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문제 정의
- 본 연구는 국내에서 발생한 화학사고에 대해 사고의 주요 원인으로 작용한 휴먼에러를 다양한 분류 기준에 따라 분석하여 빈도를 제시함으로써, 어떠한 종류의 휴먼에러가 중요한 영향을 미쳤는지 밝혀냈다는 데에 그 의의가 있다. 이는 국내 화학산업 전반에 걸쳐 사고 방지를 위해 휴먼에러 리스크를 파악하고 개선방안을 제시하는 데 도움이 되는 정보를 제공할 수 있다.
- 화학사고가 감소하지 않는 기본적 원인 중 하나가 사고 정보의 분석을 통한 학습이 취약하기 때문이라는 점을 고려하면, 화학사고의 가장 큰 원인 중 하나인 휴먼에러의 특성을 파악하는 연구가 필수적이다. 본 연구는 국내에서 발생한 화학사고에 대해 사고의 주요 원인으로 작용한 휴먼에러를 도출하고 이를 직접적/간접적 분류, 행위에 따른 분류, 원인에 따른 분류의 3가지 기준으로 분류하여 어떠한 종류의 휴먼에러가 화학사고에 중요한 영향을 미쳤는지 분석한다. 뿐만 아니라, 사고형태, 관련 작업, 설비, 원인 등에 대해서도 분석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 시사점을 도출한다.
- 휴먼에러의 빈도에 초점을 맞춘 기존의 연구에서는 발생한 모든 휴먼에러를 대상으로 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 특정한 종류의 휴먼에러가 화학사고에서 차지하는 비중을 살펴보는 것이 목적이기 때문에, 설비, 원인, 작업에 대한 분석에서와 마찬가지로 사고 별로 가장 중요한 원인으로 작용한 것으로 판단되는 휴먼에러를 대상으로 하여 빈도를 분석하였다.
- 본 연구에서는 휴먼에러가 원인으로 작용한 사고에 대해 보다 심층적인 분석을 실시하였다. 휴먼에러 분석에는 박정철 외의 연구에서 기존 연구에 대한 분석을 통해 도출한 Table 1의 휴먼에러 분류체계를 활용하였다13).
- 재해의 형태, 발생 설비, 작업, 원인 등에 대한 분석 결과는 화학 공정을 운용하는 사업장에서 어떠한 부분에 보다 초점을 맞추어 사고 방지 대책을 수립해야 하는지에 대해 시사점을 제공한다. 즉, 사고 형태로 보았을 때는 폭발과 화재의 방지가 중요하며, 작업 기준으로는 많은 사고가 유지보수 작업 중에 발생했다.
제안 방법
- RISCAD 분류체계12)는 화학사고에 특화되어 있으며, 상세한 분류를 제공하는 장점이 있다. RISCAD의 분류 기준 중 가장 분석 가치가 높다고 판단된 작업, 설비, 원인의 세 가지 기준을 선택하여 사고를 분류하였다. RISCAD에서는 작업을 8개 대분류, 31개 중분류로 구분하고 있으며, 설비는 13개 대분류, 40개 중분류, 원인은 8개 대분류, 25개 중분류로 구분하고 있다.
- 소분류도 제공되는 경우가 있으나, 중분류 항목에 따라 소분류가 없는 항목이 많으며, 소분류까지 적용하기 위해서는 충분히 많은 데이터 개수가 필요하다. 따라서, 소분류를 활용한 분석은 항목에 따라 필요한 경우에 대해서만 실시하였다. 한 사고에 여러 가지 설비나 작업, 원인이 동시에 관련된 경우에는 사고조사보고서에 기술된 요소 중 가장 비중이 높고 사고에 대해 영향력이 크다고 판단되는 요소를 선택하였다.
