 운전성 검토)

□ 위험 및 운전성 검토 : 각각의 잠재된 위험이나 기능저하를 체계적이고 비판적인 검토

□ 용어의 정의

- 의도 : 어떤 부분이 어떻게 작동되리라고 기대, 그림과 도면화

- 이상 :  의도에서 벗어난 것을 말하며, 유인어를 체계적으로 적용하기 위함

- 결과 : 이상이 발생할 경우의 결과

- 위험 : 손상, 손실을 초래할 수 있는 결과

- 유인어 : No 부정, More 양의 증가, AS well as 성질상의 증가, Part of 일부변경, Reverse 논리적인 역, Other than 완전한 대체

□ 위험 및 운전성 검토의 성패를 좌우하는 중요요인

- 팀의 기술능력과 통찰력

- 자료 등의 정확성

- 균형감각 유지능력

- 이상, 원인, 결과 등을 발견하기 위해 상상력을 동원하는데 보조수단의 팀의 능력

□ 검토절차

목적과범위결정- 검토팀의 선정- 검토준비 - 검토실시 - 후속조치 후의 결과기록

□ 검토목적

- 기존시설의 안전도 향상 / 설비 구입여부 결정 / 공급자에게 문의사항 획득

□ 검토시 고여할 위험의 형태

□ 검토준비 작업의 4단계

□ 위험을 억제하기 위한 일반적인 조치사항

- 공정의 변경 / 공정 조건의 변경 / 설계외형의 변경 / 작업방법의 변경

□ 위험 및 운전성 검토를 수행하기 가장 좋은 시점

- 설계완료 단계, 설계가 상당히 구체화된 시점

 

멀티플체크(다중점검)

시스템어프로치 - 체크리스트 - FMEA에 의한 평가 - 안전대책 시행 - What of - FTA와 ETA에 의한 종합판단

 

위험 처리(조정)기술

□ 회피 / 경감,감축 / 보류 / 전가 / 제거

 

F.T.A(결함수 분석법)

□ 연역적, 정량적(정성적분석 포함) 해석이 가능한 기법

□ FTA 도표에 사용하는 논리

- 결함사상 : 

- 기본사상 : 말단사상 / 기계의 결함또는 작업자의 오작동 

- 이하생략사상 : 말단사상 / 생략가능

- 통상사상 : 말단사상 / 발생이 예상되는 사상

- 전이기호 : 이행시키기 위한 기호

- AND gate : 논리기호 / A,B,C 모두 관계시 (반달)

- Or gate : 논리기호 / A,B,C 중 하나만 관계시에도 / 병렬연결 (초승달)

- 수정기호 : 제약Gate 또는 억제 Gate

□ 수정기호(조건)

- 우선적 AND Gate : A보다 B가 먼저

- 짜 맞춤(조합) AND Gate : 어느 것이든 두개

- 위험지속기호

- 배타적 OR Gate : 동시에 발생하지 않는다

□ D.R Cherition의 FTA에 의한 제해사례 연구순서

Top 사상의 선정 - 사상의 재해 원인의 규명 - FT의 작성(논리기호사용) - 개선 계획의 작성

□ 확률사상의 곱과 합

- 논리곱의 확률(AND Gate) : T = A x B 

- 논리합의 확률(OR Gate) : T = 1 - (1-A)(1-B)

□컷과 패스

- 컷과 미니멀 컷

컷 : 정상 사상을 일으키는 기본사상의 집합

미니멀 컷 : 필요 최소한의 컷

- 패스(신뢰성), 미니멀 패스(최소한의 신뢰성)

- 컷과 패스를 구하는 법

AND 게이트는 가로로 나열, OR게이트는 세로로 배열

패스와 매니멀 패스 : 쌍대 FT를 구하여 쌍대 FT의 미니멀 컷을 구하면 원하는 FT의 미니멀 패스가 됨

□ 인간의 실수 및 조작자의 간과에 대한 기본 사상 및 생략 사상

- 기본사상 

- 기본사상(인간의실수) : 점선

- 생략사상 : 다이아

□ 억제게이트와 부정게이트

- 수정기호의 일종, 억제 모디파이어와 같다

- 부정게이트 : 상단바표시

 

안전해석기법

1 PHA : 예비사고분석

2 FHA : 결함사고분석(서브시스템)

3 FEMA : 고장형 영양분석

4 CA : 치명도분석

5 FMECA : 정량적

6 THERP : 인간과오율 예측기법(정량적)

7 MORT : 경영소홀 및 위험수(연역적, 광범위함)

8 FTA : 결함수분석(연역적, 정량적, 컴퓨터분석가능)

 

공장설비의 안전성 평가

□ 안전성 평가와 종류

- 세이프티 어세스먼트 : 안전성 평가(반대 : 위험성)

- 테크놀로지 어세스먼트 : 기술개발의 종합평가

- 리스크 어세스먼트 : 위험성평가

- 휴먼 어세스먼트 : 인간과 사고 상의 평가

□ 안전성 평가의 기본원칙(6단계)

관계자료의 정비검토(작성준비) - 정성적 평가 - 정량적 평가 - 안전대책 - 재해정보에 의한 재평가 - F.T.A에 의한 재평가

□ 안전평가의 4가지 기법

체크리스트 / 위험의 예측평가 / 고장형 영향분석(FMEA) / 결함수 분석(FTA)

□ 기술개발의 종합평가(읽어두기)

사회적복리기여도 - 실현가능성 - 안전성과 위험성 - 경제성 - 종합평가

□ 위험성 평가의 순서

리스크의 검출과 확인 - 리스크의 측정과 분석 - 리스크의 처리 - 리스크의 처리방법과 선택 - 계속적인 리스크의 감시

 

화확설비의 안전성 평가

□ 안전성 평가의 5단계

관계자료의 작성준비 - 정성적평가 - 정량적평가 - 안전대책 - 재평가(재해정보 및 FTA에 의한 재평가)

□ 관계자료의 작성준비

- 자료의 작성준비

- 조사항목 : 지질도 풍배도 / 화확설비 배치도 / 건조물의 도면 / 물리적, 화학적 성질 / 제조공정의개요 / 관계자료

□ 정성적평가

- 설계관계 : 입지조건 / 공장 내 배치 / 건조물 / 소방설비

- 운전관계 : 원재료, 중간체제품 / 공정 / 수송,저장 / 공정기기

□ 정량적 평가

- 평가항목 : 취급물질 / 용량 / 온도 / 압력 및 조작

- A급 = 10점, B급 = 5점, C급 = 2점, D급 = 0점

- 합산결과의한 위험도

16점 이상 - 위험도가 높다 / 11점~15점 이하 - 주의상황 / 10점 이하 - 위험도가 낮다

□ 안전대책

- 설비대책 : 안전장치 및 방재장치

- 관리적 대책 : 인원배치, 교육훈련 및 보전

- 적정인원 배치

위험등급 1 = 추분한 인원배치 / 법정 자격자를 복수로 배치

위험등급 2 = 작업이 가능한 인원배치 / 법정 자격자가 복수로 배치

위험등급 3 = 긴급시, 주작업을 하고 지원이 확보가능한 인원배치 / 법정자격자가 충분한 배치

- 교육훈련 과목(읽어볼것)

□ 재평가

재해정보를 적용하여 안전대책의 재평가