摘要
HAZOP方法在全球化工行業(yè)得到了廣泛的應用。近些年來，HAZOP在國內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展，在國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的大力推動下，各大化工及石油天然氣企業(yè)不遺余力地在企業(yè)內(nèi)部推廣應用HAZOP方法。本文結合作者在HAZOP咨詢項目中的一些實例，介紹了如何在HAZOP中應用一些簡單的統(tǒng)計方法，更好地規(guī)劃HAZOP項目，更好地解讀HAZOP的結果。
關鍵詞: HAZOP 統(tǒng)計分析
HAZOP簡介
從1964年ICI（英國帝國化學）第一次嘗試使用改良的關鍵性檢查（Critical Examination）的方法至今 ，經(jīng)歷了近50年的時間。在此期間，HAZOP（HAZard and OPerability analysis，危害與可操作性分析）方法逐漸進化發(fā)展，成為化學工業(yè)的首選危害識別工具 。2005年英國職業(yè)健康與安全管理局（HSE，Health and Safety Executive）以文獻綜述法進行了一項調(diào)查，調(diào)查表明：約40個的危害識別工具HAZOP是現(xiàn)有文獻中介紹最多的工具 。
HAZOP統(tǒng)計分析的意義
人們對某一新鮮事物的了解總是由淺入深的。當積累了大量的原始數(shù)據(jù)之后，人們便可以從原始數(shù)據(jù)中總結，歸納出一般性的規(guī)律，對于該事物的理解和掌握便進入了一個新的高度，新的階段。HAZOP方法的應用和掌握，也不例外。
在HAZOP分析過程中產(chǎn)生大量的與工藝安全風險相關的數(shù)據(jù)，同時也有大量的數(shù)據(jù)是和HAZOP分析的過程相關的。利用一些簡單的統(tǒng)計方法，將這些數(shù)據(jù)進行分類整理和視覺化呈現(xiàn)，能夠幫助HAZOP分析人員，如：HAZOP咨詢師及參與HAZOP的各專業(yè)工程師，以及HAZOP的用戶，如：企業(yè)的管理層（安全經(jīng)理、生產(chǎn)經(jīng)理及技術經(jīng)理等）、政府安全監(jiān)管人員、企業(yè)內(nèi)部或外部的安全審計員等，更好地理解HAZOP的成果，如：將HAZOP所識別的風險以3維的風險矩陣形式呈現(xiàn)，有助于企業(yè)了解自身工藝安全風險的分布；將HAZOP的建議措施從所屬風險大小、建議措施有效性、建議措施所需成本等維度進行分類統(tǒng)計，有助于企業(yè)更好地使用有限的資源，去控制重大風險； 同時，也幫助以上人員，對HAZOP工具本身有更好的理解和把握，如：將HAZOP節(jié)點從關鍵性（Criticality）的維度進行分類，有利于企業(yè)在HAZOP規(guī)劃時更好地利用資源，實現(xiàn)項目成本最優(yōu)；將HAZOP所花費的時間按照偏差或后果的維度來進行計算，有利于找到更普遍的規(guī)律，便于將來HAZOP項目的計劃，如：進度日程安排，人員安排等。
圖1、HAZOP中的數(shù)據(jù)分類
HAZOP節(jié)點的統(tǒng)計分析
國內(nèi)企業(yè)在利用企業(yè)外部咨詢公司啟動HAZOP分析工作時，大多希望外部咨詢公司在幫助自己進行危害分析的同時，培養(yǎng)企業(yè)內(nèi)部的HAZOP專家，建立企業(yè)內(nèi)部的HAZOP程序及相關制度。
對HAZOP節(jié)點進行區(qū)分，是一種有效進行HAZOP分析、培訓及教練的方法。具體的方法是，將將要進行HAZOP分析的節(jié)點按照關鍵性分成3種類型：關鍵性節(jié)點、次關鍵節(jié)點和非關鍵節(jié)點。
圖2、HAZOP節(jié)點關鍵性定義及實施方法
針對關鍵性節(jié)點，由外部HAZOP咨詢師來主持HAZOP分析，企業(yè)專業(yè)人員作為專業(yè)工程師參與HAZOP分析。同時，企業(yè)專業(yè)人員也作為被輔導人員觀察外部咨詢師作為HAZOP小組領導在此期間的行為方式、決策方式等，外部咨詢師應當對被輔導人員的任何疑問進行解釋。針對次關鍵節(jié)點，這些節(jié)點的分析由企業(yè)指定的專業(yè)工程師（一般是工藝工程師或工藝安全工程師）主持，外部咨詢師作為工藝安全工程師及觀察員的角色參與HAZOP分析。在這期間，外部咨詢師利用教練的方法，培養(yǎng)企業(yè)內(nèi)部的HAZOP小組領導。教練不僅適用于體育。教練的理念、方法、技術同樣適用于HAZOP小組領導的培養(yǎng)。它通過觀察、分析、影響、激勵、互動、沖突解決等方法來幫助目標對象掌握一項具體的技能或改善其工作績效。針對非關鍵的節(jié)點，這些節(jié)點由企業(yè)指定的專業(yè)工程師來主持HAZOP分析，外部咨詢師不參與HAZOP分析，只是在HAZOP分析結束后對完成的HAZOP分析進行小結，針對HAZOP的質(zhì)量進行評審、對HAZOP小組領導進行績效反饋、指導等。圖2是某化工企業(yè)在進行現(xiàn)役裝置HAZOP分析時所做的節(jié)點關鍵性劃分。