- 그러나, 사고조사보고서에 포함된 정보의 한계로 인해 휴먼에러의 원인을 파악할 수 없는 경우가 절반 이상(54%)에 달했다. 본 연구에서 활용한 재해조사의견서는 재해에 대한 안전보건공단의 공식적인 보고서로서, 사업장 개요, 재해자 인적사항 및 상해정도, 재해발생 경위, 조사내용, 조사자 의견, 재해발생 원인, 재해 예방 대책 등의 항목으로 구성되어 있다. 그러나, 작성자에 따라 각 항목에 대한 기술의 상세 정도에 차이가 크고, 재해의 직접적 원인에 대한 추론에 초점이 맞추어져 있어 재해의 근본적인 원인은 드러나 있지 않은 경우가 많다.
- 행위에 따른 분류는 휴먼에러가 어떠한 유형의 행위로 나타났는지에 따라 분류한다. 본 연구에서는 Embrey의 분류체계를 행동(Action)과 확인(Checking)에 대해 각각 불완전, 부적절, 불이행의 세 가지의 소분류를 사용하는 방식으로 단순화하여 활용하였다16). 원인적 분류는 인간의 정보처리과정 중 어떠한 단계가 원인으로 작용하였는지에 따라 분류하는 것으로, 인지처리과정의 모델인 SRK (Skill-Rule- Knowledge) 모델17)에 기반하고 있다.
- 본 연구에서는 국내 화학사고에 대해 RISCAD 분류 체계를 기반으로 그 형태와 관련 작업, 설비, 원인 에 대한 기본적인 분석을 실시하고, 직접적/간접적 분류, 행위에 따른 분류, 원인에 따른 분류에 의해 휴먼에러 기반의 심층적인 분석을 실시하였다. 사고 형태에 있어서는 폭발과 화재, 작업 중에서는 유지보수, 설비 측면에서는 저장장치와 분리기에 대한 비중이 높은 것으로 나타났다.
- 본 연구는 국내에서 발생한 화학사고에 대해 사고의 주요 원인으로 작용한 휴먼에러를 도출하고 이를 직접적/간접적 분류, 행위에 따른 분류, 원인에 따른 분류의 3가지 기준으로 분류하여 어떠한 종류의 휴먼에러가 화학사고에 중요한 영향을 미쳤는지 분석한다. 뿐만 아니라, 사고형태, 관련 작업, 설비, 원인 등에 대해서도 분석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 시사점을 도출한다.
- 직접적/간접적 분류는 미국 화학공정안전센터(Center for Chemical Process Safety, CCPS)와 영국 보건안전청(Health and Safety Executive, HSE)의 보고서에서 공히 제시하고 있는 분류체계이다14,15). 이 분류에 따라 국내 화학사고의 휴먼에러를 관리수준의 간접적 에러, 관리수준의 직접적 에러, 현장수준의 직접적 에러로 분류하였다. 행위에 따른 분류는 휴먼에러가 어떠한 유형의 행위로 나타났는지에 따라 분류한다.
- 원인적 분류는 인간의 정보처리과정 중 어떠한 단계가 원인으로 작용하였는지에 따라 분류하는 것으로, 인지처리과정의 모델인 SRK (Skill-Rule- Knowledge) 모델17)에 기반하고 있다. 이 분류에 따라 휴먼에러의 원인을 실수, 착오, 위반으로 나누고, 실수는 행동실수와 기억실수, 착오는 규칙기반착오와 지식기반착오, 위반은 일상적, 상황적, 예외적 위반으로 분류하였다. 서로 다른 휴먼에러 분류 기준 간에 연관관계가 있는지 확인하기 위해 χ2 검정(Chi-squared test)을 수행하였다.
- Graziano 외의 연구는 항공관제를 위해 개발된 TRACEr (Technique for the Retrospective and predictive Analysis of Cognitive Errors) 분류체계에 기반해 52건의 선박 사고 보고서를 분석하여 289건의 휴먼에러를 파악하였다9). 파악된 휴먼 에러를 발생 장소, 하위 작업, 설비에 따라 분류하고, 외재적(External), 내재적(Internal), 심리적 에러 형태(Error modes) 범주에 기반한 분석을 수행하였다.
