(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の起因事象がある場合のフォールト・ツリーの作成と解析に応じることができ、かつ従来より解決が困難とされてきた定性的／定量的解析を一元化することを可能にするプロセスリスクアセスメント支援装置を提供する。【解決手段】ハザード一覧作成部２０は、HAZOP解析結果データを記録したHAZOPワークシートからハザード発生シナリオに関する情報を抽出してハザード一覧を作成し、FTA実行部３０は、そのハザード一覧に登録された対象となるハザードをトップ事象にしてフォールト・ツリーを展開してリスクランクを算定し、そのリスクランクが許容できないと判定された場合には、許容できるリスクランクに到達するまで、リスク低減対策模擬部４０が対話形式により防御手段を追加・変更してFTA実行部３０に戻ってリスクを再算定する。【選択図】図２
2012098820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＡＺＯＰワークシートからハザード発生シナリオに関する情報を抽出して加工し、該情報を起因事象、中間事象、防御手段、ハザード及び影響度という項目に記録し、かつ影響度をキーとして降順ソートしたハザード一覧を作成するためのハザード一覧作成手段と、
前記ハザード一覧に記録された対象となるハザードに対して、起因事象ごとに、防御手段があるかどうかを考慮せずに起因事象から、トップ事象となるハザードまでの事象間の因果関係を論理構造として構築し、
その事象間の因果関係の論理構造について、防御手段がある場合の事象に対して、該事象と、その防御手段機能失敗事象をＡＮＤゲートで結合し、その防御手段機能失敗事象に対して、防御手段の種類に応じて、予め登録された防御機能失敗に関する基本事象をＯＲゲートで結合し、そのＯＲゲートを防御手段機能失敗事象と結び、
前記対象となるハザードに複数の異なる起因事象がある場合、各起因事象に対応する事象間の因果関係の論理構造に存在する同じ中間事象を同定し、該中間事象を発生させる複数の原因事象（下位）をＯＲゲートで結合し、そのＯＲゲートを該中間事象と結び、
前記対象となるハザードに関する事象と事象との間の因果関係の論理構造をフォールト・ツリーで表記することによって、ハザードをトップ事象としたフォールト・ツリーを作成し、該フォールト・ツリーをグラフィックで表現するためのフォールト・ツリー作成手段と、
前記フォールト・ツリーにおける起因事象と基本事象に、予め登録された故障発生頻度を与えることで、対象となるハザードの発生頻度を算出するためのハザード発生頻度算出手段と、
を備えることを特徴とするプロセスリスクアセスメント支援装置。
【請求項２】
ハザードの発生頻度、及びハザードの発生による人的被害及び経済的損失の程度を表す影響度を、それぞれ予め設定された基準値で数段階に分けて、その発生頻度を横軸（行）に、影響度を縦軸（列）にしたリスクマトリックスを作成し、
また、前記各段階の発生頻度と影響度を組合せたリスクに対して、予め設定されたリスク基準値で数等級に分類して、リスクの判定基準となるリスクランクを設定し、それぞれのリスクランクに分類されるリスクを前記リスクマトリックの中に割り付けるためのリスクマトリックス作成手段と、
前記ハザード発生頻度算出手段により算出された前記対象となるハザードの発生頻度と、該ハザードの影響度を組合せたリスクを前記リスクマトリックに当てはめることによって、対象となるハザードのリスクランクを決定し、該リスクランクをそのリスクマトリックスに強調表示するためのリスクランク表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセスリスクアセスメント支援装置。
【請求項３】
前記対象となるハザードのリスクランクが、前記リスクマトリックスの中の許容できないリスクランクの領域に位置する場合に、許容できるリスクランクに到達するまで、対話形式により防御手段を追加・変更して、リスクを再算定するためのリスク低減対策模擬手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロセスリスクアセスメント支援装置。
【請求項４】
前記対象となるハザードのリスクランクをDFD（Dynamic Flow Diagram）上のハザード発生部位に表示し、また、そのハザードの発生を防止するための防御手段をDFD上に強調表示する機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセスリスクアセスメント支援装置。
【請求項５】
前記ＨＡＺＯＰワークシートは、ＨＡＺＯＰ解析自動化ツールであるＨａｚｏｐＮａｖｉが生成するハザード解析情報から抽出して作成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスリスクアセスメント支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスのリスク評価、及びその評価結果に応じたリスク低減対策の検討・立案を合理的かつ効率的に実施できるリスクアセスメント支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスプラントを安全、安定に操業するために、その潜在的危険性の同定及び定量的リスク評価を行い、評価結果に基づいて必要に応じてリスク低減措置の導入を検討・実施するためのリスクアセスメント、及びリスク管理を実施することが不可欠である。
