FMEA기법을 이용한 화학제품의 PL 대응체계 연구

김성재, 유진환, 고재욱

광운대학교 화학공학과

jwko@daisy.kwangwoon.ac.kr

A Study on Product Liability Response System of Chemical product Using Failure Mode and Effect Analysis technique

Sung-Jae Kim, Jin-Hwan Yoo, Jae-Wook Ko

Dept. of Chemical Engineering, Kwangwoon Univ.

jwko@daisy.kwangwoon.ac.kr

서론

제품의 안전성을 향상시키기 위해 제품에 대한 위험성의 판단이 필요하며, 주로 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)기법을 사용하여 잠재적 위험요소의 파악과 경영 시스템을 PL체계로 운영함으로서 제조물책임법에 저촉되지 않도록 할 수 있다. 그러나, 모든 제조물은 제품특성 및 사용환경에 따라 위험성이 다르기 때문에, FMEA의 세부항목을 제품별로 적절하게 구성하여야 한다.

본 연구를 수행하면서 설정한 목표는 다음과 같다.

□화학제품 위험성평가를 위한 FMEA기법 세부항목의 개발 및 잠재적 위험요소 파악 및 위험요소의 정량화

□제품의 위험성 및 결함 파악	□위험감소를 위한 활동 제시

□제품의 위험요소 관리 및 대응 방안 마련

이러한 연구를 통하여 국내에서 시행중인 제조물책임법의 저촉을 받지 않도록 할 수 있는 제품의 안전성 확보 및 기업의 PL 대응 체계를 제시하고자 한다.

이론적 배경

제조물책임 예방(Product Liability Prevention : PLP)

Fig. . Product Liability Prevention

제조물책임 예방분야는 Fig. 1. 같으며 제품의 안전성(PS : Product Safety)을 평가하고 위험요소를 제거하는 활동이 중요한 비중을 차지하고 있다. 국내 제조물책임법에서 규정한 3대 결함은 설계상, 제조상, 표시상의 결함이다.

-	설계상의 결함 대책 : 설계단계에서 충분히 안전성 검토를 하지 않았기 때문에 제품에 결함이 발생되는 결과가 되는 경우이다.  제품에 대한 각종 위험의 우선순위를 참고하면서 기술적 측면과 경제적 측면을 고려하여, 대책을 강구해 나간다.

-	제조상의 결함 대책 : 제조공정에서 조악한 재료가 들어갔거나, 조립작업에서 실수 등의 원인에 의해 안전성이 결여된 경우이다. 대책은 출하 전 검사를 실시하는 것이다.

- 표시상의 결함예방대책 : 위험성 존재에 관하여 소비자에게 정보를 제공하지 않아서 발생한 결함이다. 제품의 경고 표시를 적극적으로 시행하여 지시·경고 표시에 충실화를 도모, 대책을 강구해 나간다.

FMEA

FMEA는 제품의 설계나 공정의 개발 단계에서 수행되는 것이 가장 이상적이지만 기존의 생산된 제품이나 제조공정에 대해 수행함으로써도 많은 효과를 기대할 수 있다.

RPN(Risk Priority Number)은 심각도(Severity), 발생도(Occurrence), 검출도(Detection) 값의 곱으로 표현된다.

물질안전·보건자료(Material Safety Data Sheet)

MSDS 적용 대상물질은 크게 물리적 위험물질, 건강장해 물질, 환경유해물질로 분류하고 있다. MSDS의 주요 16가지 항목의 세부내용 및 작성요령은 노동부고시 제 97-27호 □물질안전보건자료의 작성·비치 등에 관한 기준□을 참고하여 작성한다. 경고표지 또한 MSDS와 마찬가지로 유해화학물질의 위험성을 알리기 위한 수단으로 사용되며 산업안전보건법 41조 규정 및 노동부 고시 제 97-27호 □물질안전보건자료의 작성·비치 등에 관한 기준□을 준수하여 작성한다.

제조물책임(PL)대응 체계

화학제품의 제조물책임 대응체계 구성 단계별 세부내용은 아래와 같다.

-	Step 1. 제품선정 : 제조사의 주력제품을 선정하는 것이 바람직하다.

-	Step 2. MSDS의 분석 : 화학제품의 위험성을 파악하기 위한 기본단계로 이용하고, 더불어 올바르게 작성되었는가 확인하며, data를 확보한 뒤 MSDS 16개 항목에 적절하게 기재한다.

-	Step 3. 오사용 분석 및 FMEA 실시 : FMEA Worksheet의 항목을 화학제품의 특성을 고려하여 개발하여 구성하고, RPN 값을 화학제품의 사용환경에 맞추어 개발한다.

-	Step 4. 결함요소 파악 : 결함요소를 목록화하여 RPN값에 따라 분류한다.

-	Step 5. 개선활동 수행 : 위험도를 낮추기 위한 개선활동을 수행한다. MSDS 분석 및 보완, 경고표지 작성 등의 활동이 주로 실시된다.

-	Step 6. 재평가 : FMEA기법을 자시 적용하여 개선활동의 적정성 및 재 실시 여부를 결정한다.

-	Step 7. 지속적 관리 : 신제품의 출시 및 제품의 사양변경 등 일정기준을 제정하여 지속적으로 관리한다.

화학제품에 적합한 위험성 정량화를 위한 RPN 값을 Table 1과 같이 제시하였다.