- 따라서, 소분류를 활용한 분석은 항목에 따라 필요한 경우에 대해서만 실시하였다. 한 사고에 여러 가지 설비나 작업, 원인이 동시에 관련된 경우에는 사고조사보고서에 기술된 요소 중 가장 비중이 높고 사고에 대해 영향력이 크다고 판단되는 요소를 선택하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 2009년부터 2013년도까지 5년 동안 국내 사업장에서 발생한 중대산업사고(산업안전보건법 제49조 2항) 중 화학설비에 의해 발생한 81건의 사고를 대상으로 안전보건공단의 재해조사의견서를 활용하여 분석을 실시하였다.
데이터처리
- 서로 다른 휴먼에러 분류 기준 간에 연관관계가 있는지 확인하기 위해 χ2 검정(Chi-squared test)을 수행하였다.
- 휴먼에러 분류기준 간의 연관관계를 확인하기 위해 범주형 변수 간의 독립성 검정에 사용되는 χ2 검정(Chi-squared test)을 수행하였다.
이론/모형
- 분석을 위한 분류체계로는 일본 산업기술총합연구소(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST)와 과학기술진흥사업단(Japan Science and Technology Corporation, JST)이 공동으로 개발한 웹기반 화학사고 데이터베이스인 RISCAD(Relational Information System for Chemical Accidents Database)의 분류체계를 활용하였다. RISCAD 분류체계12)는 화학사고에 특화되어 있으며, 상세한 분류를 제공하는 장점이 있다.
- 본 연구에서는 휴먼에러가 원인으로 작용한 사고에 대해 보다 심층적인 분석을 실시하였다. 휴먼에러 분석에는 박정철 외의 연구에서 기존 연구에 대한 분석을 통해 도출한 Table 1의 휴먼에러 분류체계를 활용하였다13). 직접적/간접적 분류는 미국 화학공정안전센터(Center for Chemical Process Safety, CCPS)와 영국 보건안전청(Health and Safety Executive, HSE)의 보고서에서 공히 제시하고 있는 분류체계이다14,15).
성능/효과
- . 가장 큰 비중을 차지하는 원인은 안전관리의 미흡으로 나타났으며(47%), 정전기 및 스파크가 20%, 운전자 부주의가 18%로 나타났다. 국내 화학사고에 관한 이형섭과 임지표의 연구에서도 전체 사고 중 60%에 인적요인이 관여된 것으로 나타났다8).
- 7). 보다 세부적으로 살펴보면 행동 중에서도 행동의 불이행과 부적절한 행동이 각각 36%와 32%를 차지해 가장 큰 문제로 나타났다(Fig. 8).
- 검정(Chi-squared test)을 수행하였다. 분석 결과, 유의확률 0.05에서 직접적/간적적 에러 분류와 행위에 따른 분류 사이에는 유의한 연관관계가 있는 것으로 나타났다(p-value=0.004). 전체 휴먼에러 중 현장수준의 간접적 에러의 비율이 행동에서는 5%인데 반해 확인에서는 10%에 달했다.
- 본 연구에서는 국내 화학사고에 대해 RISCAD 분류 체계를 기반으로 그 형태와 관련 작업, 설비, 원인 에 대한 기본적인 분석을 실시하고, 직접적/간접적 분류, 행위에 따른 분류, 원인에 따른 분류에 의해 휴먼에러 기반의 심층적인 분석을 실시하였다. 사고 형태에 있어서는 폭발과 화재, 작업 중에서는 유지보수, 설비 측면에서는 저장장치와 분리기에 대한 비중이 높은 것으로 나타났다.
- 원인 기반의 분류에 따르면, 밝혀진 휴먼에러의 원인 중에서는 착오의 비중이 가장 높았고(28%), 그 다음이 위반(14%)이었다. 세부적으로 살펴보면 착오 중 규칙기반 착오(Rule-based mistake)가 전체의 20%로 가장 높았으며, 지식기반 착오(Knowledge-based mistake)는 8%, 숙련기반 실수(Skill-based error)는 4%였다. Reason 은 여러 연구결과를 종합하여 대략적으로 숙련기반의 에러가 61%, 규칙기반 착오가 28%, 지식기반 착오가 11%의 비중을 차지한다고 하였다20).