【０００３】
米国労働安全法（OSHA規制）では何らかの方法によるプロセスのリスクアセスメントが義務付けられている。日本でも２００６年４月に施行された「労働安全衛生法」により、リスクアセスメントの実施は努力義務として条文化されている。
【０００４】
また、厚生労働省から発表された「化学プラントにかかるセーフティ・アセスメントに関する指針」では、リスクアセスメントの考え方としてHAZOP（Hazard & Operability study）、FMEA（Failure Mode and Effect Analysis：故障モード影響解析）、FTA（Fault Tree Analysis：フォールト・ツリー解析）、What-if解析手法等を用いてプロセス安全性評価を行う。また一般にHAZOP等の実施により危険性が高いと判断された危険事象については、プロセス全体またはその一部に対してFTAを実施する。
【０００５】
これまで、リスクアセスメントの実施では、HAZOPによる定性的解析と、FTAによる定量的解析は、全く独立した方法で実施され、それぞれの解析により得られる情報は相互参照・利用されておらず、解析の一元化がなされていない。
【０００６】
ここで、HAZOPは、ガイドワード（無し、増加、減少、逆転等）とプロセスパラメータ（流量、圧力、温度、液レベル等）を組み合わせることにより、例えば「流量無し」、「流量増加」、「逆流」といったプロセスのズレ（実値と基準値のズレ）を想定し、その原因となる機器故障、ヒューマンエラー等をまず洗い出し、次に、その原因が発生した際のプロセスへの影響の検討、異常の発生防止ならびに影響の抑制にあたって講じられている安全策の妥当性を評価しようとするリスクアセスメント手法である。この手法はプロセスの潜在的な危険性を網羅的に洗い出すことができるので、数多くのプロセスプラントに適用され、その有用性が認められている最も広く普及した手法である。
【０００７】
一方、FTAは、起こり得る特定の危険事象をトップ事象（最上位）に置き、これを発生させる原因事象（下位）へ展開し、さらにこの原因事象の原因となる事象へと展開を繰り返し、根本原因となる最下位の基本事象までツリー状に展開していくものである。このツリー状の構造を一般的にフォールト・ツリー（FT：Fault
Tree）と呼ぶ。このとき、上位事象と下位事象の因果関係を論理記号で表現することで、最下位の各原因事象の発生頻度から最上位の危険事象（トップ事象）の発生頻度を算出することが可能となる。この手法は、危険事象の発生と、その因果関係をツリー状に展開するので原因を網羅できると共に危険事象の発生頻度を定量的に評価できることが特徴である。FTAは、定量的リスク評価の代表的な手法として、化学プロセスプラントのほかに、電気・電子、機械、原子力等の分野でも広く使われている。
【０００８】
しかし、HAZOPやFTAの実施には多くの費用、時間、労力がかかることや担当者の熟練度によって結果が異なるという問題点がある。また、フォールト・ツリー作成においてトップ事象の選定が困難であるという問題がある。これらの問題点を解決するために、FTA自動化ツール（特許文献１、２）、HAZOP解析自動化ツール（非特許文献１）の提案が報告されている。その実現方法は下記の説明のとおりである。
【０００９】
特許文献１には、プラントを構成する機器の異常を解析の出発点とし、１）異常の発見手段はないか、２）異常を回復させる動作、操作はないか、３）回復操作に失敗したとき、次に引き起こされるプロセスの状態は何かという３つの設問の繰り返しに答えることで危険性シナリオをフローチャートの表現で作成し、さらに、作成した危険性シナリオのフローチャートを自動にフォールト・ツリーに変換し、危険性を定量的に評価することができるプロセス安全性評価手順作成装置が開示されている。
【００１０】
特許文献２には、MFM（Multilevel Flow Modeling）モデルに基づくプラントの目標や機能と関連づけられたMFM情報、故障とプロセスの挙動との関係を表現したプロセス挙動に関する情報（Cb-Knowledge）を含むMFM付随情報、及び機能が変化した場合にそれが波及する影響を定義した影響波及ルールといった情報から、FTAに関する情報を自動的に抽出することが可能な故障診断装置が開示されている。
【００１１】
非特許文献１には、公知のHAZOP手法の自動化を目的としたHAZOP解析自動化ツール（HazopNavi）が提案されている。HazopNaviは、ベテランの安全解析エンジニアの知識を挙動モデル及びガイドワードとしてデータベースに格納し、DFD構造モデルとの連動により、異常伝搬経路をカラーで強調表示すると共に、異常伝播経路上に設置される様々な防御手段に関連する装置（例えば異常検知センサや安全弁等）及び通過機器情報を自動抽出・記録することができる。その通過機器情報には、その機器のタグ、機器におけるプロセスのズレ等を含む。また、解析実行時にデータベースに無い知識情報に気付いたとき、その情報を随時追加していくことができ、使い込むほどデータベース内の知識レベルが高まる構造となっている。さらに、その解析経過や解析結果をHAZOPワークシートに記録・保存することができる。
