fuzzy fault tree analysis
در نشریات گروه پزشکی-
یکی از مهمترین خطرات صنعت حفاری، ریسک فوران می باشد . فوران جریان خارج از کنترل هیدروکربن ها به محیط اطراف بوده که به عنوان پیامد سیلان در نظر گرفته می شود. میدان یاران به دلیل اشتراک با کشور همسایه و واقع شدن بر روی تالاب هورالعظیم ، موقعیت ویژه ای را از جهت کنترل فوران دارد . در این مطالعه از روش تحلیل درخت خطای فازی شده برای برآورد احتمال شکست رویدادهای منجر به فوران استفاده گردید. چهار رویداد اساسی شامل پیشگیری از سیلان، شناسایی سیلان ، نقص در فوران گیر و وقوع فوران به عنوان رویدادهای نامطلوب شناسایی گردیدند. بر اساس نتایج به دست آمده احتمال نقص در رویداد پیشگیری از سیلان .2863 احتمال نقص در رویداد شناسایی سیلان، .3878 احتمال نقص در فوران گیر .08443 احتمال نهایی وقوع فوران از مسیر یک .011 و احتمال نهایی وقوع فوران از مسیر دو .0286 بر آورد گردید. در رویداد پیشگیری از سیلان ، کاهش فشار هیدرواستاتیک با احتمال نقص .227 ، در رویداد شناسایی سیلان ، احتمال نقص تغییر حجم گل و تغییر حجم جریان به ترتیب با .1462 و .133 و در رویداد نقص فوران گیر ، عامل نقص سیستم کنترل فوران گیر با احتمال نقص.0629 و در وقوع رویداد فوران از مسیر 1 ، عوامل وقوع سیلان ، نقص در کنترل چاه و نقص در شناسایی سیلان و در وقوع رویداد فوران از مسیر 2 ، عوامل وقوع سیلان و نقص در کنترل چاه بیشترین تاثیر را در وقوع رویدادهای نهایی مربوطه داشتند .
کلید واژگان: تجزیه و تحلیل درخت خطا، فوران، حفاری، رویکرد فازیBackgroundBlowout is one of the most significant accidents in the drilling industry. Because of a shared field with a neighboring country and is located on Hur al-Azim wetland, Yaran Oil Field in the west of Ahwaz city needs special attention in terms of blowout control.
MethodsFour main events including kick prevention, kick detection, failure in the blowout preventer, and blowout occurrence have been identified by expert interviews and field studies as top events. Each top event by fault tree method was analyzed and its intermediate and basic causes were identified. The oil field includes 20 wells and one well was selected for the study. In this study, the fuzzy fault tree analysis method was used to assess the failure rate of events leading to a blowout.
ResultsBased on the obtained results, the failure rate in kick prevention has been estimated to be 0.2863, the failure rate in kick detection 0.3878, the failure rate of blowout preventer 0.08443, the failure rate of a blowout from the first path 0.011, and the failure rate of a blowout from the second paths has been estimated to be 0.0286. In the event of kick prevention, hydrostatic pressure reduction with a failure rate of 0.227, in the event of kick detection, the failure rate of change in mud volume and change in current volume were 0.1462 and 0.133 respectively.
ConclusionThe results have been used to better understand the blowout and prevention actions and prevent losses due to the blowout.
Keywords: Fuzzy Fault Tree Analysis, Blowout, Drilling, Risk Assessment -
Background
Blowout is one of the most significant accidents in the drilling industry. Because of a shared field with a neighboring country and is located on Hur al-Azim wetland, Yaran Oil Field in the west of Ahwaz city needs special attention in terms of blowout control.
MethodsFour main events including kick prevention, kick detection, failure in the blowout preventer, and blowout occurrence have been identified by expert interviews and field studies as top events. Each top event by fault tree method was analyzed and its intermediate and basic causes were identified. The oil field includes 20 wells and one well was selected for the study. In this study, the fuzzy fault tree analysis method was used to assess the failure rate of events leading to a blowout.
ResultsBased on the obtained results, the failure rate in kick prevention has been estimated to be 0.2863, the failure rate in kick detection 0.3878, the failure rate of blowout preventer 0.08443, the failure rate of a blowout from the first path 0.011, and the failure rate of a blowout from the second paths has been estimated to be 0.0286. In the event of kick prevention, hydrostatic pressure reduction with a failure rate of 0.227, in the event of kick detection, the failure rate of change in mud volume and change in current volume were 0.1462 and 0.133 respectively.
ConclusionThe results have been used to better understand the blowout and prevention actions and prevent losses due to the blowout.