- 그 다음으로 착오의 비중이 가장 높았으며(28%), 다음이 위반(14%)과 실수(4%)의 순서였다. 세부적인 원인적 분류를 살펴보면 착오 중 규칙기반 착오의 비중이 전체의 20%로 가장 높았으며, 위반 중에서는 원인을 파악할 수 없는 위반의 비중이 전체의 8%로 가장 높았다.
- 원인별 분석 결과는 설비나 외부적 요인보다는 안전 관리에 관련된 조직 요인(51%)과 작업 및 운전의 실수에 관련된 인적 요인(26%)이 중요한 것으로 나타났다. 이는 2000년에서 2008년 사이에 발생한 국내 화학사고에 대해 분석한 박정규 외의 연구 결과와 유사한 결과이다7).
- 원인별 분석 결과는 조직요인이 51%로 가장 높았으며 다음이 인적요인(26%)과 물질/반응 요인(11%)으로 나타났다(Fig. 5). 조직요인의 대부분은 안전관리의 결함(90%)이 원인이었으며, 그 중 잘못된 관리방법(92%)이 대부분이었다.
- 불안전한 행동 중에서도 특히 행동의 불이행과 부적절한 행동이 문제가 되는 것으로 나타나, 작업자에 대한 교육/훈련과 안전 문화의 확립을 통한 작업절차의 준수가 강조되어야 함을 확인하였다. 원인적 분석에 따르면, 기존 연구와 비교하여 착오와 위반의 비중에 비해 숙련기반 실수가 사고로 이어지는 빈도가 현저하게 낮은 것으로 나타났다.
- . 이 연구에서 중대사고 사례 44건의 원인을 분석한 결과에 따르면 안전작업허가절차를 미준수한 경우가 22건(50%)으로 가장 많았으며, 설비결함 및 설계에러가 5건(11%)으로 나타났다.
- 조직요인의 대부분은 안전관리의 결함(90%)이 원인이었으며, 그 중 잘못된 관리방법(92%)이 대부분이었다. 인적요인의 대다수는 부적절한 행동/작업(95%)이었으며, 그 중에서도 작업 및 운전의 실수가 65%로 절반 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 설비요인에 의한 화학사고는 전체의 7%정도였다.
- 저장장치(37%)가 가장 비중이 높았으며, 다음은 가열 및 냉각 장치(15%), 분리기(12%), 반응기(10%)순이었다. 저장장치 중에는 액체 저장장치의 비중이 90%로 대부분을 차지했으며, 가열 및 냉각 장치 중에는 로(Furnace)의 비중이 58%로 가장 높았다. 반응기는 Batch reactor가 75%로 대부분이었고, 분리기에서는 증류탑이 60%를 차지 한 것으로 나타났다.
- 004). 전체 휴먼에러 중 현장수준의 간접적 에러의 비율이 행동에서는 5%인데 반해 확인에서는 10%에 달했다. 직접적/간접적 분류와 원인적 분류 사이에는 연관관계가 없었으며(p-value=0.
- 전체 휴먼에러 중 현장수준의 간접적 에러의 비율이 행동에서는 5%인데 반해 확인에서는 10%에 달했다. 직접적/간접적 분류와 원인적 분류 사이에는 연관관계가 없었으며(p-value=0.937), 원인적 분류와 행위에 따른 분류도 서로 독립적인 것으로 나타났다(p-value=0.869).
- 직접적/간접적 휴먼에러 분류에서는 현장수준의 직접적 에러가 57%로 가장 높은 비중을 차지하였으며, 관리수준의 간접적 에러가 37%, 현장수준의 간접적 에러가 6%로 나타났다(Fig. 6).
- 직접적/간접적 휴먼에러에 대한 분석 결과 현장수준의 직접적 휴먼에러가 57%로 나타났지만, 관리수준의 간접적 에러도 37%로 상당 부분을 차지하는 것으로 나타났다. 이를 통해 일반적으로 휴먼에러의 범위에 포함되는 현장에서의 에러 뿐만 아니라 관리 측면에서의 에러도 상당한 비중을 차지한다는 것을 알 수 있다.