【００１２】
前記DFDとは、Dynamic
Flow Diagramの略であり、機器（配管を含む）の設計・運転・保全情報や機器間の接続情報等が付随し、プロセスプラントの動的な振る舞いをカラーで表現するインテリジェントP&ID（Piping and Instrumentation Diagram）である。前記DFD構造モデルとは、そのDFDで記述したプロセスプラントの構造モデルである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平９−１６０６３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２５９８１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】河村幸二著  「統合モデルによる運転・安全・設備管理支援システム」  化学工学誌、Ｖｏｌ．７２、Ｎｏ１、２００８年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１では、提案されているいわゆる新HAZOP手法は、機器の異常に対して、３つの設問の繰り返しの回答によってフローチャート形式の危険性シナリオを書き下すので、公知のHAZOP手法よりなじみにくく、広く普及するのは困難である。一方、フォールト・ツリーの自動生成についても、単一の起因事象を想定して危険性シナリオのフローチャートを作成し、作成したフローチャートをフォールト・ツリーに自動変換することができるが、複数の起因事象により同じ危険事象を引き起こす場合の網羅性の確保やそれらを含めたフォールト・ツリーへの自動変換ができない問題点がある。
【００１６】
また、特許文献２では、故障診断のため、MFMからフォールト・ツリーを自動生成し、危険事象を引き起こす原因を同定するだけで終了するといったFTAによる定性的解析の自動化ツールが開発されているが、FTAの特徴である定量的解析は対象外とされている。また、自動生成したフォールト・ツリーの構造は、論理記号（AND、OR等）を利用せずにテキストのみのツリー状の表現形式となっているので、上位事象に対する下位事象が複数存在する場合、各下位事象間の論理関係が不明である。このようなフォールト・ツリーの構造は定量的解析に利用できないという問題点がある。
【００１７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、プロセスリスクアセスメントにおいて、複数の起因事象がある場合のフォールト・ツリーの作成と解析に応じることができ、かつ従来より解決が困難とされてきた定性的／定量的解析を一元化することを可能にする装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明であるプロセスリスクアセスメント支援装置は、
ＨＡＺＯＰワークシートからハザード発生シナリオに関する情報を抽出して加工し、該情報を起因事象、中間事象、防御手段、ハザード及び影響度という項目に記録し、かつ影響度をキーとして降順ソートしたハザード一覧を作成するためのハザード一覧作成手段と、
そのハザード一覧に記録された対象となるハザードに対して、起因事象ごとに、
まず、防御手段があるかどうかを考慮せずに起因事象から、トップ事象となるハザードまでの事象間の因果関係を論理構造として構築し、次に、その事象間の因果関係の論理構造について、防御手段がある場合の事象に対して、該事象と、その防御手段機能失敗事象をＡＮＤゲートで結合し、該防御手段機能失敗事象に対して、防御手段の種類に応じて、予め登録された防御機能失敗に関する基本事象をＯＲゲートで結合し、そのＯＲゲートを防御手段機能失敗事象と結び、さらに、対象となるハザードに複数の異なる起因事象がある場合、各起因事象に対応する事象間の因果関係の論理構造に存在する同じ中間事象を同定し、該中間事象を発生させる複数の原因事象（下位）をＯＲゲートで結合し、そのＯＲゲートを該中間事象と結ぶといった手順に従って、対象となるハザードに関する事象と事象との間の因果関係の論理構造をコンピュータのメモリ上に構築し、その事象間の因果関係の論理構造をフォールト・ツリーで表記することによって、ハザードをトップ事象としたフォールト・ツリーを作成し、該フォールト・ツリーをグラフィックで表現するためのフォールト・ツリー作成手段と、
そのフォールト・ツリーにおける起因事象と基本事象に、予め登録された故障発生頻度を与えることで、対象となるハザードの発生頻度を算出するためのハザード発生頻度算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
ハザードの発生頻度、及びハザードの発生による人的被害及び経済的損失の程度を表す影響度を、それぞれ予め設定された基準値で数段階に分けて、その発生頻度を横軸（行）に、影響度を縦軸（列）にしたリスクマトリックスを作成し、
また、各段階の発生頻度と影響度を組合せたリスクに対して、予め設定されたリスク基準値で数等級に分類して、リスクの判定基準となるリスクランクを設定し、それぞれのリスクランクに分類されるリスクをそのリスクマトリックの中に割り付けるためのリスクマトリックス作成手段と、
