一種設(shè)備故障根源的排查方法
根本原因分析技術(shù)（root cause analysis，RCA）就是上個(gè)世紀(jì)末國(guó)際維修保障領(lǐng)域經(jīng)常使用的一種用于縮減裝備維修范圍的有效工具。
一、RCA的基本概念
IOWA州立大學(xué)質(zhì)量管理學(xué)院認(rèn)為，很多公司在設(shè)備發(fā)生故障后，都能夠很快修復(fù)，但難以發(fā)現(xiàn)故障的根本原因，所以此故障會(huì)再次發(fā)生。根本原因分析技術(shù)是一個(gè)發(fā)現(xiàn)和消除這些原因的過程，只有當(dāng)這個(gè)根本原因被發(fā)現(xiàn)和消除后，這個(gè)問題才能夠被徹底解決。
美國(guó)能源部1992年發(fā)布的《根本原因分析指南》(DOE—NE—STD—1004—92）中，把根本原因定義為：指一種原因，當(dāng)這種原因被糾正以后，將會(huì)防止此類事故或者類似事故的再次發(fā)生。根本原因并不是僅僅導(dǎo)致這次事件發(fā)生的原因，而是在一個(gè)更為廣闊的范圍內(nèi)對(duì)可能發(fā)生的其他事故還存在著影響的原因。根本原因最基本的特征應(yīng)該是從邏輯上能夠被識(shí)別并能夠被糾正。可能會(huì)有一系列的原因都能夠被識(shí)別，從一個(gè)導(dǎo)致另一個(gè)，但是這一系列的原因應(yīng)該能夠被追溯到最基本的，并且能夠被識(shí)別和糾正的原因。
在我國(guó)大亞灣核電站的建設(shè)和運(yùn)行過程中，由美國(guó)PⅡ (performance improved international)公司提供了RCA方法，該公司把RCA定義為：通過一整套系統(tǒng)化、邏輯化、客觀化和規(guī)范化的分析方法，找出設(shè)備故障的機(jī)理和根本原因。并通過制定合理的糾正措施徹底消除這些根本原因，從而恢復(fù)設(shè)備功能，防止同樣或類似故障重復(fù)發(fā)生的一種解決設(shè)備故障問題的分析技術(shù)。
二、RCA的實(shí)施過程
盡管不同機(jī)構(gòu)在RCA定義的表述上有所區(qū)別，但其核心內(nèi)容卻大致相同。這些機(jī)構(gòu)所推薦的RCA實(shí)施過程也存在著一些差別。這里以美國(guó)能源部5003 Order 5000.3A《事故報(bào)告和操作信息的處理》為基本依據(jù)來說明 RCA的實(shí)施過程。
1. DOE Order 5000.3A中規(guī)定的根本原因分析步驟
(1)數(shù)據(jù)收集。在事故發(fā)生以后，應(yīng)立即開展根本原因分析的數(shù)據(jù)收集，以防丟失。在不危及安全性或者災(zāi)后重建的情況下，數(shù)據(jù)甚至應(yīng)該在事故發(fā)生時(shí)就開始收集。被收集的信息包括事故發(fā)生以前及發(fā)生過程中和發(fā)生以后的情況、所涉及的人員（包括所采取的措施）、環(huán)境因素以及其他一些同事故發(fā)生有關(guān)的因素。
(2)事故原因評(píng)估。事故原因評(píng)估一般分為三個(gè)步驟：首先是識(shí)別存在的問題，判定這些問題的重要性；其次，圍繞存在的問題識(shí)別事故原因（狀態(tài)或措施），然后對(duì)其進(jìn)行分析，列出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的各種原因因素，并給出推薦的糾正措施；最后，按照給定的表格樣式，把分析過程和結(jié)果輸入RCA的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
事故原因評(píng)估的結(jié)果可以區(qū)分為直接原因、起作用的原因和根本原因。這些原因形成一個(gè)導(dǎo)致事故發(fā)生的原因鏈。原因評(píng)估的過程就是按照這個(gè)原因鏈一步步追溯，直到找到導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因?yàn)橹埂Ｕ业礁驹蚴窃u(píng)估階段的停止點(diǎn)。
例如，在一次核泄漏的事故中，根本的原因可能是管理手段有缺陷。這個(gè)根本原因可能導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)人員在預(yù)防性維修時(shí)使用不正確的密封材料或者遺漏掉一些部件，導(dǎo)致核原料的泄漏。在這個(gè)例子里，按照表1的原因分類方法，管理手段的不足就是導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因，人員錯(cuò)誤則是導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因。
(3)矯正措施。識(shí)別出事故根本原因后，需要針對(duì)原因鏈中的每一個(gè)原因采取適當(dāng)?shù)某C正措施，以降低同一個(gè)事故再發(fā)生的概率，并且改善其安全性和可靠性。在設(shè)計(jì)糾正措施時(shí)，還需要考慮一系列相關(guān)問題。如該措施的有效性、可行性、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)性、隱性風(fēng)險(xiǎn)是否被清楚地描述、如何安排糾正措施的實(shí)施順序、實(shí)施該措施是否需要進(jìn)行培訓(xùn)、需要哪些資源等。以保證這些矯正措施可行、有效且能夠持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展。
