Bowtie기법은 산업안전보건법 제5조에서 규정하고 있는 사업주의 의무사항인 사업장의 유해위험요인에 대한 실태를 파악하고 이를 평가하여 관리·개선하는 것을 돕기 위한 정성적 리스크 평가 기법이다. 사업장의 전반에 대해 리스크를 평가하는데 적용할 수 있으며, 주로 사고 발생빈도가 높고 결과의 심각도가 높은 사고의 원인과 결과 및 이에 대한 대책을 도식적으로 표시하고자 하는 경우에 유용하다.
보우타이 분석은 1980~1990년대 Royal Dutch Shell에서 처음 적용하고 연구하여 현재의 Bow-Tie 분석 기법으로 발전하는 데 기여하였으며, 그 이후로 석유 및 가스, 광업, 제약 회사 등 보우타이 기법을 사용하여 다양한 산업 분야에서 위험성 평가와 안전 관리 개선에 적용되고 있다.
최근에는 금융 기관들도 간단하지만 포괄적인 방법이 위험을 이해하고 전달하는 데 도움이 된다고 보고 이 아이디어에 주목하고 있다. 보우타이 기법은 위험을 탐구하고 전달하는 논리적인 방법으로 원칙은 간단하지만 실행과 프레젠테이션에는 주의가 필요하다. 보우타이 분석은 높은 수준의 위험을 평가하기 위한 것으로 위험 식별 및 위험 완화 도구이다. 아래 그림과 같이 보우타이의 중앙 또는 매듭이 main event / hazard이며 왼쪽이 main event의 source이고, 오른쪽이 consenquence를 보여준다.
bowtie 분석의 주요 8단계는 아래와 같고 다음과 같이 인지를 해 나간다. hazard를 먼저 인지한 후 hazard의 제어상실로 인해 top event가 발생되는 것이다.
hazard (유해위험요인) --> top event (주요 사상, 사고; hazard에 대한 control 상실시) --> threats (causes; fault tree analysis) --> consequence (effect; event tree analysis) --> prevention barrier (threat와 top event사이에 위치) --> mitigation (혹은 recovery) barrier (top event와 consequence사이에 위치) --> escalation (증폭, 악화) factor --> escalation factor control
보우타이 분석은 나비넥타이와 비슷한 도면내 위험의 원인, 중앙의 hazardous event 그리고 위험의 결과를 인지해 나가는 시각화된 위험성 평가 tool이다.
이를 통해 왼편에서 위협으로부터 event로 진전이 되지 않도록 예방적인 control을 수행하여 시나리오가 진전되지 않도록 하고 그 이후 event가 벌어진 후 시나리오가 진전되어 그 피해 영향을 최소화하기 위해 대응적인 control이 진행된다. 이 방법 적용에 따라 risk scenario의 전개과정을 보여주며 high risk를 이해하고 가장 효율적인 control방법을 적용하여 high risk를 관리하도록 한다.
Bowtie 분석의 장점으로는 아래와 같다.
* 진행과정이 간단하고 시각적으로 보여주므로서 이해하기 쉽고 복잡한 시나리오에 대해 비전문가와도 소통이 가능하다.
* 원인으로부터 결과에 이르기까지 전제적인 진행과정을 용이하게 보여준다.
* 장벽의 유효성 검증을 위해 기존 control에 대한 취약점과 gap을 인지하고 어떠한 곳에 새로운 control이 필요한지 확인할 수 있다.
* event의 예방적 관리와 consequence의 완화적 관리를 도와준다.
* 인지된 hazard에 대해 이를 줄이기 위해 현재의 control 수준이 충분한지 혹은 ALARP 수준인지 결정하는데 도움을 주고 resource를 어디에 어떻게 고려할 것인지 판단하므로서 risk 분석에서 그치지 않고 risk에 대한 관리를 할 수 있다.
* hazard control에 대한 책임성을 부여한다.
* 일반적인 risk assessment의 범위를 넘어 risk control과 management system사이의 연관관계를 보여준다.
하지만 bowtie분석의 한계로는 다음과 같다.
* 정성적인 분석임.
* HAZOP이나 FMECA와 같은 기법을 대체할 수는 없다.
* 참석한 전문가들의 경험에 전적으로 의존한다.
* bowtie내의 control들은 완벽히 독립적이지 않을 수 있다.
* 의미있는 bowtie diagram을 develop하는데 시간이 길어질 수 있다.
