A Study on the Development of integrated Process Safety Management System based on Artificial Intelligence (AI)

인공지능(AI) 기반 통합 공정안전관리 시스템 개발에 관한 연구

In this paper, the guidelines for the design of an Artificial Intelligence(AI) based Integrated Process Safety Management(PSM) system to enhance workplace safety using data from process safety reports submitted by hazardous and risky facility operators in accordance with the Occupational Safety and Health Act is proposed. The system composed of the proposed guidelines is to be implemented separately by individual facility operators and specialized process safety management agencies for single or multiple workplaces. It is structured with key components and stages, including data collection and preprocessing, expansion and segmentation, labeling, and the construction of training datasets. It enables the collection of process operation data and change approval data from various processes, allowing potential fault prediction and maintenance planning through the analysis of all data generated in workplace operations, thereby supporting decision-making during process operation. Moreover, it offers utility and effectiveness in time and cost savings, detection and prediction of various risk factors, including human errors, and continuous model improvement through the use of accurate and reliable training data and specialized datasets. Through this approach, it becomes possible to enhance workplace safety and prevent accidents.

본 논문에서는 산업안전보건법에 따라 유해·위험 설비 사업자가 제출하여 공정안전관리 전담기관으로부터 승인받은 공정안전보고서의 데이터를 기반으로 사업장 안전성 향상을 위한 인공지능 통합 공정안전관리(PSM) 시스템 설계를 위한 가이드라인을 제안하였다. 제안된 가이드라인으로 구성되는 시스템은 단일사업장 또는 다수의 사업장을 운영하는 사업자와 공정안전관리 전담기관에 각각 구축하며, 데이터 수집·전처리, 확장 및 분할, 레이블링, 학습 데이터 셋구축 등의 주요 구성 요소와 단계로 구성하였다. 각 공정에서 발생하는 공정 운영 데이터 및 변경 허가 승인 데이터의 수집이 가능하며, 사업장 운영에서 발생하는 모든 데이터의 분석을 통해 잠재적인 고장 예측 및 유지보수 계획을 수립하여, 공정 운전 상황에서의 의사 결정 지원이 가능하다. 또한, 정확하고 신뢰할 수 있는 학습 데이터, 특화된 데이터 셋을 이용하여 시간 및 비용 절감, 인적 오류를 포함한 다양한 위험 요소 감지와 예측, 지속적인 모델 개선 등에 유용성과 효과를 갖으며, 이를 통해 작업장 안전성 향상 및 사고 예방이 가능하다.