ارزیابی ریسک به روش FTA

ارزیابی ریسک به روش FTA

(Fault Tree Analysis (FTA

در این چندین پاورپوینت را از روش FTA جمع آوری کردیم که در انتها به صورت مستقیم می توانید دانلود کنید.

تاریخچه به وجود آمدن FTA

• برای اولین بار سال 62-1961 در آزمایشگاه‌ های تلفن بل به وجود آمد و سپس وسط آقای «واتسون» جهت تعیین و بهبود قابلیت اطمینان سیستم کنترل موشک های قاره ‌پیما توسعه یافت.
• اولین مقاله درباره آن در سال 1965 در سمپوزیوم ایمنی سیستم که توسط دانشگاه واشنگتن و شرکت بوئینگ بر پا شده بود ارائه گردید.
• از سال 1965 استفاده از تکنیک FTA به صنایع مختلف نظیر هوا فضا، هسته ‌ای، شیمیایی و … گسترش یافت.
• FTA یکی از قویترین ابزارهای تجزیه و تحلیل فرآیند ایمنی سیستم در هنگام ارزیابی سیستم های دقیق و پیچیده است.
• به دلیل استفاده از روش قیاسی (رسیدن از کل به جزء) به کارگیری روش FTA می ‌تواند منجر به بروز رویدادهای مطلوب یا نامطلوب در سطح سیستم شود.

تعریف: درخت خطا یک مدل گرافیکی از ترکیب سری و موازی عیوبی است که باعث رخ دادن رویداد نهایی از قبل تعریف شده می‌ شوند.

FTA یک مدل منطقی سمبولی در حوزه خطاها می‌باشد. این مدل مسیرخطاها را از یک رویداد یا شرایط نامطلوب و از پیش تعیین شده به نام رویداد اصلی (Top Event) تا رسیدن به خطاها یا عیوبی که به آنها عوامل سببی یا آغازگر گفته می‌ شود دنبال می‌کند. از این رویکرد به عنوان رویکرد شرلوک هولمز یاد می‌شود.

رویکر آنالیز: تکنیک FTA از نوع تکنیکهای قیاسی (Deductive) است. در این روش ارزیابی از کل به جزء و از بالا به پائین صورت می ‌گیرد. در آنالیز قیاسی فرض می‌شود که خطا در سیستم رخ داده و تلاش در جهت یافتن عوامل مؤثر در این خطا صورت می ‌گیرد.

تفاوت FTA با روش های استقرایی:

در روشهای استقرایی (Inductive) که تکنیک های PHA  و FMEA نمونه ‌هایی از این گروه می ‌باشند؛ فرض می‌ شود که در سیستم  خطایی رخ داده و تلاش در جهت تعیین اثرات این عیب بر روی عملکرد سیستم صورت می‌ گیرد.

تکنیک های استقرایی به زبان ساده، پاسخی به سؤال چه اتفاق می‌افتد اگر …؟ می‌باشند. به رویکردهای استقرایی اصطلاحاً رویکردهای پائین به بالا گفته می ‌شود.

در حالی که روش های قیاسی برای تعیین چگونگی (how)‌ رخ دادن خطای یک سیستم اعمال می‌ شود؛‌ روشهای استقرایی می توانند برای تعیین چیستی (what) خطای سیستم (یعنی اینکه چه خطایی ممکن است رخ دهد) اعمال ‌شوند.

از تکنیک FTA می توان در ارزیابی فعالیت های لازم جهت رسیدن به یک رویداد مطلوب و مورد نظر نظیر «عدم وقوع حادثه x» نیز استفاده کرد.

با ساخت درخت خطا که نشان دهنده کلیه رویدادهای لازم برای وقوع رویداد اصلی خواهد بود تجزیه و تحلیل گر می تواند از آن برای تشکیل پایه های یک برنامه پیشگیری از بروز حوادث صنعتی نیز استفاده کند.

تکنیک FTA در بررسی ایمنی سیستم به صورت یک روش سازمان یافته، دقیق و چند سونگر عمل می کند. به دلیل انعطاف پذیری های موجود در تکنیک FTA از این روش در مرحله طراحی از عمر سیستم نیز استفاده می شود. از FTA همچنین می توان در طول فاز عملیاتی نیز برای تعیین ماهیت رویدادهای مطلوب یا نامطلوب ناشی از فعالیت سیستم استفاده نمود.

اگر بر دو رویداد دو تجزیه و تحلیل گر دو درخت خطا طراحی نمایند لزومی ندارد که درخت های خطای حاصله شبیه هم باشد ولی در صورت انجام تجزیه و تحلیل کیفی و کمی بایستی نتایج حاصله شبیه هم باشند.

تجزیه و تحلیل درخت خطا

اولین گام در تجزیه و تحلیل درخت خطا شناخت کامل و دقیق سیستم است. اطلاعات لازم در تجزیه و تحلیل درخت خطا می تواند شامل موارد زیر باشد:

• لیست کامل کلیه اجزا سیستم
• عمل و وظیفه هر جزء
• وضعیت اولیه هر جزء (نظیر باز یا بسته بودن دریچه ‌های فن و …)
• شرایط طبیعی محیطی و عملیاتی هر جزء (دما، فضا، استرس ‌های مکانیکی، ارتعاشات و …)
• شرایط غیر طبیعی و عملیاتی هر جزء در شرایط اضطراری و بروز حوادث.
• حالات نقض هر جزء
• ارتباط نقض اجزاء با یکدیگر
• تداخل کارکردی جزء با سایر اجزاء
• وظیفه اپراتورها
• روش های عملیاتی، تعمیر و نگهداری و …
• کنترل های کامپیوتری و …

در صورتی که رویداد اصلی درخت خطا یک رویداد مثبت و مطلوب باشد توصیه می شود به جای عبارت «درخت خطا» از عبارت «درخت علت» استفاده شود.

