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Analysis of Factors Influencing Electrical Fires in Industrial Buildings Using the Fuzzy DEMATEL-ISM-MICMAC Method

본 연구는 장비, 인력, 환경 및 관리 차원의 20가지 위험 요인을 분석하기 위해 하이브리드 Fuzzy DEMATEL-ISM-MICMAC 방법론을 채택하였으며, 부적절한 안전 규정이 산업용 건물의 전기 화재의 핵심적인 근본 원인인 반면 단락 고장은 직접적인 촉발 요인임을 밝힘으로써 표적화된 예방 전략을 위한 과학적 근거를 제공한다.

원저자: songlin jiang, song hao zhu, nie DAN, Guo jun CHEN

게시일 2026-06-30

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CC BY 4.0

원저자: songlin jiang, song hao zhu, nie DAN, Guo jun CHEN

원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

거대한 산업 공장을 하나의 복잡하고 거대한 기계라고 상상해 보십시오. 이 기계 내부에서 전기는 혈관을 흐르는 피와 같아서, 모든 것이 계속 작동할 수 있도록 유지해 줍니다. 하지만 때때로 이 피가 너무 뜨거워지거나, 새어 나오거나, 스파크를 일으켜 화재를 유발하기도 합니다.

이 논문은 마치 탐정 팀처럼, 공장에서 왜 이러한 전기 화재가 발생하는지, 그리고 서로 다른 단서들이 어떻게 맞물려 돌아가는지를 밝혀내려는 시도와 같습니다. 연구진들은 단순히 추측하는 대신, 이 미스터리를 풀기 위해 특별한 "세 가지 도구 세트"를 사용했습니다.

다음은 그들의 조사 내용을 쉽게 정리한 것입니다.

1. 용의자들 (20가지 요인)

먼저, 연구진은 화재를 일으킬 수 있는 2 đề "용의자"들을 나열했습니다. 이들은 네 가지 범주로 그룹화되었습니다:

장비: 노후된 전선, 느슨한 연결부, 또는 과열되어 작동하는 기계.
사람: 훈련되지 않았거나, 경고 신호를 무시하거나, 규칙을 어기는 작업자들.
환경: 먼지, 습도, 부식성 가스, 또는 전선을 헐겁게 만드는 진동.
경영: 무너진 규칙, 안전 점검 부족, 또는 책임자가 누구인지 모르는 상황.

2. 세 가지 도구 탐정 키트

연구진은 이 용의자들이 서로 어떻게 작용하는지 이해하기 위해, 세 가지 특정 방법을 결합하여 마치 슈퍼 탐정 팀처럼 사용했습니다.

도구 1: "영향력 지도" (Fuzzy DEMATEL)
- 비유: 전문가들이 "누가 누구에게 영향을 주는가?"라는 게임을 한다고 상상해 보십시오. 그들은 한 요인(예: '나쁜 경영')이 다른 요인(예: '안전하지 않은 작업자')을 화재 쪽으로 얼마나 밀어붙이는지 평가했습니다.
- 발견한 점: 이 도구는 근본 원인과 **최종 트리거(방아쇠)**를 구분해 냈습니다.
  - 근본 원인 (동력원): 이들은 거물급 보스들입니다. 연구에 따르면 부적절한 안전 규정(F16)이 1순위 보스였습니다. 규칙이 약하면 다른 모든 것들이 잘못됩니다. 또 다른 주요 동력으로는 불분명한 책임과 교육 부족이 있었습니다.
  - 최종 트리거 (희생자): 이들은 실제로 불을 붙이는 것들입니다. 연구 결과, 단락(합선)(F2)과 지락 사고(접지 결함)(F5)가 화재를 일으키는 가장 흔한 실제 원인이었습니다. 이들은 다른 모든 문제의 "결과"입니다.
도구 2: "사다리" (ISM)
- 비 비유: 누가 누구에게 영향을 주는지 알게 된 후, 연구진은 사건의 순서를 보여주는 7단계 사다리를 만들었습니다. 단계를 건너뛸 수는 없습니다. 문제는 위에서 아래로 흐르며 화재가 발생하기 때문입니다.
- 사다리의 구조:
  1. 최상단 (근본): 나쁜 안전 시스템과 불분명한 규칙.
  2. 중간: 이것은 훈련되지 않은 작업자와 규칙을 어기는 사람들로 이어집니다.
  3. 하단 중간: 이는 열악한 작업 환경(먼지, 열, 진동)을 만듭니다.
  4. 최하단 (트리거): 마지막으로, 장비가 고장 나고(단락), 쾅—불이 납니다.
- 교훈: 사다리의 밑부분(화재)만 고쳐서는 안 됩니다. 연쇄 반응을 막으려면 사다리의 꼭대기(규칙)를 고쳐야 합니다.
도구 3: "힘 대 의존성" 차트 (MICMAC)
- 비유: X축은 "얼마나 많은 힘을 가지고 있는가?", Y축은 "얼마나 타인에게 의존하는가?"인 그래프를 상상해 보십시오.
- 발견한 점:
  - 독립적인 파워하우스 (우측 하단): 이들은 경영 문제(예: 나쁜 규칙)입니다. 이들은 다른 것에 의존하지 않지만, 거의 모든 것을 통제합니다. 이들을 해결하면 전체 시스템을 해결할 수 있습니다.
  - 의존적인 희생자 (좌측 상단): 이들은 실제 화재(단락)입니다. 이들은 위의 문제들에 전적으로 의존합니다. 이들은 변화를 일으킬 힘이 없으며, 그저 일어날 뿐입니다.
  - 중간 관리자: "안전하지 않은 배선"이나 "나쁜 유지보수" 같은 것들은 중간에 위치하며, 경영진으로부터 발생한 문제를 장비로 전달하는 역할을 합니다.