- 이는 인간-기계 시스템에서 디스플레이 장치에 비해 제어 장치의 개선이 사고 방지에 보다 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 것으로 해석될 수 있다. 특히 행동 중에서도 불완전한 행동보다 행동의 불이행과 부적절한 행동이 문제가 되는 것으로 나타났다. 이는 작업을 수행함에 있어 경험이나 기술의 부족으로 인해 제대로 수행하지 못하는 문제보다 정해진 작업 절차를 제대로 따르지 않는 문제가 사고로 이어진 경우가 많았다는 것을 의미한다.
- 휴먼에러 기반 분석에서는 현장수준의 직접적 휴먼에러와 함께 관리수준의 간접적 휴먼에러가 많은 사고에 관여됨을 확인하였다. 행위에 따른 분류에서는 작업자의 상황 인식을 위한 확인에 비해 불안전한 행동과 관련된 실수가 사고로 이어지는 비율이 높은 것으로 나타났다. 불안전한 행동 중에서도 특히 행동의 불이행과 부적절한 행동이 문제가 되는 것으로 나타나, 작업자에 대한 교육/훈련과 안전 문화의 확립을 통한 작업절차의 준수가 강조되어야 함을 확인하였다.
- 행위에 따른 휴먼에러 분류에서는 확인이 22%정도를 차지한 데 비해 78%에 달하는 대부분의 사고가 행동의 실수에 의한 것으로 나타났다(Fig. 7). 보다 세부적으로 살펴보면 행동 중에서도 행동의 불이행과 부적절한 행동이 각각 36%와 32%를 차지해 가장 큰 문제로 나타났다(Fig.
- 행위에 따른 휴먼에러 분석에서는 행동이 78%, 확인이 22%를 차지하여, 대부분의 직접적 휴먼에러에 의한 사고가 확인보다는 행동의 실수에 의한 것으로 나타났다. 이는 인간-기계 시스템에서 디스플레이 장치에 비해 제어 장치의 개선이 사고 방지에 보다 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 것으로 해석될 수 있다.
- 휴먼에러 기반 분석에서는 현장수준의 직접적 휴먼에러와 함께 관리수준의 간접적 휴먼에러가 많은 사고에 관여됨을 확인하였다. 행위에 따른 분류에서는 작업자의 상황 인식을 위한 확인에 비해 불안전한 행동과 관련된 실수가 사고로 이어지는 비율이 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 또한, 국내 화학사고의 휴먼에러 분류에 대한 거시적인 통계 정보를 제공함으로써, 해외 화학산업, 또는 타업종에서의 휴먼에러 분석 결과와의 직⋅간접적 비교에 활용될 수 있다. 다만, 본 연구는 화학사고의 휴먼에러 분류에 대한 거시적인 통계 정보를 제공하는 데 초점을 맞추었으며, 개별 사고에 관한 심층적인 분석 결과를 제공하지 못하는 한계점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서는 사고조사 및 보고 체계에 대한 보완이 선행되어야 하며, 휴먼에러를 불러일으킨 근본 원인에 대한 기술통계적 분석에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
- 또한, 국내 화학사고의 휴먼에러 분류에 대한 거시적인 통계 정보를 제공함으로써, 해외 화학산업, 또는 타업종에서의 휴먼에러 분석 결과와의 직⋅간접적 비교에 활용될 수 있다.
- 휴먼에러를 원인이 아니라 결과로서 바라보는 이러한 관점이 정착되기 위해서는 사고에 대해 휴먼에러의 근본 원인을 밝혀내는 심층적인 조사가 이루어지고 그 결과가 공유되어야 한다. 이를 위해 미국의 CSB(Chemical Safety Board)와 같은 독립적인 중대화학사고 조사기관의 신설 및 관련 제도의 개선이 필요할 것으로 판단된다.
- 다만, 본 연구는 화학사고의 휴먼에러 분류에 대한 거시적인 통계 정보를 제공하는 데 초점을 맞추었으며, 개별 사고에 관한 심층적인 분석 결과를 제공하지 못하는 한계점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서는 사고조사 및 보고 체계에 대한 보완이 선행되어야 하며, 휴먼에러를 불러일으킨 근본 원인에 대한 기술통계적 분석에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
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