危害與可操作性分析
危害與可操作性分析（HAZOP）是為了識別及評估在製程上可能產生的問題，結構化及系統化的檢視流程及作業的方法，流程及作業可以是正在計劃中的，也可以是既有的，所關注的問題是可能造成人員或設備的風險，或是影響正常作業的問題。
危害與可操作性分析一開始是用來分析化工廠的程序控制系統，但之後延伸到其他類型的系統，也包括複雜系統及軟件系統。危害與可操作性分析是一種以引導詞（guide-word）配合製程參數（溫度、壓力等）為基礎的定性危害分析技術，一般會由多部門組成的團隊（HAZOP團隊）腦力激盪，透過多次的會議來進行。
方式
[編輯]簡介
[編輯]此分析方式可適用於有相關設計資訊的程序，現有的或規劃中的皆可。一般會包括一個程序流程圖，其中包括許多個別的設備以及連接設備的管路。每一個設備或管路皆標示其「設計意圖」。例如在化工廠中，一個管路的設計意圖是要輸送濃度為96%、溫度為20°C的硫酸，質量流率為2.3 kg/s，從泵浦輸送到熱交換器，熱交換器的設計意圖是將質量流率為2.3 kg/s，濃度為96%的硫酸、溫度由20°C上昇到80°。HAZOP團隊要找出每個意圖中最可能的明顯偏差，可能原因及影響。可以用來判斷現有的安全防護是否足夠，或是需要加入其他行動，使風險降低至允許程度以下。
HAZOP的會議一般是規劃一天三至四小時。一個中型的化工廠中，設備及管路約有一千二百個，大約需要進行四十次HAZOP會議才能確認完所有的項目[1]，現在有許多軟件可以協助HAZOP會議的進行。
參數及引導詞
[編輯]HAZOP需要針對設計意圖選擇適當的參數，常見的字包括流量、壓強、溫度及成份。從上例中可以看出，各參數的偏差就會造成設備和原始設計意圖的偏差。為了識別偏差，可以用一組「引導詞」（Guide Words）配合程序中設計意圖的各參數。依英國標準BS:IEC 61882:2002[2]，有以下這些引導詞：
| 引導詞 | 意義 |
|---|---|
| 無（NO） | 完全不符合設計意圖 |
| 較多（MORE） | 定量的增加 |
| 較少（LESS） | 定量的減少 |
| 不僅……又（AS WELL AS） | 定性的變化/增加 |
| 只有部份（PART OF） | 定性的變化/減少 |
| 相反（REVERSE） | 和設計意圖的邏輯恰好相反 |
| 除……以外（OTHER THAN） | 完全取代 |
| 早（EARLY） | 相對於某一時間 |
| 晚（LATE） | 相對於某一時間 |
| 以前（BEFORE） | 相對於某一程序 |
| 以後（AFTER） | 相對於某一程序 |
（後面四項適用於批量操作或是序列操作）
引導詞可以和參數組合，形成例如「無流量」、「較多壓力」之類的組合，若組合有意義，即為一個潛在的偏差。在以上例子中，「較少成份」表示硫酸的濃度低於96%，而「錯誤成份」（OTHER THAN COMPOSITION0）表示其中含有其他物質（例如油）。
下表列出一些常用的引導詞及參數的組合，以及這些組合的說明。
| 參數／引導詞 | 較多 | 較少 | 無 | 相反 | 不僅……又 | 只有部份 | 除……以外 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 流量 | 較多流量 | 較少流量 | 無流量 | 倒流 | 濃度偏差 | 污染 | 材料偏差 |
| 壓強 | 較多壓強 | 較少壓強 | 真空 | 壓強不同 | 爆炸 | ||
| 溫度 | 高溫 | 低溫 | |||||
| 水位 | 水位過高 | 水位過低 | 無水位信號 | 水位不同 | |||
| 時間 | 太長／太遲 | 太短／太早 | 跳過程序中某步驟 | 程序逆行 | 省略動作 | 額外的動作 | 時間錯誤 |
| 攪動 | 快速混合 | 慢速混合 | 無混合 | ||||
| 反應 | 快速反應／ 失控 | 慢速反應 | 無反應 | 不想到的反應 | |||
| 啟動／停機 | 太快 | 太慢 | 動作未進行 | 配方錯誤 | |||
| 排水/通風 | 時間太長 | 時間太短 | 無 | 壓力變化 | 時序錯誤 | ||
| 惰性化 | 高壓 | 低壓 | 無 | 污染 | 材料錯誤 | ||
| 工具故障（設備中的氣體，電力） | 故障 | ||||||
| DCS故障 | 故障 | ||||||
| 維護 | 無 | ||||||
| 振動 | 太小 | 太大 | 無 | 頻率錯誤 |
只要建立了系統潛在危害的原因及其影響，就可以研究如何修改系統，提昇安全性。修改的系統要再進行一次危害與可操作性分析，確定沒有新的問題出現。
團隊
[編輯]危害與可操作性分析一般會以團隊的方式來進行，其角色如下[2]（其他參考資料可能會有不同的名稱）：
| 名稱 | 其他名稱 | 角色 |
|---|---|---|
| 研究負責人（Study leader） | 主席（Chairman） | 對危害與可操作性分析有經驗，但沒有參與此項設計的人，以確認有謹慎的依危害與可操作性分析的要求進行 |
| 記錄者（Recorder） | 秘書（Secretary）或抄寫員（scribe） | 確認問題有記錄下來，建議有傳遞出去 |
| 設計者（Designer） | （或是此製程設計團隊的代表） | 解釋設計細節，提供進一步資訊 |
| 使用者（User） | （或是使用者中的代表） | 考慮使用情形，詢問其操作性，以及偏差後的影響 |
| 專家（Specialist） | (or specialists) | 在此技術領域有專業知識的人 |
| 維護者（Maintainer） | 未來需維護此程序的人 |
早期的版本有建議研究負責人也要是記錄者[3]，但現在多半建議有另一個人來記錄。一般建議團隊至少要有五個人[4]，在大型的製程中，可能會有許多個危害與可操作性分析會議，可能會依領域不同，團隊中的專家會不同，設計者也會不同，但一般而言研究負責人及記錄者是不會更換的。團隊最多可以到20人[3]，但一般建議一次開會不會超過8人[4]。現在有許多不同供應商的軟件可以協助研究負責人也要是記錄者。