* 인지된 장벽들이 서로 독립적이지 않을 경우 잘못된 결정을 할 수 있다.
bowtie는 여러 장점이 있음에도 불구하고 위와 같은 제한적인 요소가 있어서 bowtie 자체로서 끝나는 것이 아니라 preventive/mitigating barrier에 대한 유효성을 극대화 내지 검증하기 위한 barrier management 정책의 일부분으로 그리고 HAZID, HAZOP과 같은 다른 위험성 평가 기법과 연계하여 활용하는 것이 가장 효과적으로 보인다.
Bowtie 분석과 FMEA의 차이는 아래와 같다.
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Bowtie Analysis
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FMEA
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* 예방과 완화 요소를 고려하여 위험을 체계적으로 관리함.
* 사고의 치명도와 결함의 빈도에 토대를 둔 잠재적 위험요인에 대한 우선순위를 결정하는 모델이다.
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* 설계, 제작 혹은 생산 과정에서 가능한 실패요인을 인지하기 위한 과정이다.
* failure model의 영향 내지 효과를 인지하고 failure의 가능성을 제거하거나 줄이기 위한 체계적인 tool이다.
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bowtie기법을 주로 적용하는 경우는 아래와 같다.
* 다른 정성적 리스크 평가 결과중 심각도가 높은 경우
* 새로운 공정이나 설비를 도입 혹은 공정이나 작업 방법을 변경한 경우
* 새로운 물질을 사용하는 경우
* 사고 발생시 원인을 파악하고 대책의 적절성을 평가할 경우
* 이해당사자에게 사용하는 설비의 안전성을 쉽게 설명하고자 할 경우
추진절차로 먼저 risk 평가 대상 공정이나 작업을 선정하고 공정을 설명한 후, 공정에 대한 서류 검토 및 현장 확인후 bowtie risk 평가를 수행한다.
보우타이(Bow Tie) 기법은 주요 사고를 중심으로 좌측에는 위험의 원인과 예방책, 우측에는 사고의 결과와 감소대책을 시각적으로 연결하여, 복잡한 위험을 체계적으로 분석하고 위험을 사전 예방하는 위험관리 기법이다. 주요 특징으로는 위험의 원인-사건-결과 흐름을 한눈에 파악할 수 있으며, 예방 및 완화 대책을 명확히 구분하여 효과적인 위험 관리가 가능하다는 점이다.
원인(Threats)과 결과(Consequences)를 한눈에 파악할 수 있는 직관적인 다이어그램으로 복잡한 위험 구조를 쉽게 이해할 수 있도록 돕는다. 보우타이 구조의 좌측 부분은 사고의 발생 가능성을 낮추는 '예방 활동'에, 우측 부분은 사고 발생 시 피해를 줄이는 '완화 활동'에 초점을 맞추며 위험의 근원적인 원인부터 발생 가능한 결과까지 이어지는 전 과정을 상세하게 분석하여, 각 단계에 필요한 통제 수단을 체계적으로 관리할 수 있다.
산업안전 분야 뿐만 아니라 정보 보안, 금융, 제조 등 다양한 산업 분야에서 위험 관리 및 사전 예방을 위한 중요한 기법으로 널리 사용되며, FTA(Fault Tree Analysis, 고장수목분석)와 ETA(Event Tree Analysis, 사건수목분석)와 같은 다른 위험 분석 기법들의 결과를 보우타이 모델에 통합하여 분석의 깊이를 더할 수 있다.
아래는 폭주 반응에 대한 bowtie기법을 적용한 평가이다. 폭주반응은 화학반응이 더이상 control이 안되어 반응이 가속되는 매우 위험한 event로서 심각한 결과를 초래할 수 있다. 따라서 이 경우 bowtie diagram상 폭주반응이 중앙의 top event가 되며 이를 야기할 수 있는 요소들이 왼편에, 잠재적인 영향들은 오른편에 나타내진다.
cause들로는 excessive heat, insufficient cooling, incorrect reactant ratios등이 있으며 preventive control로는 temperature control systems, safety interlocks, proper operating procedures를 생각해볼 수 있다. top event의 시나리오가 진전이 되어 발생되는 결과로는 equipment damage, fires, explosions, release of hazardous material 등이 있으며 사고피해를 줄이기 위한 mitigation control로는 pressure relief systems, emergency shutdown systems, fire suppression systems 등이 있다.
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