조선산업 안전지수(PSI/OSI) 개발 및 스마트 안전관리 시스템 적용 효과 실증 연구 = Development of the Shipbuilding Safety Index (PSI/OSI) and Empirical Study on the Effectiveness of Applying a Smart Safety Management System

국문 초록 (Abstract)

조선산업 특화 안전지수(PSI/OSI)를 개발하고, 스마트 안전관리 시스템의 효과를 대규모 실증데이터로 검증하는 것을 목적으로 한다.
PSI는 안전인지(0.406), 안전행동(0.305), 안전태도(0.289)의 가중합으로, OSI는 조직분위기(0.404), 안전활동(0.393), 리더십(0.203)의 가중합으로 구성하였으며, 2차 확인적 요인분석을 통해 타당성을 확보하였다. 스마트 안전관리 시스템은 조선소 환경(철판 구조, 통신 음영)을 고려하여 Mesh Network 기반으로 설계하였으며, 3년간 운영 결과 99.36%의 통신 안정성을 달성하였다. 지게차 부딪힘 방지 시스템은 무자격자 조작 차단 성공률 100%를 기록하였으며, 운영 기간 동안 15건의 위험상황을 선제적으로 방지하였다.
실증 분석(N=9,716) 결과, 구조방정식 모델링 및 부트스트래핑(5,000회) 검증을 통해 PSI와 OSI가 스마트 시스템과 사고예방 간 관계를 부분매개(VAF=78.3%, Cohen's f²=0.307)하는 것으로 나타났다. 이는 스마트 시스템의 사고예방 효과가 주로 안전의식 향상을 통해 발현됨을 의미한다.
조선산업 특화 측정도구(PSI/OSI) 개발과 스마트 시스템의 현장 적용을 통합하여 안전관리의 정량 평가 및 효과 검증을 동시에 수행함으로써, 이론적·방법론적·실무적 기여를 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study developed shipbuilding-industry safety indices—PSI (Personal Safety Index) and OSI (Organizational Safety Index)—and empirically validated the effectiveness of a mesh-network-based smart safety management system. PSI is modeled as a weighted composite of safety cognition, safety behavior, and safety attitude, while OSI is modeled as a weighted composite of organizational climate, safety activities, and leadership, with construct validity supported through second-order confirmatory factor analysis.
The smart safety system was designed for steel-structure shipyard environments and implemented with self-healing capability, demonstrating high communication stability.
Using large-scale operational data (n=9,716 over three years), structural equation modeling with bootstrapping (5,000 resamples) showed that PSI and OSI partially mediate the relationship between the smart system and accident prevention (VAF=78.3%, Cohen’s f²=0.307).