歷史
[編輯]此分析技術起源自帝國化學工業（ICI）的有機重化事業部（Heavy Organic Chemicals Division），當時是英國的國際級化學公司。此公司1968年到1982年的安全顧問特雷弗·克雷茲曾描述過當時的情形[3][5]，以下為其描述的摘要。
1963時為了要研究酚製造廠的設計，由三個工程師成立團隊，每週花三天的時間開會討論，持續了四個月之久。一開始用的技術是稱為「嚴格審查」（critical examination）的技術，但之後就將目的改為尋找設計中的變異。公司後來又進一步的改善此流程，稱為「可操作性研究」（operability studies），在是公司中危害分析程序的第三階段（第一及第二階段分別是概念階段及規格階段） ，在第一個細部設計產出後進行。
1974年英國發生了傅立可斯工廠爆炸事件，傅立可斯附近的化工廠爆炸，廠內的72人有28人死亡，36人重傷。之後不久化學工程師協會專業認証委員會（IChemE）在提賽德大學舉辦了一個一週的安全課程，其中也包括上述的分析技術。此課程和之後陸續幾年的課程都全部額滿。在1974年也發表了公開文獻中的第一篇相關論文[6]。1977年時化學工業協會發行了相關指南[7]，但一直到此時都還沒有在正式出版物中出現HAZOP的名稱。克雷茲在1983年首次使用HAZOP，用在IChemE課程的課堂筆記中[3]。自此時開始，危害與可操作性分析成為英國化學工程課程中必修的一部份[3]。
相關條目
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ Swann, C. D., & Preston, M. L., (1995) Journal of Loss Prevention in the Process Industries, vol 8, no 6, pp349-353 "Twenty-five years of HAZOPs"
- ^ 2.0 2.1 British Standard BS: IEC61882:2002 Hazard and operability studies (HAZOP studies)- Application Guide British Standards Institution. 「This British Standard reproduces verbatim IEC 61882:2001 and implements it as the UK national standard.」
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Kletz, T. A., (1983) HAZOP & HAZAN Notes on the Identification and Assessment of Hazards IChemE Rugby
- ^ 4.0 4.1 Nolan, D.P. (1994) Application of HAZOP and What-If Safety Reviews to the Petroleum, Petrochemical and Chemical Industries. William Andrew Publishing/Noyes. ISBN 978-0-8155-1353-7
- ^ Kletz, T., (2000) By Accident - a life preventing them in industry PVF Publications ISBN 0-9538440-0-5
- ^ Lawley, H. G.,(1974) Chemical Engineering Progress, vol 70, no 4 page 45 "Operability studies and hazard analysis" AIChE
- ^ Chemical Industries Association (1977) A Guide to Hazard and Operability Studies
延伸閱讀
[編輯]- Kletz, Trevor. Hazop and Hazan 4th Edition. Taylor & Francis. 2006. ISBN 978052955062 請檢查
|isbn=值 (幫助). - Tyler, Brian, Crawley, Frank & Preston, Malcolm. HAZOP: Guide to Best Practice 2nd Edition. IChemE, Rugby. 2008. ISBN 978-0-85295-525-3.
- Gould, J., (2000) Review of Hazard Identification Techniques, HSE（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Summary of HAZOP（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Explanation by the US Coastguard
- Hazard and Operability Studies Explanation by a software supplier
- https://web.archive.org/web/20120410212545/http://www.planning.nsw.gov.au/plansforaction/pdf/hazards/haz_hipap8_rev2008.pdf
- 製程安全管理中華民國勞委會