종합적인 결론

이 연구는 공장의 전기 화재가 단순히 무작위적인 사고가 아니라고 결론짓습니다. 그것은 하나의 연쇄 반응입니다.

경영이 좋은 규칙을 세우거나 명확한 책임을 할당하지 못하는 것에서 시작됩니다.
이는 사람들이 훈련되지 않거나 규칙을 어기게 만듭니다.
이는 환경과 장비가 손상되거나 마모되는 결과를 초래합니다.
마지막으로, 장비가 고장 나면서(단락), 화재가 발생합니다.

핵심 요점: 화재를 막으려면 단순히 불을 끄거나 마지막에 고장 난 전선을 고치는 것만으로는 부족합니다. 연쇄 반응의 맨 꼭대기부터 시작해야 합니다: 안전 규칙과 경영 시스템을 바로잡아야 합니다. "보스"(경영)를 바로잡으면, 전체 연쇄 과정이 바뀌어 화재가 시작될 기회조차 갖지 못하게 됩니다.

기술 요약: Fuzzy DEMATEL-ISM-MICMAC 방법을 이용한 산업 건축물의 전기 화재 영향 요인 분석

문제 정의
산업 건축물은 집중된 생산 설비와 전력 공급 시설을 갖추고 있으며, 이러한 시설들은 종종 가혹한 조건(고온, 먼지, 부식성 가스) 하에서 지속적으로 운영되어 장비의 노후화를 가속화하고 전기 화재의 위험을 높인다. 기존 연구들이 실무 경험에 기반한 질적 분석과 일반적인 예방 조치를 제공하고 있음에도 불구하고, 다양한 위험 요인 간의 복잡한 인과 관계, 계층적 전달 경로 및 구동 의존 특성에 대한 체계적인 조사는 부족한 실정이다. 현재의 방법론들은 근본 원인, 중간 전달 요인, 그리고 직접적인 트리거(발생 기제)를 명확히 구분하지 못하여, 표적화된 예방 전략의 효과성을 제한하고 있다.

연구 방법론
본 연구는 세 가지 방법론인 Fuzzy Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory (Fuzzy DEMATEL), Interpretive Structural Modelling (ISM), 그리고 Matrix d'Impacts Croisés Multiplication Appliquée à un Classement (MICMAC)을 결합한 통합 분석 모델을 제안한다. 연구 프레임워크는 다음과 같이 진행된다:

요인 식별: 문헌 검토, 국내 전기 화재 사고 사례 연구(2014~2024년), 관련 국가 표준(예: GB50016, GB/T 19517)을 바탕으로 장비, 인원, 환경, 관리의 네 가지 차원에 걸쳐 20개의 위험 요인을 식별하였다.
Fuzzy DEMATEL: 전문가 평가를 삼각 퍼지 수(triangular fuzzy numbers)로 변환하여 직접 및 간접 영향 관계를 정량화하였다. 이 단계에서는 각 요인의 영향도( $D$ ), 피영향도( $C$ ), 중심성( $M$ ), 인과성( $R$ )을 계산하여 인과적 동인(causal drivers)과 결과적 트리거(outcome triggers)를 구분하였다.
ISM: DEMATEL의 종합 영향 행렬을 사용하여 임계값( $\lambda$ )을 적용하고 도달 행렬(reachability matrix)을 구축하였다. 도달 집합과 선행 집합의 반복적인 분할을 통해 요인들을 다층적 계층 구조로 조직하여, 근본 원인에서 최종 결과로 이어지는 전달 경로를 규명하였다.
MICMAC: ISM 도달 행렬을 기반으로 각 요인의 구동력(driving forces)과 의존성(dependencies)을 계산하였다. 산점도를 생성하여 요인들을 독립적, 상호의존적, 의존적, 자율적 요인의 네 가지 범주로 분류함으로써, 계층적 분류를 검증하고 요인의 기능적 속성을 명확히 하였다.

