2011년 3월에 발생한 일본 후쿠시마 사고를 계기로 전 세계적으로 원자력발전소의 안전을 우려하는 목소리가 높아졌으며, 원전의 안전은 정치적 사회적 이슈가 되었다. 이를 위해 원전 기기 설비 등의 성능 및 기능이 설계된 대로 작동 유지될 수 있도록 안전성 및 신뢰성을 제공하기 위한 활동 중 하나로 형상관리의 중요성이 강조되고 있다. 그러나, 국내외적으로 형상관리를 위한 프로세스 및 절차의 미흡, 형상관리라는 모호한 개념, 형상관리 인력부족, 운영체계 전산화 부족 등으로 아직까지는 형상관리 활용에 있어 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 문헌고찰을 통해 형상관리를 활용하고 있는 7개 산업에 대해 활용목적, 관리기법, 생애주기 관점에서 형상관리 개념을 비교분석하여 원전 형상관리 Framework를 도출하였다. 또한 생애주기단계별 형상관리기법별 기능리스트 항목을 세부적으로 정의함으로써 원전 형상관리 Framework의 개념을 구체화하였다. 본 연구에서 도출한 원전 형상관리 Framework 및 생애주기단계별, 관리기법별 기능리스트는 문헌고찰을 통해 분석된 현행 원전산업에서의 형상관리 활용 문제점을 고려하여 재정의한 것이며, 기존의 형상관리 개념을 전 생애주기로 확대시킴과 동시에 구체적으로 실제원 전사업에 형상관리 개념을 적용할 수 있는 방법을 제시하였다.
2011년 3월에 발생한 일본 후쿠시마 사고를 계기로 전 세계적으로 원자력발전소의 안전을 우려하는 목소리가 높아졌으며, 원전의 안전은 정치적 사회적 이슈가 되었다. 이를 위해 원전 기기 설비 등의 성능 및 기능이 설계된 대로 작동 유지될 수 있도록 안전성 및 신뢰성을 제공하기 위한 활동 중 하나로 형상관리의 중요성이 강조되고 있다. 그러나, 국내외적으로 형상관리를 위한 프로세스 및 절차의 미흡, 형상관리라는 모호한 개념, 형상관리 인력부족, 운영체계 전산화 부족 등으로 아직까지는 형상관리 활용에 있어 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 문헌고찰을 통해 형상관리를 활용하고 있는 7개 산업에 대해 활용목적, 관리기법, 생애주기 관점에서 형상관리 개념을 비교분석하여 원전 형상관리 Framework를 도출하였다. 또한 생애주기단계별 형상관리기법별 기능리스트 항목을 세부적으로 정의함으로써 원전 형상관리 Framework의 개념을 구체화하였다. 본 연구에서 도출한 원전 형상관리 Framework 및 생애주기단계별, 관리기법별 기능리스트는 문헌고찰을 통해 분석된 현행 원전산업에서의 형상관리 활용 문제점을 고려하여 재정의한 것이며, 기존의 형상관리 개념을 전 생애주기로 확대시킴과 동시에 구체적으로 실제원 전사업에 형상관리 개념을 적용할 수 있는 방법을 제시하였다.
In the 1950s, the concept of configuration management (CM) was started by the US Department of Defense (DOD). Later, it has begun to be applied in aerospace, software, engineering, construction, and nuclear power industry. However, configuration management (CM) in the Korean nuclear industry was fir...
In the 1950s, the concept of configuration management (CM) was started by the US Department of Defense (DOD). Later, it has begun to be applied in aerospace, software, engineering, construction, and nuclear power industry. However, configuration management (CM) in the Korean nuclear industry was firstly utilized in 2006 only for selected parts of facilities, while the US nuclear industry has applied CM for the facilities' entire systems since 1990s. Furthermore, configuration management (CM) is in its conceptual stage in the Korean nuclear industry because of ambiguous CM concepts, lacks of CM professional manpower, non-computerization, and inadequacy of CM procedures and processes. In order to address this issues, seven industries (including defense, aerospace, software, engineering, architecture, civil engineering, nuclear power) that utilize the concept of configuration management (CM) were compared and analyzed based on the CM purpose, technique, and life-cycle perspectives. By an extensive literature review and expert interviews, this paper developed a framework of configuration management (CM) for the nuclear industry. And also, a list of functions based on life-cycle stages and CM techniques are developed for clarifying CM framework in order to promote practical applications.