ハザード発生頻度算出手段により算出された対象となるハザードの発生頻度と、影響度を組合せたリスクをリスクマトリックに当てはめることによって、対象となるハザードのリスクランクを決定し、そのリスクランクをリスクマトリックスに印をつけて表示するためのリスクランク表示手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
対象となるハザードのリスクランクが、リスクマトリックスの中の許容できないリスクランクの領域に位置する場合に、許容できるリスクランクに到達するまで、対話形式により防御手段を追加・変更して、リスクを再算定するためのリスク低減対策模擬手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
対象となるハザードのリスクランクをDFD（Dynamic Flow Diagram）上のハザード発生部位に表示し、また、そのハザードの発生を防止するための防御手段をDFD上に強調表示する機能を有することを特徴とする。
【００２２】
ＨＡＺＯＰワークシートは、ＨＡＺＯＰ解析自動化ツールであるＨａｚｏｐＮａｖｉが生成するハザード解析情報から抽出して作成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の起因事象により同じハザードを引き起こすような複雑な因果関係のあるハザード発生シナリオ構造であってもフォールト・ツリー自動生成を可能にする効果を奏する。
【００２４】
更に、HAZOPの解析過程及び解析結果情報がFTAに再利用されることにより、解決が困難であった定性的解析と定量的解析を一元化できる効果も奏する。また、HAZOPによりハザードを同定した結果に基づいてFTAを実施することで、従来からあったFTAにおけるトップ事象（ハザード）の選定という困難な問題も解決できる効果を奏する。
【００２５】
また、本発明によれば、HAZOPやFTAの実施において、プロセス安全性評価者の熟練度による解析結果の差異を排除できると共に、費用、時間、労力面の節約という利点も享受できる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態であるリスクアセスメント支援装置１のハードウェア構成を示した概念図である。図１において、プログラムに従って各装置の制御やデータの計算・加工を行なうＣＰＵ３、各種データを書き込む際に、それらのデータを一時的に展開するＲＡＭ４（メモリ）、オペレーティングシステム、アプリケーションソフトおよび各種データを保存する記憶部２、オペレータからの操作情報を入力するマウスやキーボード等の入力部５、プログラムの実行結果をモニタ等で表示する表示部７、実行結果をプリンタで印刷する印刷部６、各種データの入出力を中継するＩ／Ｆ（インターフェース）８を備えている。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態であるプロセスリスクアセスメント支援装置の機能構成を示した概念図である。図２において、HAZOPワークシート記憶部１０に、HAZOP解析結果データを記録したHAZOPワークシートをデータベースとして保存する。本発明は、そのHAZOPワークシートに記録したハザード発生シナリオに関する情報を抽出して利用する。ハザード発生シナリオは、最初の機器異常の発生、プロセス内部での異常の伝播、防御手段の機能失敗による異常の拡大、最後の危険事象（事故）の発生といった危険事象発生の因果関係を表すものである。ハザード一覧作成部２０は、そのHAZOPワークシートからハザード発生シナリオに関する情報を抽出してハザード一覧を作成し、そのハザード一覧をハザード一覧記憶部２５に保存する。FTA実行部３０には、FTAマスタ情報５０が付随している。FTA実行部３０は、そのハザード一覧に登録された対象となるハザードに対して、FTAマスタ情報５０を参照しながら該ハザードをトップ事象としてフォールト・ツリーを作成し、該ハザードのリスクランクを算定し、そのリスクランクが許容できないと判定された場合に対しては、許容できるリスクランクに到達するまで、リスク低減対策模擬部４０が対話形式により防御手段を追加・変更してFTA実行部３０に戻ってリスクを再算定する。FTA実行部３０の実行結果は、グラフィック形式で表示部７０に表示し、記憶部８０に保存し、印刷部６０で印刷する。
【００２９】
FTAマスタ情報５０には、機器故障発生頻度やヒューマンエラー発生頻度等、トップ事象（ハザード）発生頻度を算出するための故障データ情報５１と、リスクマトリックを作成するためのリスクマトリックス情報５２と、防御手段に関連する装置（以下、防御手段関連装置と呼ぶ）及び、ヒューマンエラーを含む防御機能失敗の根本原因事象（基本事象）が登録された防御手段情報５３が格納される。
【００３０】
表示部７０は、フォールト・ツリー表示、リスクマトリックス表示、ＤＦＤ上に防御手段関連装置の強調表示、及びＤＦＤ上にハザード発生部位の表示が可能となっている。
【００３１】
