故障树分析法在项目风险管理中的应用
——以姚江堤防加固工程鄞州段风险管理分析为例
2020-10-29朱希文黄丽霞
朱希文 黄丽霞
（1浙江同济科技职业学院，浙江 杭州 311231；2杭州萧山园林集团有限公司，浙江 杭州 311231）
1 故障树分析法
1.1 故障树分析法定义
故障树分析法是以演绎的分析方法从特定的事故开始[1]，采用逻辑推理方式，找出引起事故可能的原因。
1.2 故障树分析的基本步骤
1）熟悉要分析的系统，确定分析目标
根据系统的工作流程、运行状况、运行参数、制度及环境确定分析的范围，将可能性大或者易造成较大后果的事件作为分析对象[2]。
2）分析风险发生的原因
分析目标确定后，根据目标分析各种事件原因，找出潜在的风险和薄弱环节。对于根本不可能发生或者发生机会很小的事件原因可以不予考虑[5]。
3）建立故障树
故障树的建立是通过逐层向下推溯查找所有可能原因，直至推溯到最直接原因，即最基本事件为止。建立过程要充分考虑各事件逻辑关系[4]。
4）故障树定性分析
定性分析是为了由故障树结构中确定最小割集和最小路集[3]。通过最小割集和最小路集获得主要风险事件以及风险事件对顶事件的影响程度，为决策提供先后次序依据。
5）故障树定量分析
定量分析是以数据说话，为定性分析的结果提供更为直接的依据[2]。
2 项目背景
姚江堤防加固工程鄞州段（Ⅴ标），包括堤防、湖泊河、大西坝闸站、大西坝小闸、大西坝闸站金属结构、桥梁、大西坝闸站建筑、码头、中心管理房、门卫配电房、水电及自动化控制系统、景观及路灯工程等；主要建筑物级别为2级，水闸段及泵站段基础采用钢筋砼钻孔灌注桩，桥梁桥墩采用双柱式墩，钻孔灌注桩基础；码头采用浮码头型式，施工单位为宁波鄞州丰茂水利工程有限公司。
本工程涵盖内容多，周边环境复杂，这决定了工程项目存在较大的风险。根据分析，项目存在以下几种风险。
1）制度风险：主体结构设计变更，业主、监理、分包的管理完善程度及工作效率等。
2）人员风险：设计、审核人员的能力，监理、施工人员的能力，安全员、材料员的资历、能力等。
3）材料风险：材料的计划及供应、质量情况，验收情况等。
4）技术质量风险：技术方案的针对性和准确性等。
5）安全风险：施工方案的合理程度，安全设施和安全管理是否到位等。
表2 工程项目环境实证分析结果
表3 下行法计算最小路集置换表
3 分析环境
本工程项目风险管理环境分为项目的制度环境（G1）和工程环境（G2）。这两个因素在故障树分析法中是项目安全事故（TOP）的两个中间事件，这两个中间事件之间是或门的关系；而项目安全事故则是顶事件。建立的故障树及事件之间关系如图1所示。
根据图1的逻辑关系，需确定故障的最小割集，沿故障树自上往下进行。遇到与门时将门的输入写成一行；遇到或门时将门的输入写成多行，直到全部的门置换为底事件为止。整个割集的确定如表1。
从表1可以看出，最小割集中有5个一阶割集，它们是最重要的事件，对工程项目的影响及可能产生后果如表2所示。
由表2可知，真正对工程项目风险管理至关重要的环境影响主要是工程制度缺陷。在工程项目风险管理过程中，要提高系统的安全性，先要解决表2中的5个问题。
将图中的与门变为或门、或门变为与门后，分析见表3。得到最小路集如表4。
表4 工程项目不产生事故的前提
由于路集为所有的事情不发生，顶事件就不会发生，因此只要这6个路集有一个存在，则顶事件“工程项目安全事故”就不会发生。
4 分析流程
工程项目流程管理缺陷分为材料未验收（G1）、不按方案施工（G2）、其他人员误操作（G3）、施工验收缺陷（G4），四者为或门关系。故障树建立如图2所示。
整个割集的确定见表5所示。从表5中可以看出，最小割集中有11个是提高系统安全性首先要解决。
将图中的与门变为或门、或门变为与门后，分析见表7。
得到最小路集如表8所示。只要这6个路集有一个存在，则顶事件“工程项目安全事故”就不会发生。
图2 工程项目流程故障树分析图
表5 下行法计算最小割集置换表
表6 工程项目流程实证分析结果
表7 下行法计算最小路集置换表
表8 工程项目不产生事故的前提
5 结论
通过故障树，工程人员能直观了解：工程项目风险管理中至关重要的影响主要是工程制度缺陷、管理缺陷；而环境缺陷、验收缺陷相对不是最危险的。要降低风险发生概率，就应该在制度缺陷、管理缺陷问题上重点关注，采取措施弥补缺陷；对环境缺陷、验收缺陷按正常工作制度即可。
故障树可以对风险进行定性和定量分析，但主要是找出风险因素而非确定发生的概率。在确定分析目标时，风险可能多种多样，不可能都考虑到，一般以可能性大或易造成较大后果的事件为分析对象。同时在事件原因的确定上应把握深度，不能过浅或过深，过浅可能会遗漏，过深则故障树会很庞杂。在故障树分析过程中，无法保证无遗漏，因此故障树分析主要通过辨识主要风险提出相应对策。
