故障樹分析法在項目風險管理中的應用
——以姚江堤防加固工程鄞州段風險管理分析為例

朱希文 黃麗霞

（1浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231；2杭州蕭山園林集團有限公司，浙江 杭州 311231）

1 故障樹分析法

1.1 故障樹分析法定義

故障樹分析法是以演繹的分析方法從特定的事故開始[1]，采用邏輯推理方式，找出引起事故可能的原因。

1.2 故障樹分析的基本步驟

1）熟悉要分析的系統，確定分析目標

根據系統的工作流程、運行狀況、運行參數、制度及環境確定分析的范圍，將可能性大或者易造成較大后果的事件作為分析對象[2]。

2）分析風險發生的原因

分析目標確定后，根據目標分析各種事件原因，找出潛在的風險和薄弱環節。對于根本不可能發生或者發生機會很小的事件原因可以不予考慮[5]。

3）建立故障樹

故障樹的建立是通過逐層向下推溯查找所有可能原因，直至推溯到最直接原因，即最基本事件為止。建立過程要充分考慮各事件邏輯關系[4]。

4）故障樹定性分析

定性分析是為了由故障樹結構中確定最小割集和最小路集[3]。通過最小割集和最小路集獲得主要風險事件以及風險事件對頂事件的影響程度，為決策提供先后次序依據。

5）故障樹定量分析

定量分析是以數據說話，為定性分析的結果提供更為直接的依據[2]。

2 項目背景

姚江堤防加固工程鄞州段（Ⅴ標），包括堤防、湖泊河、大西壩閘站、大西壩小閘、大西壩閘站金屬結構、橋梁、大西壩閘站建筑、碼頭、中心管理房、門衛配電房、水電及自動化控制系統、景觀及路燈工程等；主要建筑物級別為2級，水閘段及泵站段基礎采用鋼筋砼鉆孔灌注樁，橋梁橋墩采用雙柱式墩，鉆孔灌注樁基礎；碼頭采用浮碼頭型式，施工單位為寧波鄞州豐茂水利工程有限公司。

本工程涵蓋內容多，周邊環境復雜，這決定了工程項目存在較大的風險。根據分析，項目存在以下幾種風險。

1）制度風險：主體結構設計變更，業主、監理、分包的管理完善程度及工作效率等。

2）人員風險：設計、審核人員的能力，監理、施工人員的能力，安全員、材料員的資歷、能力等。

3）材料風險：材料的計劃及供應、質量情況，驗收情況等。

4）技術質量風險：技術方案的針對性和準確性等。

5）安全風險：施工方案的合理程度，安全設施和安全管理是否到位等。

表2 工程項目環境實證分析結果

表3 下行法計算最小路集置換表

3 分析環境

本工程項目風險管理環境分為項目的制度環境（G1）和工程環境（G2）。這兩個因素在故障樹分析法中是項目安全事故（TOP）的兩個中間事件，這兩個中間事件之間是或門的關系；而項目安全事故則是頂事件。建立的故障樹及事件之間關系如圖1所示。

根據圖1的邏輯關系，需確定故障的最小割集，沿故障樹自上往下進行。遇到與門時將門的輸入寫成一行；遇到或門時將門的輸入寫成多行，直到全部的門置換為底事件為止。整個割集的確定如表1。

從表1可以看出，最小割集中有5個一階割集，它們是最重要的事件，對工程項目的影響及可能產生后果如表2所示。

由表2可知，真正對工程項目風險管理至關重要的環境影響主要是工程制度缺陷。在工程項目風險管理過程中，要提高系統的安全性，先要解決表2中的5個問題。

將圖中的與門變為或門、或門變為與門后，分析見表3。得到最小路集如表4。

表4 工程項目不產生事故的前提

由于路集為所有的事情不發生，頂事件就不會發生，因此只要這6個路集有一個存在，則頂事件“工程項目安全事故”就不會發生。

4 分析流程

工程項目流程管理缺陷分為材料未驗收（G1）、不按方案施工（G2）、其他人員誤操作（G3）、施工驗收缺陷（G4），四者為或門關系。故障樹建立如圖2所示。

整個割集的確定見表5所示。從表5中可以看出，最小割集中有11個是提高系統安全性首先要解決。

將圖中的與門變為或門、或門變為與門后，分析見表7。

得到最小路集如表8所示。只要這6個路集有一個存在，則頂事件“工程項目安全事故”就不會發生。

圖2 工程項目流程故障樹分析圖

表5 下行法計算最小割集置換表

表6 工程項目流程實證分析結果

表7 下行法計算最小路集置換表

表8 工程項目不產生事故的前提

5 結論

通過故障樹，工程人員能直觀了解：工程項目風險管理中至關重要的影響主要是工程制度缺陷、管理缺陷；而環境缺陷、驗收缺陷相對不是最危險的。要降低風險發生概率，就應該在制度缺陷、管理缺陷問題上重點關注，采取措施彌補缺陷；對環境缺陷、驗收缺陷按正常工作制度即可。

故障樹可以對風險進行定性和定量分析，但主要是找出風險因素而非確定發生的概率。在確定分析目標時，風險可能多種多樣，不可能都考慮到，一般以可能性大或易造成較大后果的事件為分析對象。同時在事件原因的確定上應把握深度，不能過淺或過深，過淺可能會遺漏，過深則故障樹會很龐雜。在故障樹分析過程中，無法保證無遺漏，因此故障樹分析主要通過辨識主要風險提出相應對策。