공장 자동화란 일반적으로 좁은 의미로는 생산 공정의 자동화, 넓은 의미로는 기계와 전자의 복합기술(메카트로닉스, Mechatronics), 정보처리기술, 제어통신 등을 이용해 생산의 효율성과 유연성을 동시에 달성토록 하는 활동이라 할 수 있다. 또한 자동화에 필요한 설비는 자동보관창고, 자동반송설비, 자동가공설비, 자동조립 및 검사설비 등이 있다.
그러나 이런 자동화 설비들은 생산성 향상, 품질의 안정, 숙련의 불필요 등의 장점이 있으나 안전측면에서는 또 다른 문제점을 발생시킨다. 그 세부 내용과 방호대책은 다음과 같다.
공장 자동화의 장점 및 단점
공장 자동화는 사람의 노동력에 의존하던 것을 기계화하고 자동화함에 따라 인간의 노동시간은 최소화하고 생산성을 극대화하는 것을 말한다. 근로자의 반복적인 작업을 소프트웨어, 로봇 등으로 대체하여 기업의 이윤이 증가하겠지만 예기치 못한 사고를 발생시키는 등 안전상 여러 가지 장/단점을 가지고 있다.
1. 공장자동화 장점
- 관리·운영적 측면
1) 노동 생산성 향상(24시간 생산 가능)
2) 인건비 절감, 노동력 부족 현상 해소
3) 소품종 다량 생산 제품군일 경우 대량생산에 따른 생산성 향상
4) 수작업 대비 불량률이 줄어 품질 향상
- 안전 관리적 측면
1) 단순 반복, 중량물 취급 최소화로 근골격계 질환 예방
2) 유해가스, 분진, 고저온, 소음/진동 등 위험 노출 최소화
3) 인터락 구조를 활용 위험 영역 접근 시 설비 자동 제어로 안전성 확보
4) 과부하, 고압, 과속 등 자동 제어 및 관리로 사고 위험성 최소화
2. 공장자동화 단점
- 관리/운영적 측면
1) 자동화 구축을 위한 초기 고액 투자비 필요
2) 자동화 설비 유지 보수 전문기술자의 육성과 고용 필요
3) 자동화 설비 및 시스템 유지/관리를 위한 비용 발생
4) 설비 에러 등 발생 시 생산 중단
- 안전 관리적 측면
1) 예상치 못한 에러 등으로 충돌, 화재/폭발 등 대형사고 발생 가능
2) 설비/유지 보수 등 비정형작업 중 사고 발생 가능성 높음
3) 대형화, 고속화 설비 방호를 위한 방책, 안전센서, 감시카메라 등 안전관리 투자 비용 발생
4) 근로자의 방호장치 임의 해 제 등 불안전한 행동으로 사고 위험 여전히 존재
공장 자동화 설비의 안전측면에서의 문제점
1. 단조로운 노동 등 비인간적인 작업을 초래
예를 들어 컨베이어 시스템 작업자는 시스템의 움직임에 따라 기계적인 작업을 하게 되고, DNC(Direct Numerical Control, 직접수치제어) 공장 등의 생각하고 판단하는 작업은 생산관리 담당자들에게 집중된다. 즉, 현장 작업자는 작업시간 내내 단순반복 작업이나 감시작업에 몰두하게 되어 정신적, 심리적 문제가 발생할 수 있다.
2. 자동화되지 않는 작업 종사자의 안전 위해 요소 증가
공장 자동화가 진행되어도 준비, 조정, 보전, 수리 분야 또는 이상 시 조치 등과 고소작업, 피트 내 작업 등 위험 작업은 여전히 근로자들이 전담하게 되는데 이런 업무는 대부분 위험 영역 안에서 실시되어 자동화된 설비의 오작동, 오염·중독 등에 대한 위험성은 증대된다.