Keywords: Fuzzy Fault Tree Analysis, Blowout, Drilling, Risk Assessment -
مقدمه
ارزیابی ریسک مقیاسی برای پیش بینی قابلیت اطمینان است و می تواند تعاملات بین اجزا و متغیرهای فرآیند را مدیریت کند. از طرفی قابلیت اطمینان یک جزء یا یک مانع ایمنی می تواند بر ریسک کلی سیستم تاثیرگذار باشد. به عنوان یکی از مهم ترین موانع ایمنی مخازن ذخیره سازی، خرابی سیستم های فوم می تواند عواقب شدیدی را به همراه داشته باشد؛ بنابراین سیستم های فوم برای کاهش خطرات ناشی از آتش سوزی و خسارات ناشی از آن دارای اهمیت بالایی هستند.
روش کاراین مطالعه با هدف تعیین علل ریشه ای دخیل در شکست سیستم های فوم ثابت مخازن ذخیره سازی از طریق آنالیز درخت خطای فازی و برآورد قابلیت اطمینان آن صورت گرفت. در محاسبات درخت خطای متعارف معمولا از داده های دقیق برای ارزیابی احتمال وقوع رویدادهای پایه استفاده می شود؛ بنابراین در رویکرد معرفی شده، مجموعه های فازی در جهت کمی سازی احتمالات رویدادهای پایه و مدیریت عدم قطعیت استفاده گردید. در نهایت، با توجه به احتمال رویداد نهایی، قابلیت اطمینان سیستم برآورد شد.
یافته هایافته ها نشان داد که 13 رویداد پایه در عملکرد سیستم های فوم ثابت مخازن ذخیره سازی نقش دارند. علاوه بر این، خرابی مسیر کابل و سیستم تشخیص (حسگرهای دما مقاومتی)، تنظیم اشتباه کلید فعال سازی و ممتد عمل نکردن سیستم های تولیدکننده کف، سه عامل تاثیرگذار بر قابلیت اطمینان سیستم های فوم ثابت بودند. با استفاده از روش پیشنهادی، قابلیت اطمینان سیستم 0.8470 برآورد گردید.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که می توان از روش درخت فازی به عنوان ابزاری قابل اعتماد برای تخمین قابلیت اطمینان با استفاده از قضاوت کارشناسان استفاده کرد. همچنین، مطالعه حاضر سازگاری منطق فازی را برای ارزیابی احتمال نقص رویدادهای پایه درخت خطا نشان می دهد.
کلید واژگان: سیستم فوم مخازن ذخیره سازی، قابلیت اطمینان، آنالیز درخت خطای فازی، مخازن ذخیره سازی، موانع ایمنیIntroductionRisk assessment is a scale for predicting reliability and can manage interactions between components and process variables. Moreover, the reliability of one component or barrier affects the overall risk of the system. Being one of the most critical safety barriers of the storage tank, the failures of Fixed Foam Systems (FFS) on demand can result in severe consequences. FFS, is of grave importance in decreasing the risks associated with fires and damages.
Material and MethodsThis study aims to determine the probability of root causes related to FFS failure through Fuzzy Fault Tree Analysis (FFTA) to estimate system reliability. In conventional fault tree analysis, accurate data is usually used to assess the failure probability of basic events. Therefore, the introduced approaches were employed to quantify failure probabilities and uncertainty handling. Finally, system reliability was estimated according to the failure probability of the top event.
ResultsThe findings showed that 13 baseline events involved FFS performance. According to the results, failures of cable path and detection system (or resistance temperature detectors), set the activation switch (multi-position) incorrectly, and foam makers not continuously running are the three most critical basic events influencing the reliability of fixed foam systems. In addition, this paper estimated the system reliability at 0.8470.
ConclusionThe results showed that the FFTA could be used in matters such as reliability evaluation failure and risk assessment using experts’ judgment. This paper can also show the adaptation of the fuzzy approach to assess the failure probability of the basic event in the fault tree analysis (FTA).
Keywords: Fixed foam system, Reliability, Fuzzy Fault Tree Analysis, Storage tank, Safety barrier -
مقدمه
صنایع شیمیایی به دلیل استفاده از تاسیسات و فرایندهای پیچیده همواره ریسک هایی برای محیط زیست و جوامع به همراه دارند. در مخازن آمونیاک نیز ریسک انفجار به دلیل برخی ویژگی های آمونیاک می تواند بسیار محتمل باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی ریسک انفجار در مخزن آمونیاک در مجتمع پتروشیمی کرمانشاه است.
روش کاربه این منظور از روش درخت خطای فازی برای برآورد احتمال قابلیت اطمینان در رویدادهای پایه استفاده شده است. در این مطالعه پس از ترسیم درخت خطا برای شناسایی رویدادهای پایه، با استفاده از نظرات کارشناسان به ارزیابی احتمال وقوع رویدادهای پایه پرداخته شد و احتمال برش های حداقل نیز از طریق دروازه های منطق بولین محاسبه گردید.
