The nuclear industry have strived for functional enhancement of the nuclear power plant (NPP) system itself by upgrading and improving pieces of equipment, and quantitative/qualitative advancement of support functions for operators by introducing various operation support systems for effective and safe operation of NPPs. However, after the Fukushima accident, the management started to pay attention to enhancement of operators’ abilities itself to handle normal/off-normal operating situations other than hardware upgrade and functional support. These kind of abilities are normally acquired through education and training (training for the rest). Most of training in NPPs at the moment is fulfilled with qualified individuals together on a full scope simulator. The most important here is ‘training in NPPs is designed for the operation team which consists of specialists in nuclear, electric, mechanical fields, etc.’
Improper fault diagnoses of the operation team can induce severe accidents, such as a core damage. So a diagnosis task of operation team is directly related to safety of NPPs, and therefore, a certain level of skills are required to perform the task. There are two types of skills to be considered for the operation team: technical skills and non-technical skills. Technical skills here are abilities to use knowledge, methods, and equipment to perform specific tasks, whereas non-technical skills are generic skills that underpin and enhance technical tasks, improving safety by helping people to anticipate, identify and mitigate against errors.
Main problems of the current training system is an unestablished team training evaluation system and the absence of a non-technical skills evaluation method. Hereupon, this research suggested ‘an integrated model of technical and non-technical skills training’ for effective training of operation teams. Firstly, technical and non-technical skills evaluation methods. Then, the integrated performance evaluation method was suggested to put the developed model into practice. Technical skills were indirectly measured by situation awareness (SA) which was closely related to the level of knowledge. SA was structured by production rules (WHEN-THEN logic) and quantified by Bayesian inference. Fast calculation and visualization were fulfilled by developing the tool called ‘CoRSAGE: Computational Representation of Situation Awareness with Graphical Expressions’. Four non-technical skills were summarized and selected from researches of other safety critical industries: leadership, communication, SA, and decision making skills. Selected skills were then, limited and defined by each representative factor to be quantified. The developed method was named ‘NoT-SkiP: Non-Technical Skills Preparedness’. The developed model was verified with training data of real plant operation teams. As a result, the technical skills evaluation method was improved to describe detailed processes of the skill exertion, while the currently used method, such as Operator Performance Assessment System (OPAS), only offered the final outcome. The non-technical skills evaluation method could express dynamics among team members and proposed an effective way of team management.
The training model and training evaluation methods of this research are suitable for NPPs which are run by teams. Possible fields of application are improvement of training process, Human Machine Interface (HMI), procedures, etc.
원자력산업에서는 원자력발전소(이하 원전)의 효율적이고 안전한 운영을 위해 설비의 개선 등을 통한 시스템 자체의 기능 향상과 더불어 각종 운전지원 시스템의 도입을 통한 운전원의 운전보조 기능의 양적/질적 향상을 위해 끊임없이 노력 하였다. 하지만 후쿠시마 사고 이 후, 이러한 기계적인 성능 개선 및 기능적인 보조 이외에 운전원 자체의 운전 및 비상/비정상 상황 대처능력의 향상에도 많은 관심을 가지기 시작하였다.
운전원의 운전 또는 비상/비정상 상황에 대한 대처능력 향상은 보통 교육훈련을 통하여 이루어진다. 현재 시행하고 있는 원전 운전과 관련된 대부분의 교육훈련은 개별적으로 전문 자격증을 취득한 운전원들을 대상으로 이론과 실습을 병행하고 있으며 운전원대상 실습의 경우 모의 시뮬레이터를 사용하여 시행하고 있다. 여기서 중요하게 고려해야 할 점은, 원전에서의 교육훈련은 원자력, 전기, 기계 등의 운전관련 분야에서 전문성을 가진 인력들이 모인 운전팀 대상으로 시행한다는 점이다. 운전팀의 운전 중 부적절한 고장진단은 작게는 원전 불시정지 유발에서 크게는 노심 손상과 같은 심각한 상황을 초래할 수 있다. 따라서 운전팀의 진단업무는 원전의 안전성에 직접적으로 영향을 주는 중요한 부분이라 할 수 있다. 이러한 업무를 수행하기 위해서는 일정한 수준의 기량을 필요로 하는데, 원전 운전팀의 기량은 기술적인 기량만으로 설명할 수 있는 운전원 개개인의 기량과는 달리 운전원간의 정보공유 방식을 표현하는 비기술적인 기량을 포함 함께 고려하여야 한다. 여기에서 말하는 기술적인 기량은 운전과 관련된 지식, 방법, 기기 조작 능력 등을 포함하며, 비기술적인 기량은 팀원들이 소유하고 있는 기술적인 기량을 상호 공유하기 위한 능력을 말한다.
현재 원전에서 시행되고 있는 교육훈련 체계가 가지고 있는 가장 큰 문제점은 팀을 고려한 평가체계와 비기술적 기량을 평가할 수 있는 평가방법이 확립되지 않았다는 점이다. 이에 본 연구에서는 원전 운전팀의 효과적인 교육훈련을 위해 ‘기술적 기량과 비기술적 기량을 고려한 종합적 평가모델’을 제시하였다. 이 모델을 현장에 적용하기 위해 우선 기술적 기량과 비기술적 기량을 각각 평가할 수 있는 방법들을 개발하고 이를 통합하여 팀의 종합적인 수행도를 평가할 수 있는 방법을 개발하였다. 기술적인 기량은 지식수준과 관련이 깊은 상황인식을 통하여 간접적으로 측정하였으며, production rule 즉, WHEN(IF)-THEN logic을 적용하여 상황인식의 형성과정을 구조화하고 이를 Bayesian inference를 통해 정량화하였다. 또한 신속한 계산과 정보의 흐름을 가시적으로 표현하고자 CoRSAGE라는 tool을 개발하였다. 비기술적 기량은 문헌조사를 통해 안전 필수 산업에서 강조하는 비기술적 기량을 네 가지로 요약하여 선정하고 선정된 기량들 즉, 리더십 기술, 의사소통 기술, 상황인식 형성 기술, 그리고 의사결정 기술에 대해 각각을 대표할 수 있는 요소로 한정 및 정의하고 이를 정량화 하였다. 개발된 모델의 검증은 기존 원전 주제어실과 신형 원전 주제어실 운전팀의 교육훈련 데이터를 취득하여 실시하였다. 검증 결과 기술적 기량의 평가방법은 기존 OPAS등의 방법을 통해 결과 위주로 평가하던 것에서 나아가 결과뿐만 아니라 과정까지도 묘사할 수 있게 되어 운전원이 어느 부분에서 기술적 기량이 부족한가를 설명할 수 있도록 개선되었다. 비 기술적 기량 평가의 경우 기존에는 정확히 설명할 수 없었던 팀 내 역학관계를 설명할 수 있게 되어 효율적인 팀 운영 방안을 제시할 수 있었다. 이를 기반으로 기술적/비기술적 기량을 통합한 훈련모델을 제시하고 실제 교육훈련 시 사용할 수 있도록 종합적인 평가방법을 제시하였다. 제시된 방법을 사용하면 신속하게 운전팀의 기술적/비기술적 기량을 평가하여 팀 특성에 따른 교육훈련 방법을 적용하도록 정량적 근거를 마련할 수 있다.
본 연구에서 개발 된 훈련 모델 및 평가 방법론은 개인이 아닌 운전팀으로 운영 되는 원전에 적용하기 적합하며, 운전팀의 훈련과정 개선뿐만 아니라 인간기기연계 개선 또는 절차서 개선 등의 여러 분야로 확장되어 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
