패스셋
패스셋은 결함수분석에서 정상사상이 발생하지 않고 시스템이 정상적으로 작동하기 위해 필요한 기본사상들의 집합을 말한다.
패스셋은 FTA에서 사고나 고장인 정상사상이 발생하지 않도록 하는 성공 경로를 나타내는 개념이다. 컷셋이 정상사상을 발생시키는 기본사상들의 집합이라면, 패스셋은 시스템이 정상상태를 유지하는 데 필요한 기본사상들의 집합이다.
패스셋은 시스템이 어떤 조건을 만족할 때 안전하게 작동할 수 있는지를 파악하는 데 사용된다. 따라서 사고가 발생하는 경로를 분석하는 컷셋과 함께, 사고를 방지하는 조건을 이해하는 데 중요한 역할을 한다.
FTA는 정상사상을 맨 위에 두고 그 원인을 논리적으로 전개하는 분석기법이다. 이때 결함수의 구조를 분석하면 정상사상을 발생시키는 원인 조합인 컷셋과, 정상사상이 발생하지 않도록 하는 성공 조합인 패스셋을 파악할 수 있다.
패스셋은 시스템 안전성을 유지하기 위해 어떤 기능이나 조건이 살아 있어야 하는지를 나타낸다. 예를 들어 여러 안전장치 중 일부가 정상적으로 작동하면 사고가 방지되는 경우, 그 안전장치들의 조합이 패스셋이 될 수 있다.
패스셋은 시스템이 고장나지 않기 위해 필요한 기본사상들의 집합이다. 여기서 기본사상은 결함수에서 더 이상 전개하지 않는 가장 기본적인 원인 또는 조건을 말한다.
다만 패스셋은 사고 발생을 위한 원인 조합이 아니라, 사고를 막는 관점에서 해석한다. 따라서 결함수의 논리구조를 반대로 보거나, 성공 조건을 기준으로 분석할 때 활용된다.
프레스 협착사고를 정상사상으로 설정한 경우를 예로 들 수 있다. 협착사고를 막기 위해 다음 조건 중 하나가 유지되어야 한다고 할 수 있다.
- 작업자의 손이 위험구역에 들어가지 않는다.
- 프레스가 위험상태에서 작동하지 않는다.
- 방호장치가 정상적으로 작동한다.
이러한 조건들이 정상사상을 방지하는 경로를 구성한다면 패스셋으로 볼 수 있다. 즉 시스템이 안전하게 유지되기 위해 필요한 조건의 집합이 패스셋이다.
패스셋과 컷셋은 FTA에서 서로 반대되는 관점의 개념이다. 컷셋은 사고가 발생하기 위한 원인 조합이고, 패스셋은 사고가 발생하지 않도록 하는 정상 작동 조건의 조합이다.
| 구분 | 컷셋 | 패스셋 |
|---|---|---|
| 관점 | 사고 발생 | 사고 방지 |
| 의미 | 정상사상을 발생시키는 기본사상들의 집합 | 정상사상을 방지하고 시스템을 정상 작동시키는 기본사상들의 집합 |
| 분석 목적 | 위험한 원인 조합 파악 | 안전한 작동 조건 파악 |
| 관련 개념 | 미니멀 컷셋 | 미니멀 패스셋 |
컷셋을 분석하면 어떤 원인을 제거해야 사고경로를 차단할 수 있는지 알 수 있고, 패스셋을 분석하면 어떤 안전기능을 유지해야 시스템이 정상적으로 작동하는지 알 수 있다.
패스셋 중에서 시스템이 정상적으로 작동하기 위한 최소한의 기본사상 집합을 미니멀 패스셋이라고 한다. 미니멀 패스셋은 패스셋에서 불필요한 기본사상이 제거된 최소 성공 경로이다.
모든 미니멀 패스셋은 패스셋이지만, 모든 패스셋이 미니멀 패스셋인 것은 아니다. 어떤 패스셋 안에 더 작은 패스셋이 포함되어 있다면, 큰 패스셋은 미니멀 패스셋이 아니다.
예를 들어 {A, B}만으로 시스템이 정상 작동할 수 있는데 {A, B, C}도 정상 작동 조건이 된다면, {A, B, C}는 패스셋이지만 미니멀 패스셋은 아니다. 이 경우 {A, B}가 미니멀 패스셋이다.
패스셋은 결함수의 논리게이트 구조와 밀접한 관련이 있다. OR 게이트와 AND 게이트는 사고 발생 관점에서는 각각 다른 의미를 가지며, 성공 경로를 분석할 때도 그 관계를 고려해야 한다.
OR 게이트는 하위 사상 중 하나만 발생해도 상위 사상이 발생하는 구조이다. 따라서 OR 게이트로 연결된 사고 원인들을 모두 방지해야 상위 사고를 막을 수 있다.
예를 들어 정상사상 T가 A 또는 B 중 하나만 발생해도 일어난다면, T를 방지하기 위해서는 A와 B가 모두 발생하지 않아야 한다. 이 경우 성공 조건은 두 원인의 동시 방지와 관련된다.