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구배경 및 필요성 1
• 1. 조선산업의 안전관리 현황과 문제점 1
• 2. 전통적 안전관리의 한계 2
• 3. 스마트 안전관리 기술의 필요성 3
• 제2절 연구 문제 및 목적 4
• 1. 조선산업 특화 안전지수의 개발 [연구문제 1] 4
• 2. 조선업 특화 스마트 안전관리 시스템의 구축 [연구문제 2] 5
• 3. 안전의식 매개효과 메커니즘의 규명 [연구문제 3] 6
• 제3절 연구의 의의 9
• 1. 이론적 의의 9
• 2. 방법론적 의의 12
• 제4절 연구의 범위 및 구성 14
• 1. 연구 대상 및 범위 14
• 2. 연구의 구성 19
• 제2장 이론적 고찰 21
• 제1절 조선산업재해 현황 21
• 1. 국내 전체 산업재해 분석 21
• 2. 조선업, 건설업 중대재해의 비교 27
• 제2절 안전지수 개발 안전이론 40
• 1. Zohar(1980, 2010) 안전분위기 이론 40
• 2. Ajzen의 계획된 행동 이론과 안전태도 42
• 3. Reason의 조직사고 모델과 위험인지의 중요성 44
• 4. 스마트 안전관리 시스템과 안전의식의 관계 46
• 5. 스마트 시스템의 행동변화 메커니즘 48
• 제3절 스마트 안전기술 및 개발현황 51
• 1. 스마트 안전관리 시스템 도입 배경 51
• 2. 기존 안전관리 시스템의 한계 51
• 3. 스마트 안전관리 기술 개념 52
• 4. 핵심 기술별 안전관리 적용 58
• 제4절 국내외 스마트 안전관리 시스템 적용 사례 및 동향 63
• 1. 국내 조선소 사례 63
• 2. 국내 제조사 사례(철강회사) 65
• 3. 해외 조선소 사례 66
• 4. 사례 분석 종합 67
• 5. 조선산업 스마트안전 한계 및 극복과제 67
• 제5절 선행 연구 고찰 68
• 1. 선행 연구의 흐름과 본 연구의 차별성 68
• 2. 기술 적용 분야별 선행 연구 69
• 3. 선행 연구 종합 및 본연구 실무적 기여 73
• 제6절 연구 통합 프레임워크 73
• 1. 이론적 프레임 73
• 2. 연구가설 1 76
• 3. 연구가설 2 78
• 4. 연구가설 3 81
• 5. 연구가설 4 82
• 제3장 조선산업 안전지수(PSI/OSI) 개발 86
• 제1절 안전지수 개발 개요 86
• 1. 개발 목적 및 필요성 86
• 2. 타당도 및 신뢰도 검증 90
• 3. 개인안전지수(PSI) 개발 92
• 4. 조직안전지수(OSI) 개발 96
• 5. 조직안전지수(OSI) 구조 타당도 검증 99
• 6. PSI/OSI 타당성 검증 102
• 제2절 스마트 도입 성과 안전의식 분석 106
• 1. 개인의 안전지수, 조직의 안전지수 구성항목 106
• 2. 스마트 안전역량을 정량화 목적 다중회귀분석 결과 107
• 3. 근로자/관리자별 안전지수 분석 110
• 제4장 조선산업 스마트 안전관리 실증결과 119
• 제1절 조선업 스마트안전 시스템 도입 필요성 분석 119
• 1. 서언 119
• 2. 스마트 안전관리 도입의 필요성 119
• 3. 조선업 스마트 안전관리 적용 분야 인식 조사 및 우선순위 조사 120
• 제2절 조선업 특화 스마트 스마트 시스템 성과분석 136
• 1 조선소 통신 문제 분석 136
• 2. 메시 네트워크 특징 139
• 3. Mesh network 기반 밀폐공간 구축 시스템 141
• 4. 지게차 인체감지 센서 사용성 검증 146
• 5. 조선업 고위험직종 VR/시뮬레이터 교육 성과검증 148
• 6. 소결 153
• 제3절 스마트 안전 기술 로드맵 154
• 1. 스마트 안전기술의 6대 핵심요소 154
• 2. 스마트 안전기술 분류체계 및 사고 유형별 기술 매트릭스 155
• 3. 기술분류체계의 의의 및 시사점 161
• 4. 소결 162
• 제5장 실증 분석 164
• 제1절 기초 통계 분석 164
• 1. 표본의 특성 164
• 2. 주요 변수의 기술통계량 165
• 3. 상관관계 분석 166
• 4. 소결 166
• 제2절 측정모형 검증 167
• 1. 신뢰도 분석 167
• 2. 확인적 요인분석 (CFA) 169
• 3. 판별타당도 (Discriminant Validity) 173
• 4. 소결 174
• 제3절 구조방정식 모델링 175
• 1. 연구모형 적합도 175
• 2. 가설 검증 결과 177
• 3. 직접효과, 간접효과, 총효과 181
• 4. 모형 비교 (대안 모형) 183
• 5. 소결 186
• 제4절 매개효과 검증 186
• 1. 매개효과 검증 186
• 2. VAF를 통한 매개효과 크기 평가 189
• 3. Baron & Kenny 4단계 검증 191
• 4. Sobel Test를 통한 추가 검증 194
• 5. 부분매개 모형 확정 196
• 6. 매개효과 검증 종합 198
• 7. 소결 199
• 제6장 결 론 201
• 제1절 연구 결과 201
• 1. 주요 연구 목적 및 성과 201
• 제2절 연구의 시사점 및 한계 202
• 1. 이론적 시사점 202
• 2. 실무적 시사점 203
• 3. 연구의 한계 204
• 참 고 문 헌 205
• ABSTRACT 216
• 부 록 218