3. 고장에 의한 재해의 위험성이 지속
고장이 없는 기계는 없으며, 자동화 설비에는 많은 기계요소, 제어요소 등이 사용되어 비자동화 설비보다 고장의 위험성이 크다. 또한 일반적으로 자동화 기계는 더 큰 전력, 압력, 가스 등의 에너지를 사용하기에 작은 고장이 치명적인 재해를 야기할 우려가 있다.
4. 대형화·고속화에 의한 위험성 증가
생산성 향상과 안전성 과신으로 자동화 설비는 대형화·고속화 되는 경향이 있고 그 보유 에너지는 비자동화 설비보다 현저하게 크기 때문에 고장 및 오작동 시 재해의 범위는 더 넓고 커질 우려가 있다.
5. 작업자 근로의욕 저해
자동화에 따라 기존의 숙련 작업자의 가치가 저평가 되고 설비나 제어장치는 정밀하게 제작되어 제조자 또는 관계 전문가 등만 점검, 보전을 할 수 있게 되므로 일반 작업자는 설비에 대한 애착심과 근로의욕이 저하될 우려가 있다.
자동화 설비에 대한 방호대책
1. 컨베이어 시스템의 재검토
단조로운 작업을 야기하는 컨베이어 시스템은 라운드 테이블 방식 등으로의 대체가 요망되며, 이때 자동화의 최대 이점인 생산성 향상, 품질, 정밀도, 안전성 등과의 조정이 필요하다. 또한 인간성 회복은 직장 내 인간관계 개선 또는 운동, 공동 여가활동 등 작업 이외의 측면에서 보완할 것도 고려해야 한다.
(라운드 테이블 방식으로 컨베이어 시스템을 변경하여도 단순한 작업의 반복이 이루어질 것 같은데 ....)
2. 방책 등의 설치
자동화 설비는 부속장치의 운동, 이송장치 등에 의한 위험이 많으므로 원칙적으로 작동 중에는 사람이 들어갈 수 없는 방책 등을 설치하고 준비·조정 등을 위해 방책 내부로 들어갈 필요가 있을 때는 출입구에 운전을 정지하는 인터록 장치를 설치해야 하며, 고장 및 접촉 등에 의한 위험이 있는 경우는 방호 덮개를 설치해야 한다.
3. 점검의 원활화
자동화 설비에는 집중윤활 시스템을 설비하고 보전용 점검회로를 설치하며 고장부분의 교환을 쉽게 할 수 있는 유닛(Unit) 시스템 채택해야 한다. 또한 자동화 설비 내부로 들어가지 않고 점검을 할 수 있는 감시장치, 점검용 통로 등을 설치해야 한다.
4. 고장방지
자동화 설비의 고장을 방지하기 위해서는 중요한 부품에는 신뢰성 높은 부품을 사용하고 정전, 공유압 등 이상으로 자재, 부품 등이 낙하 혹은 튀어나오지 않도록 대책을 강구한다. 비상정지장치는 정지로 인해 2차 재해를 발생시킬 우려가 없는 한 많이 설치해야 한다.
5. 설비 이상 시 작업기준 확립
자동화 시스템도 인간의 관리를 받아야 하므로 특히 이상 발생 시 조치는 중요하다. 따라서 설비에 이상 발생 시 작업기준을 구체화해야 하고, 특히 자동화 설비는 복잡하고 정비·보수에 전문성이 요구되므로 제조자 및 전문가와 현장 작업자가 협력하여 작업기준을 확립해야 한다.
6. 기술교육
자동화 시스템은 복잡하고 점검·보전 등은 제조자 또는 전문가에게 위임되는 경우가 많은데 이상 시 현장에서의 긴급조치와 작업자의 근로의욕 고취를 위해서는 작업자가 시스템의 구성, 기능, 점검 및 보전 등에 관련된 교육을 받을 수 있도록 하고 제조자 또는 전문가에 의한 설비 점검·보전 시 작업자도 참가하여 수준을 유지토록 여건을 보장해야 한다.