圖3、HAZOP節(jié)點類型統(tǒng)計
HAZOP分析所識別的事故風險因果鏈應該反映在風險登記表（Risk Register）中。圖3是某在役化工裝置在進行HAZOP重新評審后所做的HAZOP風險統(tǒng)計，該風險統(tǒng)計的X軸為事故風險后果嚴重程度，Y軸為事故風險發(fā)生的可能性，而Z軸為風險的數(shù)目。該柱狀圖的顏色和該公司所指定的風險矩陣顏色一致，如：綠色代表了較低的風險，藍色代表了中等程度的風險，而紫色代表了較高的風險。采用風險柱狀圖將HAZOP所識別的風險可視化，是一個直觀、易懂的手段，較好地表達了風險信息。例如，某公司有多套化工裝置，在所有裝置進行了HAZOP分析后，將每套裝置的風險柱狀圖進行比較，就可以很直觀地比較各裝置風險的大小，風險的分布特征等。
圖4、HAZOP風險矩陣統(tǒng)計
HAZOP分析的時間估計是一個比較困難的問題，因為有太多的影響因素，如：參與會議人員數(shù)目、參與會議人員的性格、參與會議人員的專業(yè)素質(zhì)、參與會議人員對HAZOP工具的熟悉程度、HAZOP主持人的風格、HAZOP主持人的能力、HAZOP主持人對工藝的熟悉程度、P&ID復雜程度、節(jié)點劃分的大小、節(jié)點的復雜程度、HAZOP分析所采用的特定方法、HAZOP分析的深度、HAZOP會議的準備完善程度、HAZOP會場是否舒適、等等，這些因素都會對HAZOP分析所需時間有影響。針對多影響因素的對象，想要找出其內(nèi)在的規(guī)律，對該對象進行大量取樣，然后進行統(tǒng)計分析是一個行之有效的方法。如圖4是對某在役化工裝置進行HAZOP重新評審（HAZOP Revalidation）時每一個節(jié)點所花費時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以看到總共89個節(jié)點所花費的時間分布極廣，最長的耗時約700分鐘，而最短的耗時只有10幾分鐘，看不出有任何的規(guī)律。圖5是將節(jié)點所花時間除以該節(jié)點所討論的風險后果的數(shù)目之后的統(tǒng)計圖，經(jīng)過這樣的處理之后，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分散程度變低了，主要集中在2-4分鐘之間。如果排除幾個出現(xiàn)極端離散的點，我們可以利用這里所得到的數(shù)據(jù)對在役化工裝置HAZOP重新評審所需時間做出比較好的估計。
圖5、HAZOP花費時間（按節(jié)點）統(tǒng)計
圖6、HAZOP花費時間（按風險后果）統(tǒng)計
HAZOP建議措施的統(tǒng)計分析
針對HAZOP提出的建議措施進行統(tǒng)計分析，可能是最常見的應用。HAZOP建議措施統(tǒng)計分析可以有多種分類的方式。其中一種分類是：本質(zhì)安全措施、行政控制措施、工程控制措施。圖2是對某新建裝置的73項建議措施進行統(tǒng)計分類的結果，其中工程控制措施占到總建議措施的86%，行政控制措施為14%，本質(zhì)安全措施為0%。通常HAZOP建議措施應該大部分是工程控制措施。因為HAZOP是在初步設計的晚期進行的，不太可能在建議措施中有大量本質(zhì)安全的措施。本質(zhì)安全措施的識別，應該在項目的更早階段，如概念（concept）階段。在HAZOP建議中也不應該出現(xiàn)大量行政控制措施。如果在建議措施統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)大部分建議都是行政控制措施的話，說明HAZOP分析可能存在某些問題。
圖7、HAZOP建議措施類別統(tǒng)計
