장비제조업체 국제 안전표준에 주목하다
일부 국가 국제표준 준수 의무화…ISO 13849-1 등 엄격
점점 더 많은 제조업체들이 국제 안전표준을 준수하면서 공장을 세계로 확장시키고 있다. 이들 제조업체는 최신 장비 안전에 투자하고 전 세계 플랜트를 표준화하는 데 있어서 근본적인 기업 가치를 이해하고 있다. 이렇게 증가하는 투자는 사고를 줄이고, 교육훈련과 유지보수 비용을 절감하면서 생산성을 증대시키는 데 도움을 준다.
국제 안전표준으로 인해 장비제조업체들의 안전 시스템 설계 접근방법이 새로운 시대를 맞고 있다. 그렇다면 과연, 제조업체들은 이를 반드시 준수할 필요가 있는가?
그 대답은 제조업체들의 목표와 고객에 의해 좌우된다. 전 세계 고객들에게 서비스를 제공하고 있거나 혹은 이들과의 사업 영위를 추구하는 사람들에게 그 대답은 “그렇다”이다.
향상된 안전성과 우수한 신뢰성으로 장비에 대한 고객 수요를 충족시키려는 사람들에게도 그 대답은 역시 “그렇다”이다.
현재 국내 일반 사용자들만이 고객인 장비제조업체들도 국내에서의 경쟁력 획득뿐만 아니라 미래 전 세계 고객들을 목표로 시장을 확장하기 위해서는 국제 안전표준을 반드시 따라야 한다.
주목하는 핵심 표준
"장비 안전성 분야는 계속 변화하고 있으며 유럽연합의 엄격한 국제 안전표준의 의무화는 표준화를 향한 범국제적인 경향을 나타낸다. 궁극적으로 이것은 더욱 많은 유연성을 제공하여 설계, 안전장비 제어 시스템 및 플랜트 전체에 걸친 보다 많은 일관성을 이루고 그 비용을 정당화할 것이다."
오늘날 전 세계는 점차적으로 더 많은 다국적 제조업체들이 국제적으로 인정되는 장비 안전 시스템 표준을 준수하여 유연성을 향상시키고, 갱신된 표준에 의해 뒷받침되는 기술력의 장점을 누리고 있다.
유럽연합표준화기구(CEN 및 CENELEC)는 가장 엄격한 장비 안전 표준 중 2개인 국제 표준화기구(International Organization for Standardization, ISO 13849-1/2)와 국제전기위원회(International Electrotechnical Commission, IEC 62061)를 의무화하기로 했다. 결과적으로 유럽으로 또는 유럽에서 선적되는 장비는 2011년 EN954-1의 최종 철회 이후 2개의 표준 중 하나를 반드시 준수해야 한다.
또한, 유럽용 장비를 설계하는 많은 제조업체는 유럽의 이러한 국제표준 채택을 따라야 하며, ANSI, ASSE, ASME 및 OSHA와 같은 다양한 종류의 미국 표준 또한 지속적으로 충족시켜야 한다.
로크웰 오토메이션 글로벌 세이프티 시장 개발 및 FS T·V 전문가인 마이크 밀러(Mike Miller)에 따르면, 세계를 시장으로 하는 제조업체들은 점차적으로 국제표준과 일치하는 장비를 설계하는 방법을 잘 이해하고 있는 장비제조업체들을 찾고 있다. 일부 국가에서는 국제표준을 준수하는 것이 의무화되어 있다.
점점 더 많은 제조업체들이 국제표준을 준수하면서 자신들의 공장을 세계로 확장시키고 있다. 이러한 제조업체들은 근로자와 장비를 보호하고 지원하는 우수한 신뢰성을 바탕으로 한 안전 장비에 투자하고 있다.
그들은 최신 장비 안전에 투자하고, 전 세계 플랜트를 표준화하는 데 있어서 근본적인 기업 가치를 이해하고 있다.
이렇게 증가하는 투자는 사고를 줄이고, 교육훈련 및 유지보수 비용을 절감하면서, 생산성을 증대시키는 데 도움을 준다.
시간과 위험 요구사항의 역할
이전까지의 머신 컨트롤 시스템 표준(Machine control-system safety standards)은 성격상 규범적이어서 안전 요구사항을 충족시키기 위한 컨트롤 시스템 구조에 관한 지침을 제공하는 데 국한되었다. 하지만 신규 국제안전시스템 표준들은 설계 요구사항에 있어서 더욱 엄격하며, 더욱 정량화가 가능한 방법론을 제공하여 전체적인 안전 시스템 성능과 무결성을 달성할 수 있도록 한다.
밀러는 국제표준이 장비의 안전기능 신뢰성을 정의하기 위해 2가지 중요한 요소가 추가되었다고 했다. 그것은 바로 시간과 위험이다.
이러한 2가지 요소들은 제조업체들이 안전 시스템을 설계하는 데 있어 보다 방법론적인 접근법을 활용할 수 있게 한다.
두 가지 국제표준은 제조업체들이 장비와 관련된 잠재적인 유해성으로 인해 발생할 수 있는 위험 수준을 파악하고 문서화할 것을 요구한다. 이것은 곧 안전 시스템이 장비에 발생할 수 있는 유해성과 관련된 위험 수준을 파악하여 정확한 기능 수준으로 안전 시스템 설계가 가능하도록 한다.