نمادهای مختلف در درخت خطا FTA

رویداد اصلی: عبارتست از رویدادی که در بالاترین نقطه خطا جای می گیرد و علل به وجود آورنده آن شناسایی و تجزیه و تحلیل می گردد.

رویداد میانی: هر رویدادی در ساختمان درخت خطا به استثنای رویداد اصلی، رویداد اصلی، رویداد میانی نامیده می ‌شود.

رویداد پایانی (انتهای یا اولیه): رویدادی است که نمی توان علل به وجود آورنده آن را تعیین کرد. به سه گروه زیر طبقه ‌بندی می شوند:

رویدادهای پایانی پایه ‌ای: هر رویدادی در سطج جزء که قابل تشریح بیشتر نباشد مانند سیل، زلزله و …

رویداد پایانی بسط نیافته: رویدادی است که در تجزیه و تحلیل درخت خطا در دو حالت «روشن» و «خاموش» به ترتیب با احتمال یک و صفر به کار گرفته می شود.

دروازه «یا»: این دروازه برای نشان دادن این حالت که برای وقوع رویداد خروجی رخ دادن یکی از رویدادهای ورودی کافی می باشد به کار گرفته می شود.

رویداد خروجی:

• رویداد میانی
• رویداد اصلی

رویداد ورودی:

• میانی
• پایانی
• ترکیبی از آن ها

دروازه «و»: این دروازه به این معنی است که وقوع رویداد خروجی مستلزم رخ دادن کلمه رویدادهای ورودی است.

برش: ترکیبی از رویدادهای پایانی که می توانند باعث برزو رویداد اصلی ممکن است بیش از یک برش داشته باشد.

برش حداقل: به کوچکترین زیر مجموعه برش که برای وقوع رویداد اصلی لازم و کافی باشد گویند.

نمادهای انتقال: از این نمادها برای نشان دادن «ادامه کار در صفحات بعد» به ویژه در درخت خطای نسیم های بزرگ و پیچیده که در یک صفحه جای نمی گیرند استفاده می شود.

ساخت «flat»: از بالا به پایین ساخته شده و با یک رویداد خاص و منفرد آغاز می شود و برای رویدادهای فاجعه بار و بحرانی استفاده می شود یک طرح گران و زمان بر است.

نمونه ارزیابی ریسک به روش FTA (احتراق متان در معدن)

نمونه FTA

• احتراق متان یک رویداد اصلی بنابراین در مستطیل قرار می گیرند زیرا نیاز به توضیح بیشتر دارد.
• استفاده از دروازه (و)، زیرا قسمتی استفاده می شود که دو رویداد در یک لحظه با یکدیگر رخ دهد تا رویداد اصلی به وقوع بپیوندد.
• متان بیش از حد و منبع احتراق در مستطیل قرار می گیرد زیر رخ دادن آن نیاز به توضیح دارد.
• هوا، در خانه قرار گرفته، زیرا وجود هوا در مدن یک امر طبیعی است.
• «یا» رویدادهای موجود در آن ها هر یک مستقل از دیگری بوده و برای ایجاد رویداد بالایی نیاز نیست که همزمان رخ دهد.

لوزی: مواد قرار گرفته در لوزی نیاز به تجزیه و تحلیل ندارد.

دایره: کارشناس ایمنی معتقد است که موارد فوق نیاز به تجربه و تحلیل بیشتری داشته و یک نرخ یا احتمال به آن نسبت داده می شو.

تکنیک تجزیه و تحلیل درخت خطا:

• ساخت درخت خطا
• تجزیه و تحلیل کیفی درخت خطا
• تجزیه و تحلیل کمی درخت خطا

تجزیه و تحلیل کیفی درخت خطا:

پژوهشگر پس از ساختن و آزمودن درخت خطا برخی علل ریشه ای رویداد اصلی را شناسایی کرده و متوجه خواهد شد که با کنترل نرخ استخراج، تهویه مناسب و شعله در معدن می توان معدن را در برابر انفجار محافظت کرد.

هر سیستمی که «و» زیادی دارد ایمن‌تر است و هر سیستمی که «یا» زیادی دارد دارای خطرات بیشتری است.

دروازه های (و) به ضرب کردن و دروازه های (یا) به جمع کردن نیاز دارند و با استفاده از این تکنیک می توان تجزیه وتحلیل را کمی کرده و احتمال وقوع رویداد اصلی را نیز تعیین کرد .

مباحث زیر را با دانلود پاورپوینت ها مشاهده کنید.

• ارزیابی کمی و کیفی fta

• احتمال خطا و رابطه آن با قابلیت اطمینان

• کاربردهای FTA

• اطلاعات مورد نیاز در آنالیز درخت خطا

• روش انجام آنالیز درخت خطا و مراحل آن

• معرفی سیمبول های مورد استفاده در FTA

• کاربرد Combination Gate

• مزایا و معایب استفاده از روش FTA

• مثال هایی از آنالیز درخت خطا FTA

• گزارش نتیجه مطالعه آنالیز درخت خطا

این مطلب بروزرسانی شد و «دیاگرام های تحلیلی FTA برای انفجار، حریق و پاشش مواد مذاب در کوره های قوس الکتریکی» پیوست شد.

حتما بخوانید:

⇐ کارگاه آموزش تکنیک تحلیل درخت خطا FTA

⇐ بررسی روش های ارزیابی خطرات با استفاده از روش های HAZOP-FTA-FMEA-ETA