ここで、本発明に利用されるＨＡＺＯＰワークシートの各項目の内容について説明する。図３は、そのＨＡＺOPワークシートのイメージの一部を示す図である。図３において、トリガー機器（３０１）、故障形態（３０２）、ズレT（３０３）、防御手段Ｔ（３０４）の欄に、それぞれトリガー機器のタグ、トリガー機器の故障形態、トリガー機器の故障により生じるプロセスのズレ、そのズレを防止するための防御手段関連装置のタグが記録される。伝播機器１（３０５）、ズレ１（３０６）、防御手段１（３０７）の欄に、それぞれ伝播機器１のタグ、伝播機器１におけるプロセスのズレ、およびそのズレを防止するための防御手段関連装置のタグが記録される。それ以外の伝播機器についても同様に記録される。ハザードが発生する機器としての評価機器について、評価機器（３１２）、ズレＡ（３１３）、防御手段Ａ（３１４）の欄に、それぞれ評価機器のタグ、評価機器におけるプロセスのズレ、およびそのズレを防止するための防御手段関連装置のタグが記録される。ハザード（３１５）の欄に、トリガー機器の故障により生じるハザードが記録される。影響度（３１６）の欄にハザードの発生による影響度が記録される。このようなハザード発生シナリオに関する情報をＨＡＺＯＰワークシート（３００）に記録される。各ハザード発生シナリオについて、トリガー機器の故障により生じるプロセスのズレが配管を介して次の機器に伝播し、その機器に生じるプロセスのズレが引き続き次の機器に伝播し乃至最終の評価機器まで順次に伝播していく。最終の評価機器に生じるプロセスのズレは、そのまま放っておくとハザードが発生する可能性がある。また、伝播過程で各機器におけるプロセスのズレが変化する場合がある。同じハザードであっても、異なるトリガー機器の故障により引き起こされる場合がある。これについては、後述の実例を参照されたい。
【００３２】
図２のプロセスリスクアセスメント支援装置におけるハザード一覧作成部２０は、HAZOPワークシートに記録されたトリガー機器の故障形態、防御手段関連装置を含めた各機器のタグ、各機器におけるプロセスのズレ、ハザード及び影響度といったハザード発生シナリオに関する情報を抽出して加工し、該情報を起因事象、中間事象（プロセスのズレの伝播過程に発生した事象）、防御手段、ハザード及び影響度という項目に記録したハザード一覧を作成する。防御手段項目に記録された防御手段は、その項目の左隣の事象に対する防御手段である。図４は、そのハザード一覧（４００）の一例を示す図である。図４において、起因事象（４０１）の欄に、トリガー機器の故障形態が起因事象として記録される。実際のハザード発生シナリオに対して、起因事象は、「トリガー機器のタグ＋トリガー機器の故障形態」というルールで表現される。例えば、トリガー機器のタグを「Ｖ−６８８」、故障形態を「故障開」とする場合、起因事象は「Ｖ−６８８故障開」となる。中間事象Ｔ（４０２）の欄に、「トリガー機器のタグ＋トリガー機器の故障により生じるプロセスのズレＴ」が中間事象Ｔとして記録される。例えば、トリガー機器のタグを「Ｖ−６８８」、トリガー機器の故障により生じるプロセスのズレを「流量増加」とする場合、中間事象Ｔは「Ｖ−６８８流量増加」となる。防御手段Ｔ（４０３）の欄に、図４のＨＡＺＯＰワークシート（４００）に対応する内容が転記される。中間事象１（４０４）の欄に、「伝播機器１のタグ＋伝播機器１におけるプロセスのズレ１」が中間事象１として記録される。同様に防御手段１（４０５）の欄に、図４のＨＡＺＯＰワークシート（４００）に対応する内容が転記される。評価機器を含むそれ以外の伝播機器における中間事象及び防御手段についても同様に記録される。ハザード４１１、影響度４１２の欄に、図４のＨＡＺＯＰワークシート（４００）に対応する内容が転記される。また、ハザード一覧におけるハザード発生シナリオは、影響度をキーとして降順ソートされる。
【００３３】
図２のプロセスリスクアセスメント支援装置におけるＦＴＡ実行部３０では、ハザード一覧の各ハザード発生シナリオに対して、プロセスのズレの伝播順序に沿って、左の起因事象が右隣の中間事象Ｔの原因事象となり、中間事象Ｔが隣の中間事象１の原因事象となるように、左から右へ、最後のトップ事象としてのハザードまでの各事象間の因果関係の論理構造が明確に表現できる。図５は、単一起因事象、かつ防御手段がない場合の事象間因果関係の論理構造（タイプ１）の一例を示す図である。
【００３４】
図２のＦＴＡ実行部３０において、防御手段がある場合の扱い方について、図６を用いて説明する。図６は、起因事象に対して複数の防御手段がある場合の事象間因果関係の論理構造（タイプ２）の一例を示す図である。図６において、防御手段Tとして、ＴＰ１ａ、ＴＰ１ｂ、・・・、ＴＰ１ｃがあり、その作動順序は、ＴＰ１ａ、ＴＰ１ｂ、・・・、ＴＰ１ｃの順とする。また、各防御手段が機能失敗する場合の防御機能失敗事象をそれぞれ防御手段Ｔａ（６０５）、防御手段Ｔｂ（６０６）、・・・、防御手段Ｔｃ（６０７）とする。実際の防御手段に対して、各防御機能失敗事象は、「その防御手段関連装置のタグ＋機能失敗」というルールで表現される。例えば、防御手段ＴＰ１ａに関連する装置のタグを「ＴＡＨ−０１」とする場合、防御手段ＴＰ１ａの防御機能失敗事象は「ＴＡＨ−０１機能失敗」となる。起因事象（６０１）と中間事象Ｔ（６０４）の間に、防御手段の作動順序に沿って、防御手段の機能失敗により新しい中間事象が発生する。