정돈된 문서는 장비의 안전수준을 입증하고, 설계자들은 안전 시스템 업그레이드 필요성을 인식할 수 있으며, 작업자들은 장비의 안전 시스템에 대한 신뢰가 증가한다.
장비제조업체가 이러한 표준을 준수하기 위해 갖춰야 할 기본적인 사항은 아래와 같다.
1. ISO 13849-1
ISO 13849-1을 준수하기 위하여 장비제조업체는 예상하지 못한 상황이나 위험한 장애의 통계적 확률 및 계산된 평균 고장 수리시간(calculated mean time to dangerous failure, MTTFd)을 정의하고 문서화해야 한다. 장비제조업체는 장비 및 장비의 구조 또는 하드웨어 구조(종종 category라고 명칭 됨)와 위험요소를 검출하는 기능, 즉 진단 커버리지를 정의하고 문서화해야 한다.
안전 시스템의 각 구성품은 위험요소가 발생할 확률 또는 평균고장 수리시간(MTTR)을 예측할 수 있어야 한다.
기존의 안전 구조 접근법에 ‘시간’ 요소와 위험한 고장을 검출하는 기능을 추가함으로써 ISO 13849-1 표준은 설계자가 제어 시스템이 요구되는 것을 수행하는지를 검증하도록 한다. 이 표준은 전기/전자 시스템을 초월하여 제어 시스템의 유압 및 공압 안전 관련 부품을 포함하도록 한다.
2. IEC 62061
IEC 62061을 준수하기 위하여 장비제조업체는 감소하는 위험의 양과 안전 무결성 기준(safety integrity level, SIL)의 측면에서 해당 위험을 감소시키는 제어 시스템의 능력을 인지하고 있어야 한다.
장비 부문에서는 3개의 SIL을 사용한다. SIL 1은 최저로, SIL 3은 최고로 구분된다. SIL은 안전 기능에 적용되며, 안전 기능을 구현하는 시스템을 구성하는 하부 시스템은 적절한 SIL 역량을 가져야 한다. 위험평가를 수행하는 것은 설계자가 감소할 위험의 양과 안전 관련 기능이 충족시켜야 하는 SIL 클레임 한계를 정의하는 데 도움을 준다.
문서화 과정과 성능을 기반으로 한 접근법은 모든 설계자가 안전 가치를 정량화하고 용이하게 만든다.
이전 설계자는 특정한 응용 분야를 위하여 비싸거나 외관상 복잡한 안전 시스템이 필요했던 이유를 이해하고 설명하는 데 어려움을 느꼈을 것이다. 이제는 구체적인 성능과 시스템 무결성 계산을 통하여 회로 신뢰성을 정량화하는 능력으로 설계자는 실제 위험감소의 측면에서 가치를 보여주고 이에 의하여 안전성의 가치를 쉽게 설명할 수 있다.
그뿐만 아니라, 설계자들은 요구되는 문서화를 활용하여 보다 효과적인 안전성 솔루션을 포함하는 데 시스템 업그레이드 비용을 정당화할 수 있다.
설계자들에게 위험성과 이를 감소시키는 제어 시스템의 능력을 문서화하도록 요구하는 것은 안전 구성품의 신뢰도와 더불어 제조업체에 대한 신뢰를 향상시킨다. 표준은 오랜 기간을 통해 위험을 평가하도록 고안되기 때문에 장비 안전 시스템의 장기적 예측이 가능하다. 이것은 장비 및 장비를 가동하면서 운용자의 신뢰성을 높이고, 이어서 직무를 보호하고 생산성을 향상시킨다.
궁극적으로, 보다 예측 가능한 장비가 향상된 안전성을 보유한 장비라고 생각할 수 있다. 곧, 향상된 안전성을 가진 장비는 보다 생산성 있는 장비이다.
장비제조업체 지원하기
업계가 국제 안전표준을 준수하는 시대의 흐름에 따라 자동화 업체들은 장비제조업체들이 이 점을 충분히 이해하고 장비 및 장비 안전성 제어시스템 표준의 요구사항을 충족시키도록 요구한다.
이것은 안전제품을 인증받고 교육·훈련 프로그램 및 다양한 툴을 제공하는 것을 포함한다.
예를 들면, 밀러는 로크웰 오토메이션이 독일 IFA의 SISTEMA 계산도구와 함께 사용하도록 고안된 제품 라이브러리 파일과 수작업 계산을 위해 고안된 PDF 파일을 제공한다.
SISTEMA 계산도구 및 라이브러리를 포함한 기능적 안전 데이터는 로크웰 오토메이션 안전 솔루션 포털(www.rockwellautomation.com/services/safety/)로부터 무료로 다운로드 받을 수 있다. 로크웰 오토메이션에서 가용한 백서, 보호기법 및 기술에 관한 애니메이션과 기능적 안전성 Webinar 시리즈의 아카이브 버전이 있다.
밀러는 국제 표준의 중요성을 다음과 같이 요약한다. “장비 안전성 분야는 계속 변화하고 있으며 유럽연합의 엄격한 국제 안전표준의 의무화는 표준화를 향한 범국제적인 경향을 나타낸다. 궁극적으로 이것은 더욱 많은 유연성을 제공하여 설계, 안전장비 제어 시스템 및 플랜트 전체에 걸친 보다 많은 일관성을 이루고 그 비용을 정당화할 것이다.”
로크웰 오토메이션