In the 1950s, the concept of configuration management (CM) was started by the US Department of Defense (DOD). Later, it has begun to be applied in aerospace, software, engineering, construction, and nuclear power industry. However, configuration management (CM) in the Korean nuclear industry was firstly utilized in 2006 only for selected parts of facilities, while the US nuclear industry has applied CM for the facilities' entire systems since 1990s. Furthermore, configuration management (CM) is in its conceptual stage in the Korean nuclear industry because of ambiguous CM concepts, lacks of CM professional manpower, non-computerization, and inadequacy of CM procedures and processes. In order to address this issues, seven industries (including defense, aerospace, software, engineering, architecture, civil engineering, nuclear power) that utilize the concept of configuration management (CM) were compared and analyzed based on the CM purpose, technique, and life-cycle perspectives. By an extensive literature review and expert interviews, this paper developed a framework of configuration management (CM) for the nuclear industry. And also, a list of functions based on life-cycle stages and CM techniques are developed for clarifying CM framework in order to promote practical applications.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 여러 관련 산업에서 활용하고 있는 형상관리 개념을 비교분석함으로써 원전건설 형상관리 Framework를 도출하고, 이를 실제 원전사업에 적용하기 위한 구체적인 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
따라서 본 연구에서는 원전 형상관리기법 중 변경관리에 있어 시간, 비용, 품질뿐만 아니라 특히 원전 안전운영을 위해 기획단계에서 폐로까지 전 생애주기를 고려해야한다고 보았다. 또한 원전 변경관리의 가장 본질적인 목적인 설계요건, 물리적형상, 형상정보의 3요소에 대한 일치성 보장(IAEA 2003, INPO 2005, EPRI 2011, KINS 2013)을 통한 전 생애주기에 걸친 변경관리는 특히 운영단계에서 정확한 발전소 정보 및 데이터를 활용함에 그 목적이 있다고 보았다.
따라서 본 연구에서는 원전 형상관리기법 중 변경관리에 있어 시간, 비용, 품질뿐만 아니라 특히 원전 안전운영을 위해 기획단계에서 폐로까지 전 생애주기를 고려해야한다고 보았다. 또한 원전 변경관리의 가장 본질적인 목적인 설계요건, 물리적형상, 형상정보의 3요소에 대한 일치성 보장(IAEA 2003, INPO 2005, EPRI 2011, KINS 2013)을 통한 전 생애주기에 걸친 변경관리는 특히 운영단계에서 정확한 발전소 정보 및 데이터를 활용함에 그 목적이 있다고 보았다. 이를 위해 발전소 item에 대한 numbering을 통해 추적성(Treaceability)을 제공하여 변경발생 시 형상 또는 문서의 status를 실시간으로 추적하는 것이 중요하다(IAEA 2003).
제안 방법
2장에서 형상관리를 활용하고 있는 7개 산업에서의 형상관리 선행연구 비교분석을 바탕으로 기존의 형상관리 개념을 구체화함과 동시에 원전산업에서의 형상관리를 위한 Framework 및 고려요소를 도출하였으며, 본 연구에서는 원전 형상관리 Framework를 Fig. 1과 같이 정의하였다.
다음으로는2) 원전산업에서의 공통적인 형상관리 관리대상 및 관리 요소를 정의하여 원전 형상관리 Framework를 도출하였으며, 마지막으로3) 생애주기단계별·관리기법별 형상관리 기능리스트 항목을 세부적으로 정의함으로써 원전 형상관리 Framework 개념을 구체화하였다.
또한 원전을 대상으로 하는 문헌고찰을 통해 공통적으로 다루고 있는 형상관리대상 및 관리요소를 도출하였으며, 관리대상으로 발전소의 구조물, 계통, 기기(SSCs)와 관리요소로서 설계요건, 물리적형상, 형상정보의 3요소에 대해 개념을 정의하였다. 도출된 원전 형상관리 Framework 개념을 구체화하기 위해 생애주기단계별 형상관리 기능리스트로서 기획단계 3개 항목, 설계단계 5개 항목, 구매조달단계 3개 항목, 시공단계 4개 항목, 시운전단계 4개 항목, 운영단계 3개 항목을 도출하였으며, 원전 형상관리를 위한 관리기법으로서 선정된 4가지 기법에 대해 기법별 문헌고찰을 통해 기능리스트 항목을 제시하였으며, 변경관리, 요건관리, 정보관리 각각 6개 항목씩, 인터페이스관리 3개 항목을 도출하였다.
따라서 본 연구에서는 위에서 서술한 관련 문헌고찰을 통해 원전 형상관리기법 중 변경관리의 세부기능리스트로서 MC1~MC6까지 총 6개 항목을 선정하였다(Table 3).
