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从事件思考设备寿命风险管理

时间:2018-02-12 11:08:47来源:

日本福岛核电站--43年役龄的设备--第一代不够安全的设计--日本人所惯有的“节省”--地震、海啸--东京电力公司和日本政府不及时与不当的处理--掩盖真相的企业和政府,最后导致危害全球的核事故。

当我们从对遭受地震、海啸重创的日本人民的同情中醒悟过来,引发出很多发人深省的思考。

一台用了几年尚能工作的家用空调,为了减少噪音扰邻,为了节能低碳,我们还要果断的淘汰更新,何况一座用了43年,已经出现过多次意外,而这些危害是巨无霸、无国界,甚至波及全球的,却不果断的淘汰,这到底是什么道理?

日本东京电力公司这种“压榨”式的设备利用和不当的“节省”,其后果不但让成千上万日本人拿出高于其所得“利润”成千上万倍的代价来偿还,而且还要让全世界为之买单。这一切尚未结束,我们的买单时期恐怕五年、十年都不止。

天灾不可料,但人祸却是可以杜绝的,那就看我们人类是否能够共同下决心去杜绝。是否同心同德的为人类社会可持续的幸福而牺牲眼前的,地区的和局部的利益。

当我们在设备前期管理中还在为频频忽视设备的“寿命周期费用”现象而感慨时,一个更深刻、更时髦的创新术语隐隐而现,那就是“寿命周期代价”和“寿命周期风险”。对于安全危害重大的设备、设施,今后我们不仅要关注和评价其寿命周期费用,更要关注和评价其“寿命周期代价”或者“寿命周期风险”。

风险等于故障概率乘以故障后果。即使是存在很小的概率,如果延长服役其后果十分巨大,风险就变得不能容忍!也就是说,当故障风险超过某一阈值,我们就要果断淘汰这些设备、设施,飞机如此,核电站如此,水坝如此、海上钻井平台如此,……。

如果说BP公司在墨西哥湾的海底油管爆炸已经给了人类一记重重的耳光,日本福岛的核泄漏简直就是给人类的背后插上狠狠的一刀。

提到寿命周期风险,首先要了解什么是风险。风险等于故障概率乘以故障后果。

故障概率可以由设备的浴盆曲线表示出来。故障后果则随着故障发生后导致的损失大小而定。例如漏油是一种轻微后果,大量漏油可能是较严重后果,天然气泄漏是严重后果,爆炸是更严重后果,核泄漏是十分严重后果。

为了便于分析,我们假设“核泄漏”这样的故障后果是一个常量,则其风险曲线将呈现巨大的起伏,如图1所示。
777设备管理大视野

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图1 在常量故障后果条件下随着故障概率变化而变化的风险

由图1可以看出,当故障后果是恒定的,随着故障概率的变化,风险随着故障概率的不同以乘数效应发生巨大变化。显然,在T* 这一点,风险值还在可以接受的范畴,而时间继续延续,风险随之迅速加大。

我们知道故障概率值是从0到1变化的,也同样将“后果”归一化的设定为从0到1变化的,即0为最小,1为最大。并分别构造一个后果矩阵和概率矩阵,则故障的风险分布如图2所示。

通过图2可以看出,当故障概率和故障后果均低于0.7时,故障风险低于0.49,即不足50%;当高于0.7时,后果急剧加大,迅速超过50%、60%。所以控制风险的概率节点和控制后果的节点都应该是0.7。这一点与帕累托的80/20分布律有所不同。我们称为70/30分割律。也就是说,控制风险的最佳节点是0.7。

777设备管理大视野

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图2 故障风险分布图

依照70/30分割律,对于高风险设备,如飞机、核电站、高速列车、炼化装置、航天飞船等,因为其故障后果十分严重,其最佳的淘汰时期应该是其寿命周期的0.7倍。假如核电站的设计寿命周期为30年,21年是其最佳的淘汰节点。虽然这样的淘汰造成一定的经济损失,但可以使得其寿命周期风险大大降低。使用到其寿命周期末端,或者做延寿处理,无疑会大大增加风险。

依据此原理,我们回放福岛核电站的泄露,其后果远远超过了其延寿创造的价值;2010年4月10日波兰总统卡钦斯基乘坐的几十年役龄的-154飞机在俄罗斯西部城市斯摩棱斯克机场坠毁。总统及其夫人、军队参谋长与副外长克莱默尔等一行87人在坠机事故中遇难。其后果,包括政治影响都超过了图-154延寿创造的经济价值。历史上还有大量的统计数据支持我们这一假说。

所有这些事件还给我们另外的启示--设备的实际服役周期是需要依据风险而调整的。当风险急剧增大时,果断缩短设备的服役周期,淘汰就是最佳的策略。延寿处理--对于风险较小的设备系统是可行的,对于风险巨大的系统是要十分谨慎的。

笔者最近曾经去中海油东南亚分公司(印度尼西亚,雅加达))讲学,了解到中海油公司从跨国公司收购来的若干海上平台,很多都是70年代早期由IIAPCO (Independent Indonesian American Petroleum Company) 开发,大量的平台、压力容器、阀门、旋转设备、管线处于超期服役状态。这无疑会加大了这些作业设施的故障风险。如果出现类似于BP公司的事件,将对中海油海外运营产生巨大的经济冲击。我和其总经理的交谈中明确提示他注意印尼海上油田的寿命周期风险管理。也想通过本文提醒中海油、中石化、中石油等所有收购跨国油气项目的企业引起注意。需要整体淘汰的平台及其设施,建议及时出售给当地企业,不能整体淘汰的,可以通过改造更新投入来降低风险。

基于风险的寿命周期管理是未来需要认真探索的新领域。777设备管理大视野

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