発生した中間事象Ｔ１（６０２）は、起因事象（６０１）の防御手段ＴＰ１ａが機能失敗する場合に生じた事象である。中間事象Ｔ１（６０２）は、「中間事象Ｔ＋（防御手段ＴＰ１ａの防御機能失敗事象）」というルールで表現される。例えば、中間事象Ｔを「Ｖ−６８８流量増加」、防御手段ＴＰ１ａの防御機能失敗事象は「ＴＡＨ−０１機能失敗」とする場合、中間事象Ｔ１は「Ｖ−６８８流量増加（ＴＡＨ−０１機能失敗）」となる。起因事象（６０１）と、その防御手段ＴＰ１ａの機能失敗事象である防御手段Ｔａ（６０５）をＡＮＤ（６１０）ゲートで結合し、そのＡＮＤゲートを中間事象Ｔ１（６０２）と結ぶ。同様に、中間事象Ｔ２（６０３）は、中間事象Ｔ１（６０２）の防御手段ＴＰ１ｂが機能失敗する場合に生じた事象である。中間事象Ｔ１（６０２）と、その防御手段Ｔｂ（６０６）をＡＮＤ（６１１）ゲートで結合し、そのＡＮＤゲートを中間事象Ｔ２（６０３）と結ぶ。それ以外の事象についても同様に扱われる。
【００３５】
一方、各防御手段の機能失敗の根本原因となる基本事象の設定について、図７を用いて説明する。図７は、防御機能失敗事象設定の一例を示す図である。図７において、ＴＡＨ−０１機能失敗７０１は、防御機能失敗事象である。防御機能失敗事象設定は、その防御手段の種類に応じて、予め登録された防御機能失敗に関する基本事象のデータベースから、センサ故障７０３、制御回路故障７０４、アクチュエータ故障７０５という基本事象を設定し、その基本事象をOR（７０１）ゲートで結合し、そのＯＲゲートをＴＡＨ−０１機能失敗７０１という防御機能失敗事象と結ぶ。
【００３６】
図２のＦＴＡ実行部３０において、複数の異なる起因事象により同じハザードが発生する場合の扱い方について、図８を用いて説明する。図８において、同じハザードに対して、起因事象１（８０２）と起因事象２（８０６）の２つの異なる起因事象がある。起因事象１（８０２）に対応する事象間因果関係の論理構造１（８０１）と、起因事象２（８０６）に対応する事象間因果関係の論理構造２（８０５）の中間事象Ａは同じ事象であり、このような場合、その同じ事象の複数の原因事象をＯＲゲート（８０９）で結合する。事象間因果関係の論理構造３（８０８）は、複数の起因事象がある場合の事象間因果関係の論理構造である。
【００３７】
上記のように図２のＦＴＡ実行部３０は、対象となるハザードに対して、起因事象ごとに、まず防御手段があるかどうかを考慮せずに起因事象から、トップ事象となるハザードまでの事象間の因果関係を論理構造として構築する。次に、その事象間の因果関係の論理構造について、防御手段がある場合の事象に対して、該事象と、その防御手段機能失敗事象をＡＮＤゲートで結合し、その防御手段機能失敗事象に対して、防御手段の種類に応じて、予め登録された防御機能失敗に関する基本事象をＯＲゲートで結合し、そのＯＲゲートを防御手段機能失敗事象と結ぶ。さらに、対象となるハザードに複数の異なる起因事象がある場合、各起因事象に対応する事象間の因果関係の論理構造に存在する同じ中間事象を同定し、該中間事象を発生させる複数の原因事象（下位）をＯＲゲートで結合し、そのＯＲゲートを該中間事象と結ぶ。ＦＴＡ実行部は、上記の手順に従って、対象となるハザードに関する事象と事象との間の因果関係の論理構造をコンピュータのメモリ上に展開し、その事象間の因果関係の論理構造をフォールト・ツリーで表記することによって、ハザードをトップ事象としたフォールト・ツリーを作成し、該フォールト・ツリーをグラフィックで表現することができる。また、該フォールト・ツリーに関する各事象の文言表現について対話形式により編集することができる。
【００３８】
なお、作成したフォールト・ツリーにおける起因事象と基本事象に、予め登録された故障発生頻度を与えることで、対象となるハザードの発生頻度を算出することができる。
【００３９】
図２のＦＴＡ実行部３０において、横軸（行）に発生頻度、縦軸（列）に影響度を、それぞれ予め設定された基準値で数段階に分けてリスクマトリックスを作成することができる。また、各段階の発生頻度と影響度を組合せたリスクに対して、予め設定されたリスク基準値で数等級に分類して、リスクランクを設定し、それぞれのリスクランクに分類されるリスクがそのリスクマトリックの中に割り付けられる。そのリスクランクは、リスク評価の際にどの程度許容できるものであるかを示す基準となる。図９は、リスクマトリックの一例を示す図である。
【００４０】
影響度とは、ハザードの発生による人的被害及び経済的損失の程度を示すものであり、予め設定された基準値よって数段階に分類される。図１０は、影響度をA、B、C、Dの大きい順で４段階に分類した影響度分類基準の一例を示す図である。
【００４１】
ハザードの発生頻度についても、予め設定された基準値で数段階に分類される。図１１は、発生頻度をＬ１からＬ６までの大きい順で６段階に分類した発生頻度分類基準の一例を示す図である。
【００４２】
リスクランクは、各段階の発生頻度と影響度を組合せたリスクに対して、予め設定されたリスク基準値で数等級に分類したものである。図１２は、リスクランクを１から４までの大きい順で４等級に分類したリスクランク分類基準の一例を示す図である。
【００４３】