종합하자면 본 연구에서 도출한 원전 형상관리 Framework는 문헌고찰을 통해 분석된 현행 원전 산업계에서의 형상관리 활용에 있어 개념 및 프로세스, 절차의 미흡을 보완하기 위해 기존의 형상관리 개념을 전 생애주기로 확대시켜 원전 산업에 적합하도록 새롭게 재정의하였다. 또한 도출한 형상관리 개념을 실무적 차원에서 활용할 수 있도록 4가지 관리기법(변경, 요건, 정보, 인터페이스관리) 및 생애주기단계별 형상관리 수행방법에 대해 각각의 항목별로 제시하여 개념을 구체화하였다.
또한 원전을 대상으로 하는 문헌고찰을 통해 공통적으로 다루고 있는 형상관리대상 및 관리요소를 도출하였으며, 관리대상으로 발전소의 구조물, 계통, 기기(SSCs)와 관리요소로서 설계요건, 물리적형상, 형상정보의 3요소에 대해 개념을 정의하였다. 도출된 원전 형상관리 Framework 개념을 구체화하기 위해 생애주기단계별 형상관리 기능리스트로서 기획단계 3개 항목, 설계단계 5개 항목, 구매조달단계 3개 항목, 시공단계 4개 항목, 시운전단계 4개 항목, 운영단계 3개 항목을 도출하였으며, 원전 형상관리를 위한 관리기법으로서 선정된 4가지 기법에 대해 기법별 문헌고찰을 통해 기능리스트 항목을 제시하였으며, 변경관리, 요건관리, 정보관리 각각 6개 항목씩, 인터페이스관리 3개 항목을 도출하였다.
마지막으로 생애주기에 있어서는 원전산업의 경우 주로 설계·시공단계에서의 변경관리에 국한되어 있어 이를 전 생애주기로 확대할 필요가 있었다. 본 장의 이러한 형상관리 관련 문헌고찰 비교분석 결과를 종합하여 다음 장에서는 원전 형상관리 Framework를 제안하였다.
연구방법으로는, 형상관리 관련 문헌고찰을 통해 먼저1) 형상관리를 활용하고 있는 7개 산업에서 형상관리의 활용목적, 관리기법, 생애주기 관점을 비교분석하였다. 다음으로는2) 원전산업에서의 공통적인 형상관리 관리대상 및 관리 요소를 정의하여 원전 형상관리 Framework를 도출하였으며, 마지막으로3) 생애주기단계별·관리기법별 형상관리 기능리스트 항목을 세부적으로 정의함으로써 원전 형상관리 Framework 개념을 구체화하였다.
원전 형상관리에 있어 변경관리 기능리스트를 도출하기 위해 엔지니어링, 토목, 건축, 원전을 대상으로 한 변경관리관련 문헌을 비교분석하였으며, 이는 Table 4와 같다.
원전 형상관리에 있어 요건관리 기능리스트를 도출하기 위해 건축 및 플랜트를 대상으로 하는 문헌고찰을 통해 요건관리의 개념을 살펴보았다.
이러한 형상관리의 역사적 배경을 바탕으로 문헌고찰을 통해 형상관리 국제표준인 ISO 9000(2005)과 ISO 10007(2003), 그리고 형상관리를 활용하고 있는 7개 산업(군수, 항공우주, 소프트웨어, 엔지니어링, 건축, 토목, 원전)에서 형상관리 활용목적, 관리기법, 생애주기 관점으로 비교분석하였으며, 이는 Table 1과 같다.
제 3장에서 도출한 원전 형상관리 Framework 요소 중 관리기법별 문헌고찰을 통해 기법별 기능리스트를 Table 3과 같이 도출하였으며, 본 연구에서는 변경관리, 요건관리, 정보 관리의 경우 각각 6개 항목씩, 인터페이스관리의 경우 3개 항목을 선정하였다.
종합하자면 본 장에서는 문헌고찰을 통해 원전 형상관리에서 의미하는 공통적인 관리대상 및 관리요소를 도출하였으며, 관리대상으로서 구조물, 계통, 기기(SSCs)와 관리요소로서 설계요건, 물리적형상, 형상정보의 개념을 정의하였다. 특히 원전 형상관리에 있어 설계요건과 물리적형상, 그리고 형상정보와의 일치성을 관리하는 것은 시설물의 안전 및 효율적 관리에 있어 매우 중요하며, 이를 실현하기 위한 구체적인 방법을 제시하기 위해 다음 장에서는 생애주기단계별·형상 관리기법별 기능리스트를 도출하여 형상관리 개념을 구체화하였다.