AND 게이트는 하위 사상이 모두 발생해야 상위 사상이 발생하는 구조이다. 따라서 AND 게이트로 연결된 원인 중 하나라도 방지하면 상위 사고를 막을 수 있다.
예를 들어 정상사상 T가 A와 B가 모두 발생해야 일어난다면, A를 방지하거나 B를 방지하는 것만으로도 T를 막을 수 있다. 이 경우 각각의 방지 조건은 패스셋 분석에서 중요한 성공 경로가 될 수 있다.
패스셋은 시스템이 정상적으로 작동하기 위해 필요한 조건을 파악하는 데 활용된다. 특히 여러 안전장치나 방호기능이 있을 때, 어떤 기능 조합이 유지되어야 사고를 방지할 수 있는지 분석하는 데 유용하다.
패스셋의 주요 활용은 다음과 같다.
- 시스템의 정상 작동 조건 파악
- 안전기능의 핵심 요소 확인
- 방호장치의 중요도 검토
- 예비장치와 이중화 설계 검토
- 점검 항목 선정
- 정비 우선순위 결정
- 사고예방 대책의 효과 검토
패스셋은 안전기능의 유지 조건을 분석하는 데 활용할 수 있다. 예를 들어 화학설비의 압력 상승 사고를 막기 위해 안전밸브, 압력경보, 긴급차단장치, 운전자의 조치가 필요할 수 있다.
이 경우 어떤 장치 또는 조치가 유지되면 사고가 방지되는지 분석하면 패스셋을 도출할 수 있다. 이를 통해 반드시 정상 상태로 유지해야 하는 핵심 안전기능을 파악할 수 있다.
패스셋은 사고가 발생하지 않기 위한 조건을 보여주므로, 사고예방 대책 수립에 활용된다. 패스셋에 포함된 기본사상이나 안전기능이 유지되면 정상사상을 방지할 가능성이 높아진다.
예를 들어 추락사고를 방지하는 패스셋에는 다음과 같은 조건이 포함될 수 있다.
- 안전난간이 정상적으로 설치되어 있다.
- 작업자가 안전대를 착용하고 있다.
- 작업발판이 충분한 강도와 폭을 가지고 있다.
- 개구부 덮개가 견고하게 설치되어 있다.
이러한 조건들은 각각 추락사고를 막기 위한 성공 경로의 일부가 될 수 있다.
정성적 FTA에서 패스셋은 시스템이 안전하게 유지되는 구조를 파악하는 데 사용된다. 미니멀 패스셋을 도출하면 시스템의 정상 작동을 위해 반드시 필요한 최소 조건을 알 수 있다.
정성적 분석에서 패스셋을 통해 확인할 수 있는 사항은 다음과 같다.
- 시스템의 성공 경로
- 핵심 안전기능
- 정상 작동에 필요한 최소 조건
- 방호장치의 중요도
- 안전기능 상실 시 취약점
정량적 분석에서는 패스셋을 이용하여 시스템이 정상적으로 작동할 확률이나 신뢰도를 평가할 수 있다. 각 안전기능이나 구성요소의 신뢰도를 알 수 있다면, 시스템 전체의 정상 작동 가능성을 추정하는 데 활용할 수 있다.
정량적 분석에서 패스셋의 활용은 다음과 같다.
- 시스템 신뢰도 평가
- 안전기능 유지 확률 분석
- 예비장치의 효과 평가
- 이중화 설계의 효과 검토
- 안전대책 적용 전후의 신뢰도 비교
산업안전 분야에서 패스셋은 기계·전기·화학·건설 분야의 다양한 안전기능 분석에 활용될 수 있다.
활용 가능한 사례는 다음과 같다.
- 프레스 방호장치의 안전기능 분석
- 압력용기 과압 방지 기능 분석
- 화학설비 긴급차단 기능 분석
- 크레인 권과방지장치의 정상 작동 조건 분석
- 전기설비 감전방지 기능 분석
- 추락방지설비의 안전성 검토
- 화재·폭발 방지장치의 기능 분석
FTA에서는 컷셋과 패스셋을 함께 분석하면 사고 발생 경로와 사고 방지 경로를 모두 파악할 수 있다. 컷셋만 분석하면 무엇이 사고를 일으키는지는 알 수 있지만, 어떤 안전기능을 유지해야 하는지는 충분히 드러나지 않을 수 있다.
반대로 패스셋만 분석하면 정상 작동 조건은 알 수 있지만, 구체적인 사고 원인 조합을 놓칠 수 있다. 따라서 두 개념을 함께 활용하면 사고예방 대책을 더 체계적으로 수립할 수 있다.
패스셋은 시스템이 안전하게 유지되기 위한 조건을 분석하는 개념이다. 이를 통해 산업재해 예방에서 단순히 사고 원인을 제거하는 것뿐 아니라, 안전기능을 지속적으로 유지하는 것이 중요하다는 점을 알 수 있다.
특히 복잡한 설비나 공정에서는 여러 안전장치와 관리조치가 함께 작동해야 안전이 확보된다. 패스셋 분석은 이러한 안전기능의 조합과 중요도를 이해하는 데 도움이 된다.