실증 분석
본 모델은 한 기계 제조 공장에 적용되었다. 전기 화재 안전 분야의 전문가 5인이 20개 요인 간의 영향 관계를 평가하였으며, 전문가 평가의 일관성은 Kendall's W 테스트를 통해 검증되었다.

주요 결과

인과 관계 분석 (DEMATEL): 분석 결과 12개의 인과 요인과 8개의 결과 요인이 식별되었다.
- 핵심 근본 원인: "불충분한 안전 규정"(F16)이 가장 중요한 인과 요인(인과성 점수: 1.57)으로 나타났으며, 위험 진화를 주도하는 것으로 확인되었다.
- 주요 전달 요인: 인적 차원의 핵심 동인으로 "무자격 및 비준수 작업"(F7)과 "불충분한 위험 식별"(F8)이 식별되었다.
- 직접 트리거: "단락 사고"(F2)와 "지락 사고"(F5)가 가장 심각한 직접적 재난 유발 요인(중심성은 높으나 인과성이 낮은 결과 요인)으로 식별되었다.
계층 구조 (ISM): 요인들은 7단계 구조로 조직되었다:
- 7단계 (근본 원인): 불충분한 안전 시스템 (F16).
- 6단계: 책임 및 통제 결핍 (F19, F20).
- 5단계: 인적 역량 문제 (F7, F8).
- 4단계: 비준수 및 관리 실패의 핵심 허브 (F6, F9, F10, F17, F18).
- 3단계: 운전 조건의 전환 (F1, F11, F15).
- 2단계: 장비/환경 악화의 예비 위험 (F4, F12, F13, F14).
- 1단계 (트리거): 화재의 직접적 원인 (F2, F3, F5).
- 본 모델은 체계적인 관리 결핍에서 장비 고장을 거쳐 최종적으로 화재 발화로 이어지는 단방향적이고 불가역적인 전달 논리를 보여준다.
속성 분류 (MICMAC):
- 독립적 요인 (높은 구동력, 낮은 의존성): F16, F19, F20, F7. 이들은 위험 진화의 궤적을 결정하는 근원적 제어 요소이다.
- 상호의존적 요인 (높은 구동력, 높은 의존성): F6, F8, F9, F10. 이들은 핵심 전달 허브 역할을 한다.
- 의존적 요인 (낮은 구동력, 높은 의존성): F1, F2, F3, F4, F5. 이들은 상위 요인들에 크게 의존하는 최종 출력 트리거이다.
- 자율적 요인 (낮은 구동력, 낮은 의존성): F11–F15, F17, F18. 이들은 전달 능력이 제한적이다.

의의 및 기여
본 논문은 세 가지 방법론의 통합이 단일 방법론의 한계를 극복하여 전기 화재 위험을 분석하기 위한 포괄적이고 체계적이며 정확한 프레임워크를 제공한다고 주장한다:

인과 관계의 정량화: Fuzzy DEMATEL은 전문가 평가의 주관적 편향을 완화하여 영향의 강도를 정확하게 정량화하고, 근본 원인과 트리거를 구분한다.
계층적 분해: ISM는 관리 결핍에서 장비 고장으로 이어지는 단계별 전달 경로를 시각화하여, DEMATEL 단독으로는 묘사할 수 없는 구조적 논리를 명확히 한다.
교차 검증: MICMAC은 구동 및 의존 속성을 통해 ISM의 계층 구조와 DEMATEL의 인과 식별을 검증함으로써 상호 검증의 폐쇄 루프를 형성한다.

본 연구는 분석 결과가 표적화된 예방 및 통제 전략을 수립하는 데 과학적 근근거를 제공한다고 결론짓는다. 구체적으로, 위험 예방은 근원을 제거하기 위해 안전 관리 시스템을 개선하고 책임을 명확히 하는 것을 우선시해야 하며, 동시에 최종 방어선을 보호하기 위해 인적 위반 사항을 통제하고 장비를 모니터링해야 한다고 제언한다.

1. 용의자들 (20가지 요인)

2. 세 가지 도구 탐정 키트

종합적인 결론

기술 요약: Fuzzy DEMATEL-ISM-MICMAC 방법을 이용한 산업 건축물의 전기 화재 영향 요인 분석

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