Table . 화학제품에 위험성 정량화를 위한 RPN 값

심각도	1 : 피해없음 2∼4 : 인적손실 없음·3천만원 이하 5∼8 : 부상·3억원 미만
발생도	1 : 5년 이상 한번 또는 1/(5×108) 2·3 : 3∼5년 한번 or 1/106∼1/(5×108) 4∼6 : 3개월∼1년 한번 or 1/103∼1/105 7·8 : 1주일∼1개월 한번 or 1/20∼1/100 9·10 : 매일∼4일 한번 or 1/2∼1/3
검출도	1∼7 : 현재 관리시스템에 의해 검출 가능 8∼9 : 검출 불가능

결과 및 검토

FMEA 기법을 이용한 제품위험성 평가

Fig 2.는 사례연구로서 수행한 N,N-Dimethylethylamine의 FMEA기법을 이용한 제품위험성 평가 결과의 일부이다.

Fig. . N,N-Dimethylethylamine의 제품위험성평가 결과

RPN 값의 계산을 운송단계의 1번 항목을 예를 들어 설명하면, 심각도는 지게차가 용기를 파열시키는 상황을 가정하여 지게차의 손실 비용, 물질노출로 인한 작업자의 상해 및 누출물질 제거비용을 추정하여 5점을 산정하였다. 발생도는 해당사업장의 1∼2년에 한번 사고사례의 빈도를 근거로 4점을 산정하였고, 검출도는 안전교육 정도 및 주변작업상황으로 파악하여 2점을 산정하였다.

위험성감소 활동의 수행후의 결과는 전용크레인 도입결과, 심각도는 다르지 않다고 판단되어 5점을 산정하였다. 그러나 발생도는 크레인이 드럼운송에 적합하게 제작되었기 때문에 작업시 안전성이 좋아진 것으로 판단되어 2점으로 산정하였고, 검출도의 향상을 위한 조치는 없었으므로 2점을 유지하였다. 이러한 체계로 RPN 점수를 나머지 56개 잠재적 위험요소들에도 적용하여 위험성을 평가하였다.

제품 위험성 평가 결과 분석

위험성평가 결과 RPN값이 125를 넘는 경우는 Table 2와 같다.

Table . Potential Hazard over RPN 125

구 분	운송단계	보관단계	취급 및 사용단계	폐기단계
RPN 125이상 개수	6/22	2/13	8/14	6/8

Table 2에서 알 수 있듯이 취급 및 사용단계에서 위험성이 가장 많이 발견되었으며 집중적인 위험관리 활동이 필요함을 알 수 있다.

MSDS 분석 및 보완, 경고표지제작

MSDS의 주요 16가지 항목 중 4가지 항목의 내용이 불충분하다고 파악되어 아래와 같이 보완하였다.

-	유해·위험성 : 주요건강 위험성 및 물리적 위험성 추가

-	응급조치요령 : 피부접촉시 응급조치요령 추가

-	화재 진압 방법 : 화재 발생시 진압요령 추가

-	노출방지 및 개인보호구 : 번역오류 수정, 노출기준 추가, 환기시설·호흡보호구 추가

N,N-Dimethyethyamine은 고인화성물질, 자극성물질, 부식성물질인 특성으로 인하여 경고표지가 제작되었다.

제품 위험성의 재평가 및 비교분석

위험성 감소를 위한 조치사항을 수행 후 22개이던 RPN 125이상의 위험요소들이 취급 및 사용단계의 2개 요소로 감소하였으며, 폐기단계의 8개의 잠재적 위험요소는 완전히 제거되었음을 확인 할 수 있었다.

Table . 위험성 감소 활동 후 RPN 125 이상 위험성 현황

구 분	운송단계	보관단계	취급 및 사용단계	폐기단계
RPN 125이상 개수	0/22	0/13	2/14	0/8

위험성 평가와 그 에 따른 감소활동의 결과 RPN 125값을 초과하는 위험요소 뿐만 아니라 그 외의 요소들도 위험성이 더 감소하는 경향을 확인할 수 있었다.

결론 및 제언

본 연구에서는 기업의 제조물책임(PL) 대응활동 중 공학적 방법인 제품위험성평가를 기초로 하여 제조물책임 예방(PLP) 체계를 구축하였다.

FMEA기법을 이용하면 높은 위험도를 가질 수 있는 요소를 선정할 수 있으며, 개선조치에 우선 순위를 부여하여 자원의 효율적인 이용이 가능하다. 또한 전체적인 제품의 위험성을 파악할 수 있고, 제조물로 인한 사고의 발생 가능성을 줄일 수 있다. 화학제품의 FMEA기법을 이용한 위험성 평가와 그 결과를 토대로 한 효율적인 위험성 감소활동이 수행된다면 전체적인 제품의 안전성을 향상시킬 수 있고, 효과적인 제조물책임 예방활동이 될 것으로 기대된다. 더불어 기업은 제조물책임 예방활동을 통해 제조물의 위험성뿐만 아니라 종합적인 위험관리체계(risk management system)를 구축할 수 있고, 기존의 품질 및 안전시스템과의 통합 관리를 실시한다면 종합적 기업관리시스템의 한 축을 이룰 수 있다고 판단된다.

참고문헌

1. CCPS, Guideline for Hazard Evaluation Procedure, AIChE, New York, 1989.

2. Crowl, D. A. and J. F. Louvar, Chemical Process Safety : Fundamentals with Applications, Prentice-Hall, 1990.

3. Robert E. Lenga, The Sigma-Aldirich library of chemical safety data Edition Ⅱ, Sigma-Aldirich Corp, 1988.

4. Stamatis, D. H, Failure Mode and Effect Analysis, Asq Quality Pr. 1995.

5. Woodside, Gayle, Hazard Material and Hazardous Waste Management, John Willey & Sons, 1999.

6. 노동부, 물질안전보건자료의 작성·비치 등에 관한 기준, 1997.

7. 국립환경연구원 화학물질정보센터, http://kcic.nier.go.kr

8. 한국산업안전공단 안전·보건 DB, http://www.kosha.net