[공장관리기술사 기출] Fool Proof, Fail Safe

공장관리기술사 - 토픽 모음

(106회-1교시-2번)

Fool Proof, Fail Safe 및 안전 Interlock

Fool Proof, Fail Safe, 그리고 안전 Interlock은 모두 인적 요류나 장비 고장으로 인한 사고를 방지하기 위해 설계 및 제조 단계에서 고려되는 안전 장치 또는 시스템임. 

 

1. Fool Proof

1) 정의: 사용자가 실수 자체를 할 수 없도록 설계된 장치 또는 시스템을 의미함. '바보 방지', '실수 방지'라고도 하며 '포카 요케(Poka-Yoke)'와 유사한 개념임

2) 목표: 인적 오류를 사전에 방지하여 사고를 예방하고, 품질을 향상 시키는 것

3) 특징

 - 단순하고 직관적인 설계: 사용자가 쉽게 이해하고 사용할 수 있도록 설계됨

 - 물리적 제한: 잘못된 조작을 물리적으로 불가느하게 만듬

 - 강제 기능: 올바른 조작을 하도록 강제함

4) 예시

 - 전기 콘센트의 접지 단자: 접지 단자가 다른 단자보다 길어 잘못된 연결을 방지함

 - 세탁기 문: 세탁기가 작동 중일 때는 문이 열리지 않도록 설계되어 있음

 - 자동차 기어: 자동 변속기 차량에서 브레이크를 밟지 않으면 P(주차)에서 다른 기어로 변속되지 않음

 

2. Fail Safe

1) 정의: 시스템이나 장비에 고장이 발생했을 때, 안전한 상태로 자동 전환되도록 설계된 장치 또는 시스템을 의미함. 즉, 고장이 나더라도 위험한 상황으로 이어지지 않도록 하는 것임

2) 목표: 고장 발생 시 피해를 최소화하고, 인명 및 재산 피해를 방지하는 것임

3) 특징

 - 고장 감지: 고장을 자동으로 감지하고 센서 또는 메커니즘이 포함됨

 - 안전 모드 전환: 고장 감지 시 자동으로 안전한 상태로 전환됨

 - 예비 시스템: 주요 시스템 고장 시 대체 작동할 수 있는 예비 시스템을 갖추고 있음

4) 유형

 - Fail-Passive: 고장 시 에너지를 차단하여 시스템을 정지시키는 방식(예: 전기 퓨즈, 회로 차단기)

 - Fail-Active: 고장 시 보조 시스템을 가동하여 안전항 상태를 유지하는 방식 (예: 비상 발전기, 무정전 전원 공급 장치(UPS))

 - Fail-Operational: 고장 시에도 제한된 기능으로 동작을 유지하는 방식

5) 예시

 - 엘리베이터 비상 정지 장치: 전원 차단 또는 케이블 절단 시 자동으로 브레이크가 작동하여 추락을 방지함

 - 원자로 자동 정지 시스템: 이상 징후 감지 시 자동으로 원자로 운전을 정지시켜 사고를 예방함

 - 자동차 에어백: 충돌 감지 시 자동으로 팽창하여 승객을 보호함

 - 가스 누출 경보기: 가스 누출 감지 시 경보를 울리고 자동으로 가스 밸브를 차단함

 

3. 안전 인터락 (Safety Interlock)

1) 정의: 위험 요인이 존재하는 상황에서 장비의 작동을 방지하거나, 특정 조건이 충족되어야만 작동하도록 하는 안전 장치 또는 시스템임. 두 가지 이상의 조건을 연결하여 안전을 확보함

2) 목표: 작업자의 안전을 보호하고, 장비의 손상을 방지하는 것임

3) 특징

 - 조건부 작동: 특정 조건이 충족되어야만 장비가 작동함

 - 위험 요인 제거: 위험 요인이 존재하는 상황에서는 장비 작동을 방지함

 - 기계적, 전기적, 전자적 방법 등 다양한 방식으로 구현될 수 있음

4) 예시

 - 프레스 기계: 양손 버튼을 모두 눌러야만 프레스가 작동하도록 하여 손이 끼이는 사고를 방지함

 - 선반 안전 커버: 안전 커버가 열려 있으면 선반이 작동하지 않도록 하여 작업자를 보호함

 - 고압 전기 설비: 접지가 연결되어야만 전기가 공급되도록 하여 감전 사고를 방지함

 - 전자레인지: 문이 완전히 닫혀야만 작동하도록 하여 마이크로파 누출을 방지함