종합하자면, 앞선 원전 형상관리 Framework 개념을 구체화하기 위해 요건관리관련 문헌고찰을 통해 원전 형상관리기법 중 요건관리의 세부기능리스트로서 MR1~MR6까지 총 6개 항목을 선정하였다(Table 3).
종합하자면, 앞선 원전 형상관리 Framework 개념을 구체화하기 위해 정보관리관련 문헌고찰을 통해 원전 형상관리기법 중 정보관리의 세부기능리스트로서 MD1~MD6까지 총 6개 항목을 선정하였다(Table 3).
특히 원전 형상관리에 있어 설계요건과 물리적형상, 그리고 형상정보와의 일치성을 관리하는 것은 시설물의 안전 및 효율적 관리에 있어 매우 중요하며, 이를 실현하기 위한 구체적인 방법을 제시하기 위해 다음 장에서는 생애주기단계별·형상 관리기법별 기능리스트를 도출하여 형상관리 개념을 구체화하였다.
대상 데이터
따라서 본 연구에서는 원전 형상관리기법 중 인터페이스관리의 세부기능리스트로서 MI1~MI3까지 총 3개 항목을 선정하였다(Table 3).
성능/효과
따라서 본 연구에서는 문헌고찰을 통해 형상관리를 활용하고 있는 각 분야별로 관리목적, 관리기법, 생애주기 관점에서 형상관리 개념을 비교분석하였으며, 그 결과 형상관리 활용 목적에 있어서 원전산업의 경우 특히 안전 및 품질보증에 대한 중요성을 강조하고 있었으나, 타 산업에 비해 원가 및 공정관리와의 연계성은 부족한 것으로 나타났다. 또한 형상관리기법에 있어서는 모든 산업에서 공통적으로 변경, 요건, 정보, 인터페이스관리를 주요기법으로 언급하고 있었으며, 원전산업에서는 특히 변경사항에 대한 추적관리를 위한 소프트웨어 형상관리와 참여자들 사이의 수행업무를 정의하는 작업 관리의 중요도도 높은 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 문헌고찰을 통해 형상관리를 활용하고 있는 각 분야별로 관리목적, 관리기법, 생애주기 관점에서 형상관리 개념을 비교분석하였으며, 그 결과 형상관리 활용 목적에 있어서 원전산업의 경우 특히 안전 및 품질보증에 대한 중요성을 강조하고 있었으나, 타 산업에 비해 원가 및 공정관리와의 연계성은 부족한 것으로 나타났다. 또한 형상관리기법에 있어서는 모든 산업에서 공통적으로 변경, 요건, 정보, 인터페이스관리를 주요기법으로 언급하고 있었으며, 원전산업에서는 특히 변경사항에 대한 추적관리를 위한 소프트웨어 형상관리와 참여자들 사이의 수행업무를 정의하는 작업 관리의 중요도도 높은 것으로 나타났다. 형상관리 적용생애주기에 있어서는 엔지니어링, 건축, 토목뿐만 아니라 원전산업에서도 설계 및 시공단계에서의 변경관리를 중심으로 형상관리를 활용하고 있었으며, 이를 초기 기획 단계부터 설계, 기기제작, 시공, 시운전, 운영, 폐로까지 적용범위를 확대할 필요가 있었다.
마지막으로 원전산업의 경우 운영원전 및 신규원전을 대상으로 하는 EPRI(2011)를 제외하고는 대부분 운영원전을 대상으로 시공부터 시운전, 운영단계까지 형상관리를 적용하고 있었으며, 설계 및 시공단계에 집중되어 있는 노력을 전 생애주기로 확대할 필요성을 확인할 수 있었다.
먼저 형상관리 활용목적에 있어, 7개 산업 및 ISO 표준 모두 공통적으로 형상관리를 통한 변경관리의 중요도가 가장 높았으며, 특히 군수·항공우주뿐만 아니라 원전산업에서 안전관리를 위한 형상관리의 중요성을 강조하고 있었다.
종합하자면 본 연구에서 도출한 원전 형상관리 Framework는 문헌고찰을 통해 분석된 현행 원전 산업계에서의 형상관리 활용에 있어 개념 및 프로세스, 절차의 미흡을 보완하기 위해 기존의 형상관리 개념을 전 생애주기로 확대시켜 원전 산업에 적합하도록 새롭게 재정의하였다. 또한 도출한 형상관리 개념을 실무적 차원에서 활용할 수 있도록 4가지 관리기법(변경, 요건, 정보, 인터페이스관리) 및 생애주기단계별 형상관리 수행방법에 대해 각각의 항목별로 제시하여 개념을 구체화하였다.