對圖6中的建議措施進行進一步分類統(tǒng)計。從統(tǒng)計結果中容易看到，在工程控制相關的建議措施中，約35%的屬于增加工藝報警。這個結果值得進行進一步研究：增加工藝報警往往是一個“容易”的建議，由于在DCS中增加報警不會導致任何新的成本，HAZOP團隊往往在面臨新增硬件和新增報警之間的選擇時，選擇新增報警。新增報警并不是一個“壞”的選擇，然而在選擇新增報警作為控制措施時，要考慮更多的問題，如：報警響應時間、冗余報警、人員響應可靠性等。容易看到，對HAZOP建議措施進行分類統(tǒng)計，可能會發(fā)現(xiàn)一些HAZOP分析中潛在的問題點或改善點。
圖8、HAZOP建議措施類別統(tǒng)計
在初步設計階段，大部分的HAZOP建議措施是由設計方來完成的。圖8是對圖6所示裝置的73項建議措施按照責任方的維度來進行分類統(tǒng)計的結果。其中87.7%的建議措施是由設計方來完成；9.6%的建議措施是由業(yè)主來完成，主要涉及標準操作程序的制定；2.7%的建議措施需要業(yè)主提供信息，然后由設計方負責完成。
圖9、HAZOP建議措施責任方統(tǒng)計
針對在役化工裝置，很多國家的法規(guī)及大型跨國能源或化工企業(yè)的內(nèi)部制度要求定期對在役化工裝置進行HAZOP定期評審（revalidation）。如：美國職業(yè)健康安全管理局（OSHA，Occupational Safety & Health Administration）要求某些符合特定要求的化工裝置每5年進行一次HAZOP重新評審。在2010年，中國國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布了《化工企業(yè)工藝安全管理實施導則》（AQ/T3034-2010）的標準，針對現(xiàn)役化工裝置的工藝危害分析，提出了更高的要求：“企業(yè)應在工藝裝置建設期間進行一次工藝危害分析，識別、評估和控制工藝系統(tǒng)相關的危害，所選擇的方法要與工藝系統(tǒng)的復雜性相適應。企業(yè)應每三年對以前完成的工藝危害分析重新進行確認和更新，涉及劇毒化學品的工藝可結合法規(guī)對現(xiàn)役裝置評價要求頻次進行”。
在役化工裝置HAZOP分析的大部分建議措施是由工藝專業(yè)來完成的。圖9是針對某在役化工裝置的132項HAZOP建議措施進行統(tǒng)計分類的結果。其中69%的建議措施是由工藝專業(yè)來完成，21%的建議措施是由安全專業(yè)來完成，10%的建議措施由維修負責完成。
圖10、HAZOP建議措施責任方統(tǒng)計
HAZOP建議措施所需成本是管理層非常關心的一個指標。有很多人對HAZOP的一個誤解是HAZOP建議措施可能導致很高投入，甚至有些建議措施因為成本太高，根本無法實施。圖10是針對某在役化工裝置的27項HAZOP建議措施按照成本進行統(tǒng)計分類的結果。其中48%的建議措施無需增加新的成本，22%的建議措施所需投入在0-5萬元人民幣之間，另外22%的建議措施所需投入在5-10萬元之間，只有8%的建議措施所需投入超過10萬元。
圖11、HAZOP建議措施成本統(tǒng)計
只考慮HAZOP建議措施所需成本可能過于偏頗。可以針對HAZOP建議措施設置其他的考量指標，如：HAZOP建議措施的有效性，實施的難易程度等。圖11是針對圖10所示裝置的HAZOP建議措施，按照成本、有效性和實施難易程度等3個方面的考慮指標進行進一步統(tǒng)計分類的結果。其中有效性指標分成A、B、C等3類，A表示在實施該建議措施后，可以將風險降低至原來的1-1/10，B表示在實施該建議措施后，可以將風險降低至原來的1/10-1/100，C表示在實施該建議措施后，可以將風險降低至原來的1/100-1/1000。實施難易程度指標分成1、2、3等3類，1表示該措施容易實施，2表示該措施實施的難易程度一般，3表示該措施難于實施。如果在投入有限的情況下，2個投入在10-50萬人民幣的HAZOP建議措施，由于其有效性不高，可能會列入暫緩實施的名單。從上面的例子可以看到，更細的統(tǒng)計分類給管理層的風險決策提供了更好的基礎。
圖11、HAZOP建議措施成本、實施難易程度及有效性統(tǒng)計
Trevor Kletz, HAZOP and HAZAN – Identify and assessing process industry hazards 4th ed, p203
IChemE, HAZOP: Guide to best practice 2008, forword
HSL, review of hazard identification techniques, 2005
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