図２のプロセスリスクアセスメント支援装置において、ＦＴＡ実行部３０は、対象となるハザードの発生頻度を算出し、該発生頻度と、そのハザードの影響度を組合せたリスクをリスクマトリックに当てはめることによって、対象となるハザードのリスクランクを決定し、該リスクランクをそのリスクマトリックスに印をつけて表示することができる。また、そのリスクランクが許容できないと判定された場合には、許容できるリスクランクに到達するまで、リスク低減対策模擬部４０は、対話形式により防御手段を追加・変更してFTA実行部３０に戻ってリスクを再算定する。
【００４４】
以下、実施例として、簡略化したアセチレン水添反応プロセスを用いて、本発明のプロセスリスクアセスメント支援装置によるリスクアセスメントの実施について説明する。図１３は、その簡略化した水添反応プロセスを示す図である。ナフサ分解炉ガスを蒸留分離した後のＣ２留分中に含まれる０．５〜１．０％程度のアセチレンを水添反応によりエチレン製品中で１０ｐｐｍ以下におさえるためのプロセスである。この反応プロセスは発熱反応であるため、安全上運転には十分な注意が必要である。このプロセスは反応器３９０、と温度調節用の熱交換器類３２０、３２１、３２２からなる。反応器の運転条件は、温度５０〜１５０℃、圧力２．４５MPaである。発熱反応に対する安全防御手段としては、反応器触媒層温度上昇により水素導入を緊急遮断するインターロック機構３３０と、計器室からワンタッチで操作できる反応器の出入り口緊急遮断スイッチ３４０、及び安全弁３５０が設けられている。反応器にはHIアラーム温度計３６０、HHアラーム温度計３６１が付いている。発熱反応により反応器の温度が一定以上に上昇した場合にはHIアラームが発報し入口遮断弁３４１を閉止し、出口遮断弁３４２を開き、さらに水素導入制御弁３４３、３４４を閉止する。また、暴走反応が起きた場合には安全弁よりも遮断弁が先に作動する設定となっている。
【００４５】
本実施例に対して、上記のＨａｚopNaviを用いてＨＡＺＯＰ解析を実行し、そのHAZOP解析結果データを記録したHAZOPワークシートをデータベースとして保存する。保存したＨＡＺＯＰワークシートを本発明のプロセスリスクアセスメント支援装置の実施例に利用する。
【００４６】
まず、ＨａｚｏｐＮａｖｉについて、図１４を用いて説明する。図１４において、HAZOP解析実行部１４２には、HAZOPマスタ情報１４３が付随している。ＨＡＺＯＰ解析実行部１４２は、HAZOPマスタ情報１４３を参照し、DFD構造モデルと連携しながら異常状態が伝搬する経路に沿って順次解析を実施していく。ＨＡＺＯＰ解析結果データをHAZOPワークシートに記録し、そのＨＡＺＯＰワークシートをＨＡＺＯＰワークシート表示部１５０に表示し、データベースとしてHAZOPワークシート記憶部１４１に保存する。
【００４７】
HAZOPマスタ情報１４３には、ガイドワード（無し、増加、減少、等）とプロセスパラメータ（流量、圧力、温度、等）の組み合わせ（例えば、流量無し、流量増加）という「ズレ情報１４４、機器の故障状態の形式により分類された故障モード情報１４５、ハザード、現状対策、提案・追加対策等、ＨＡＺＯＰ解析用のための解析用語情報１４６、トリガー機器の故障により生じるプロセスのズレを記述するトリガー挙動情報１４７、プロセスのズレが配管を介して機器まで伝播してきたとき、その機器に生じるズレを記述した伝播挙動情報１４８、プロセスの運転状態（バルブの開閉状態、ポンプの運転・停止状態等）を表す設備状態情報１４９が格納される。これらの情報をデータベースとして最初に登録しておけば、HAZOP解析実行部１４２にて利用できる。また、解析途中でデータベースに無い情報に気付いたとき、その情報を追加登録することも可能である。
【００４８】
図１５は、図１３の実施例に対してＨａｚｏｐＮａｖｉによるＨＡＺOP解析結果データを記録したＨＡＺＯＰワークシートの一例を示す図である。空欄は、該当項目の内容がないことを意味する。そのHAZOPワークシートは、図１４のHAZOP解析実行部１４２によりHAZOPワークシート記憶部１４１に保存される。
【００４９】
次に、前記ＨＡＺOP解析結果データを利用した本発明のプロセスリスクアセスメント支援装置の実施例について説明する。
【００５０】
図２のプロセスリスクアセスメント支援装置において、まず、ハザード一覧作成部２０は、前記HAZOPワークシートに記録されたハザード発生シナリオに関する情報を抽出・加工してハザード一覧を作成する。図１６は、作成したハザード一覧の一例を示す図である。そのハザード一覧におけるハザード発生シナリオは、影響度をキーとして降順ソートされる。
【００５１】
次に、図１６のハザード一覧にある「暴走反応による破損」という影響度（Ｄ）の大きいハザードを対象にFTAを実施する。図１６において、「暴走反応による破損」というハザード発生シナリオが２つあり、シナリオ１６４は、スチーム調節弁Ｖ−６８８故障開により温度調節熱交換器が温度調節できずＴ−００１反応器入口ガスが異常温度上昇し暴走反応に至っている。シナリオ１６５は、水素供給制御弁Ｖ−６３１故障開により水素供給が過剰し、Ｔ−００１反応器内に反応活性化により異常温度上昇し暴走反応に至っている。対象となる「暴走反応による破損」というハザードに対して、本発明のプロセスリスクアセスメント支援装置により、「暴走反応による破損」をトップ事象としたフォールト・ツリーが作成され、該フォールト・ツリーがグラフィックで表示される。図１７、本発明のプロセスリスクアセスメント支援装置により作成されたフォールト・ツリーの一例を示す図である。