یافته هاطبق نتایج به دست آمده احتمال وقوع رویداد اصلی برابر با 054997/0 به دست آمده و در اولویت بندی برش های حداقل نیز عمل نکردن شیرهای اطمینان فشار به عنوان موثرترین عامل در وقوع رویداد اصلی و پس ازآن عمل نکردن شیرهای کنترلی و خطاهای انسانی شناسایی گردید.
نتیجه گیریبر طبق نتایج می توان با استفاده از نظرات کارشناسان، در قالب روش درخت خطای فازی به ارزیابی ریسک سناریوهای مختلف در صنایع اقدام نمود. به طورکلی در ارزیابی ریسک سناریوی انفجار در مخزن آمونیاک مشخص شد که برخی نقص های کوچک و جزیی و حتی خطاهای سهوی انسانی، می توانند به عنوان یک عامل مهم در وقوع انفجار موثر باشند.
کلید واژگان: ارزیابی ریسک، انفجار، آنالیز درخت خطا فازیIntroductionChemical industries often have risks for the environment and communities, due to the use of complex facilities and processes. Also, in the ammonia tanks, the probability of risk of explosion is high, owing to their specific characteristics. The aim of this study is to evaluate the risks of explosion scenario at the ammonia tank in the Kermanshah petrochemical complex
Material and MethodsTo achieve the purpose of this study, the Fuzzy Fault Tree Analysis (FTA) method was used to estimate the probability of reliability in the basic events. In this study, after drawing Fault Tree for identifying basic events, the probability of basic events was estimated by means of expert’s elicitation, and the probability of minimal cut sets was computed through Boolean logic gates.
ResultsAccording to the results, the probability of occurrence of the top event was obtained equal to 0/054997. In the minimal cut set prioritizing, the failing of pressure safety valves identified as the most effective factor in the top event occurrence, and afterward failing the control valves and human errors were identified.
ConclusionThis study indicates that, based on expert elicitation, a fuzzy error tree method can be used to assess the risk of various scenarios in the industry. Overall, in assessing the risk of the explosion scenario in the ammonia reservoir, it was found that some minor defects, and even human error, could be considered as a major contributor to the explosion.
Keywords: Risk assessment, Explosion, Fuzzy Fault Tree Analysis -
مقدمهایمنی در محل کار یک موضوع مهم بوده و عدم استفاده از روش های موثر و کارآمد مدیریت ایمنی بر مبنای مطالعات علمی، همواره هزینه های بالایی را به صنعت ساخت وساز تحمیل می کند. با ارزیابی ریشه ای حوادث و تعیین عوامل اولیه تاثیرگذار در وقوع حوادث، می توان با صرف حداقل زمان و هزینه از رخداد حوادث جلوگیری نمود.روش کاردر ابتدا حوادث عمده در پروژه های راه سازی با انجام مصاحبه و مطالعه ادبیات موضوع، شناسایی شد. سپس، درخت خطای مربوط به هر یک از این ریسک های اصلی ترسیم گردید. در مرحله بعد، پرسش نامه ای به منظور محاسبه احتمال وقوع و شدت اثر هر نوع حادثه تهیه و توزیع شد. با توجه به وجود عدم قطعیت در واژه های زبانی، از منطق فازی در محاسبات بهره گرفته شد. جهت محاسبه احتمال وقوع، از تحلیل درخت خطای فازی استفاده شد و به منظور تعیین شدت اثر هر نوع حادثه، درجه اهمیت هر معیار با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی تعیین گردید. درنهایت ریسک فاکتور برای هر نوع حادثه محاسبه و ریسک ها رتبه بندی شدند.یافته هادر بین یازده نوع حادثه موردبررسی، حوادث مربوط به سنگ شکن و کارخانه آسفالت، حوادث ترافیکی، گرمازدگی و عدم رعایت بهداشت و تصادف افراد با ماشین آلات به عنوان مهم ترین ریسک ها شناسایی شدند.نتیجه گیریبا استفاده از نتایج حاصل از این تحقیق می توان با اعمال روش های موثر مدیریت ایمنی، نسبت به کاهش احتمال وقوع عوامل ریشه ای حوادث و درنتیجه تعدیل ریسک آن ها اقدام نمود.کلید واژگان: ایمنی ساخت وساز، پروژه های راه سازی، مدیریت مخاطرات شغلی، تحلیل درخت خطای فازی، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازیIntroductionSafety at workplaces is an important issue, and lack of effective and efficient safety management methods based on scientific studies could cost the construction industry. An effective accident investigation and root causes analysis could prevent the occurrence of incidents at minimum cost and time.