종합하자면 원전산업에서의 형상관리 개념을 도출하기 위해 형상관리를 활용하고 있는 7개 산업에서 형상관리 활용목적, 관리기법, 생애주기관점에서 비교분석을 하였으며, 그 결과 원전산업의 경우 다른 산업에 비해 특히 발전소의 안전, 품질보증을 주요 목적으로 변경, 비용 및 일정관리, 기획관리, 리스크관리까지 고려하고 있었으며, 관리기법에 있어서는 변경, 요건, 정보, 인터페이스관리가 가장 빈도가 높았고, 그 외에 소프트웨어 형상관리를 통해 변경발생 시 추적관리도 적용하고 있었다.
종합하자면, 본 연구에서는 원전건설 Framework 개념을 구체화하기 위해 관련 문헌고찰을 통해 생애주기단계별 기능리스트를 작성하였으며, 기획단계 3개 항목, 설계단계 5개항목, 구매조달단계 3개 항목, 시공단계 4개 항목, 시운전 단계 4개 항목, 운영단계 3개 항목을 도출하였다.
특히 문헌고찰 결과 형상관리의 효율적인 활용을 위해 발전소와 관련된 모든 SSCs 항목과 관련 문서에 대해 numbering을 통해 자동연계 및 시스템화함으로써 변경발생시 추적성(Traceability)을 제공하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.
후속연구
추후 연구방향으로는 본 연구에서 도출된 형상관리기법 별·생애주기단계별 기능리스트에 대한 평가요소를 도출하여 원전 형상관리 Framework의 관리대상인 발전소의 구조물, 계통, 기기 (SSCs)별 중요도 평가를 진행하여 실제 원전 사업 수행 시 SSCs별 형상관리 적용 우선순위를 도출하여 형상관리 가이드라인을 제시하고자 한다. 또한 발전소의 안전에 대한 신뢰도를 제공하기 위해 전 생애주기에 걸친 모든 설계정보, 품질문서, 구매문서, 그리고 교체이력, 정비 등과 관련된 운전형상정보를 철저히 관리하기 위한 형상관리시스템 개발에 대한 연구가 진행될 것이며, 이는 원전 사업관리, 생애주기관리를 위한 실무적 차원에서의 효율적인 관리도구로 활용될 수 있을 것이다.
추후 연구방향으로는 본 연구에서 도출된 형상관리기법 별·생애주기단계별 기능리스트에 대한 평가요소를 도출하여 원전 형상관리 Framework의 관리대상인 발전소의 구조물, 계통, 기기 (SSCs)별 중요도 평가를 진행하여 실제 원전 사업 수행 시 SSCs별 형상관리 적용 우선순위를 도출하여 형상관리 가이드라인을 제시하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
원전의 안전을 위해 무엇이 강조되었는가?
이를 위해 원전 기기·설비 등의 성능 및 기능이 설계된 대로 작동·유지될 수 있도록 안전성 및 신뢰성을 제공하기 위한 활동 중 하나로 형상관리(Configuration Management)의 중요성이 강조되고 있다(KINS 2013).
국제원자력기구에 따르면 2030년까지 몇 기의 신규 원전 건설을 예상하는가?
국제원자력기구 (International Atomic Energy Agency, IAEA)에 따르면 전 세계적인 저탄소사회 실현을 위해 2030년까지 약 400여기의 신규원전 건설을 예상하고 있으며, 세계원자력협회(World Nuclear Association, WNA)는 약 1,200조 원 규모의 원자력발전소 건설시장이 형성될 것으로 전망하고 있다. 이러한 국제적 흐름에 힘입어 국내에서도 2030년까지 석탄 및 석유 비중은 줄이고, 원자력과 신재생에너지의 비중을 늘리기로 결정하였으며, 약 40여기의 원자력발전소 가동을 목표로 하고 있다(Lee 2011).
일본 후쿠시마 사고는 몇등급을 받았는가?
그러나 2011년 3월에 발생한 일본 후쿠시마 사고가 1986년 체르노빌 원전사고와 동일한 최악의 등급인 7등급을 받으면서 전 세계적으로 원자력발전소의 안전을 우려하는 목소리가 높아졌고, 원전의 안전은 정치적·사회적 이슈가 되었다.
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