【００５２】
また、作成されたフォールト・ツリーにおける起因事象と基本事象に、予め設定された発生頻度を与えることで、そのフォールト・ツリーのトップ事象である「暴走反応による破損」の発生頻度を計算することができる。
【００５３】
ここで、防御手段関連装置の１つであるＲＶ−００１安全弁を取り上げ、対話形式よりその安全弁の信頼性を変更させることによって「暴走反応による破損」のリスクランクがどう変わるかを算定する。前記「暴走反応による破損」をトップ事象としたフォールト・ツリーにおいて、ＲＶ−００１安全弁の故障発生頻度を０．１（回／年）と設定した場合、「暴走反応による破損」の発生頻度は１．３２Ｅ−４となり、図１１の発生頻度分類基準によりその発生頻度レベルはＬ３に相当する。「暴走反応による破損」の発生頻度Ｌ３と影響度Ｄを、判定基準となる図９のリスクマトリックに当てはめることによって、「暴走反応による破損」のリスクランクが３と算定される。図１２のリスクランク分類基準により、リスクランク３は「望ましくない」と判定され、リスクを低減する必要がある。そこで、リスクを低減するために、対話形式によりＲＶ−００１安全弁の発生頻度を０．１（回／年）から０．００１（回／年）に変更し、つまり安全弁の安全性を上げることによって、「暴走反応による破損」のリスクランクは３から２までに下げることができる。図１２のリスクランク分類基準により、リスクランク２は「管理することにより許容可能」であるる。算定された変更前と再算定後のリスクランクがそれぞれリスクマトリックスの中に丸印を付けて表示される。図１８は、実行例のリスクマトリックの一例を示す図である。
【００５４】
算定されたリスクランク２をDFD上のハザード発生部位に表示することができ、また、そのハザードの発生を防止するための防御手段関連装置をもDFD上に強調表示することができる。図１９は、DFD上にリスクランク及び防御手段関連装置を強調表示する一例を示す図である。図１９において、リスクランク１９１、防御手段１９２、１９３、１９４、１９５は矢印指示で強調表示される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態であるリスクアセスメント支援装置のハードウェア構成を示した概念図である。
【図２】本発明の実施の形態であるプロセスリスクアセスメント支援装置の機能構成を示した概念図である。
【図３】ＨＡＺＯＰワークシートの一例を示す図である。
【図４】ハザード一覧の一例を示す図である。
【図５】単一起因事象、かつ防御手段がない場合の事象間因果関係の論理構造の一例を示す図ある。
【図６】防御手段がある場合の事象間因果関係の論理構造の一例を示すである。
【図７】防御機能失敗事象の設定の一例を示す図である。
【図８】複数起因事象がある場合の事象間因果関係の論理構造の一例を示す図ある。
【図９】リスクマトリックスの一例を示す図である。
【図１０】影響度分類基準の一例を示す図である。
【図１１】発生頻度分類基準の一例を示す図である。
【図１２】リスクランク分類基準の一例を示す図である。
【図１３】実施例とするアセチレン水添化学反応プロセスについての反応器及び周辺機器を示す図である。
【図１４】ＨａｚｏｐＮａｖｉの機能構成を示す図である。
【図１５】実施例のＨＡＺOPワークシートの一例を示す図である。
【図１６】実施例のハザード一覧の一例を示す図である。
【図１７】本発明による作成したフォールト・ツリーの一例を示す図である。
【図１８】実施例のリスクランクを表示したリスクマトリックスの一例を示す図である。
【図１９】DFD上にリスクランク及び防御手段を強調表示する一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
図１において
１：リスクアセスメント支援装置
２：記憶部
３：ＣＰＵ
４：ＲＡＭ
５：入力部
６：印刷部
７：表示部
８：Ｉ／Ｆ（インターフェース）
図２において
１０：ＨＡＺＯＰワークシート記憶部
２０：ハザード一覧作成部
２５：ハザード一覧記憶部
３０：ＦＴＡ実行部
４０：リスク低減対策模擬部
５０：ＦＴＡマスタ情報記憶部
５１：故障データ情報
５２：リスクマトリックス情報
５３：防御手段情報
６０：印刷部
７０：表示部
８０：記憶部
９０：リスクアセスメント支援装置
図１３において
３２０、３２１、３２２：熱交換器
３３０：インターロック機構
３４１、３４２：遮断弁
３４３、３４４：流量制御弁
３４０：緊急遮断スイッチ
３５０：安全弁
３６０、３６１：温度計
３９０：反応器
【図２】
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【図１４】
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【図１９】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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