Material andMethodFirst, major accidents in road construction projects were identified by interview and literature reviewing techniques. Then, fault tree was drawn for each main risks. In the next step, in order to calculate occurrence probability and severity of each accident type, a questionnaire was designed and distributed among the participants. Fuzzy logic was employed in calculations, due to the existence of uncertainty in linguistic variables. Fuzzy Fault Tree Analysis (FFTA) was used for calculating the occurrence probability, and importance of each criterion was determined using Fuzzy Analytical Hierarchical Process (FAHP) to calculate the severity of each accident. Finally, risk factors for each accident type was calculated and the risks were ranked accordingly.ResultAccidents related to crusher and asphalt plant, traffic accidents, heat exhaustion and lack of hygiene and hit by machinery were identified as the most important risks among the eleven investigated accident types.ConclusionThe findings in this research and also implementing effective safety management techniques, could be helpful on reduction of the probability of accidents root causes and to mitigate related risksKeywords: Construction Safety, Road Construction Projects, Occupational Hazard Management, Fuzzy Fault Tree Analysis, Fuzzy Analytical Hierarchy Process -
مقدمهارزیابی ریسک احتمالی با استفاده از آنالیز درخت خطا یک ابزار موثر به منظور ارزیابی احتمال وقوع رویدادهای خطرناک در صنایع فرآیندی شیمیایی می باشد. متاسفانه احتمال وقوع نقص رویدادهای پایه ای در صنایع فرآیندی اغلب در دسترس نمی باشند. هدف این مطالعه چگونگی محاسبه احتمال وقوع نقص رویدادهای پایه ای است، هنگامی که رویدادهای پایه ای داده های نقص دقیق ندارند.روش کاردر این مطالعه، چهارچوب ارزیابی ریسک پیشنهاد شده برپایه دو رویکرد فازی پایه پنج و شش مقیاسه بود. ابتدا دیاگرام درخت خطا با استفاده از روش های شناسایی ریسک ترسیم گردید. سپس با کاربرد دو نوع توزیع امکان نقص، احتمال وقوع نقص رویدادهای پایه ای محاسبه شد. در نهایت با استفاده از آنالیز میزان اهمیت، مجموعه های برشی حداقل بحرانی رتبه بندی گردیدند.یافته هانتایج نشان داد که احتمال های وقوع نقص محاسبه شده به وسیله رویکردهای پنج و شش مقیاسه برای 32 رویداد پایه ای به همدیگر نزدیک بوده اند. احتمال وقوع رویداد اصلی محاسبه شده با استفاده از رویکردهای پنج و شش مقیاسه به ترتیب 4- 3/64 و 4- 4/76 در سال بودند. بعد از رتبه بندی MCS ها بر پایه میزان اهمیت محاسبه شده آن ها، نقایص فرآیندی به عنوان علل بحرانی TE تعیین شده اند.نتیجه گیرینتایج نشان می دهد که رویکرد فازی پایه به نظر می رسد جایگزین خوبی برای رویکرد متعارف FTA به منظور مقابله با رویدادهای پایه ای است که داده های نرخ نقص برای بدست آوردن احتمال وقوع نقص شان ندارند. این مطالعه سازگاری رویکرد فازی پایه برای ارزیابی احتمال های وقوع نقص رویدادهای پایه ای تایید کرده است.کلید واژگان: قضاوت خبرگان، عدم قطعیت، منطق فازی، آنالیز درخت خطای فازیIntroductionProbabilistic risk assessment using fault tree analysis is an effective tool to assess occurrence probability of hazardous events in chemical process industries. Unfortunately, the failure occurrence probability of the basic events are often not available in process industries. The aim of this study is how calculate basic events failure occurrence probability when basic events do not have precise failure data.MethodsIn this study, the proposed risk assessment framework was based on five-scale and six-scale fuzzy-based approaches. Firstly, the fault tree diagram was constructed using the risk identification methods. Then, by applying the two types of failure possibility distributions, failure occurrence probability of the basic events were calculated. Finally, using the importance measure analysis, critical minimal cut sets were ranked.ResultsResults show that the failure occurrence probabilities calculated by the five-scale and six-scale approaches for the 32 basic events were closed to each other. The occurrence probability of the top event calculated using the five-scale and six scale approaches were 3.64E-04 and 4.76E-04 at year, respectively. After ranking of the MCSs based on their calculated importance measures, the process failures have been determined as the critical causes of the TE.ConclusionsThe results show that the fuzzy-based approach seems to be a good alternative for conventional approach of the FTA to deal with basic events which do not have failure rate data to obtain their failure occurrence probabilities. This study has validated the consistency of fuzzy-based approach, to assess basic events failure occurrence probabilities.Keywords: Expert judgment, Uncertainty, Fuzzy logic, Fuzzy fault tree analysis
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.