(4)通知。把根本原因分析過程和推出的矯正措施輸入計(jì)算機(jī)中的事故報(bào)告和處理系統(tǒng)，是通知階段的一部分工作內(nèi)容。同時(shí)，還包括對(duì)分析結(jié)果、糾正措施以及在事故中涉及的管理問題和人員等問題的討論和解釋。最后，還應(yīng)該考慮到把此次根本原因分析過程的有關(guān)結(jié)論通知給一些類似設(shè)備或關(guān)聯(lián)設(shè)備的人員，以使RCA在更大范圍內(nèi)發(fā)揮作用。
(5)后續(xù)行動(dòng)。后續(xù)行動(dòng)主要用于判斷所確定的糾正措施在解決此類問題方面是否有效。首先，這些矯正行為應(yīng)該被跟蹤，以確保被正確實(shí)施；其次，對(duì)這些糾正措施應(yīng)該有一個(gè)周期性評(píng)審，以確保這些矯正措施確實(shí)達(dá)到了預(yù)期的效果。對(duì)近期發(fā)生的類似事故應(yīng)該仔細(xì)分析，以搞清為什么這些措施沒有達(dá)到預(yù)期的效果。當(dāng)分析系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，必須對(duì)變更部分重新進(jìn)行RCA。最后，應(yīng)該利用計(jì)算機(jī)所保存的事故分析記錄不斷進(jìn)行評(píng)審和總結(jié)，以使RCA達(dá)到更好的效果。
2. PⅡ公司的RCA分析流程
除了DOE—NE—STD—1004—92所描述的RCA過程外，大亞灣核電站采用的是PⅡ公司RCA技術(shù)，其分析過程簡(jiǎn)單描述如圖1所示。可以看出，PⅡ公司的RCA流程和DOE Order 5000.3A中規(guī)定的RCA步驟基本內(nèi)容大致相同，只不過5000.3A中的數(shù)據(jù)收集階段含了PⅡ公司分析流程中的設(shè)備故障描述以及影響范圍的確定和數(shù)據(jù)收集兩個(gè)步驟。PⅡ公司的分析流程中突出了一種根本原因判定的方法，即故障模式分析和評(píng)定，并希望以此方法來重構(gòu)故障情節(jié)作為判定根本原因的依據(jù)。在5000.3A中，則是推薦了包括FMEA在內(nèi)的數(shù)種方法來分析根本原因。如因果分析法、屏障分析法、管理疏忽和風(fēng)險(xiǎn)樹分析以及人素分析等方法。
3. RCA分析方法和事故原因分類
在事故原因評(píng)估過程中，除了典型的FMEA以外，還包括以下分析方法。
(1)因果關(guān)系法。用圖形法表示出圍繞著導(dǎo)致事故發(fā)生的一系列任務(wù)及行為措施的時(shí)間順序，明確這些任務(wù)之間的因果關(guān)系。此方法有利于形成原因評(píng)估時(shí)所需要的原因鏈。
(2)替代分析法。在對(duì)問題界定不明晰時(shí)，可以使用替代分析方法，尋找究竟是哪些因素導(dǎo)致了事故的發(fā)生。
(3)屏障分析法。屏障分析法也是一個(gè)系統(tǒng)的過程，能夠用于識(shí)別可防止事故發(fā)生的那些物理的、行政管理的和程序過程中的屏障或者控制措施。
(4)管理疏忽和風(fēng)險(xiǎn)樹分析法。主要用于識(shí)別屏障、控制措施的具體屏障、保障功能及管理功能的不充分之處。它能夠識(shí)別導(dǎo)致事故的因素及允許這些因素存在的管理原因。
(5)人素分析法。主要用于識(shí)別影響任務(wù)性能的因素，焦點(diǎn)在于可操作性、工作環(huán)境和管理因素。人機(jī)界面的研究可以改善或者提高針對(duì)訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先權(quán)。
無論采用哪種分析方法，導(dǎo)致事故發(fā)生的原因必須歸納為一系列得到認(rèn)可的原因分類。DOE Or-der 5000.3A中，事故原因共分為七大類，見表1。
表1 DOE 5000.3A指令中的事故原因分類列表
三、RCA的應(yīng)用實(shí)例
2002年1月12日，大亞灣核電站1號(hào)機(jī)組并網(wǎng)升功率過程中，由于汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)(GCT)121排放閥的定位器反饋連桿突然斷損，導(dǎo)致反應(yīng)堆緊急停堆。
事故發(fā)生后，電站的RCA小組立刻按照預(yù)定的程序?qū)υ撌鹿蔬M(jìn)行了RCA分析。發(fā)現(xiàn)根本原因在于121排放閥的二個(gè)固定螺栓均未裝鎖緊墊片，長(zhǎng)期振動(dòng)環(huán)境造成螺栓脫落，致使閥門開啟時(shí)橫桿折斷。為此，RCA分析小組提出了更改鎖緊墊片設(shè)計(jì)和定時(shí)檢查螺栓緊固情況等措施，并把分析結(jié)果和措施應(yīng)用于電站系統(tǒng)中所有類似閥門。
PⅡ公司先后在大亞灣核電站和嶺澳核電站應(yīng)用推廣了RCA技術(shù)，幫助他們逐步建立了電站RCA管理體系。幾年來RCA小組共完成了30多起電站重大事件的根本原因分析，高效準(zhǔn)確地找出了導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因，制定了相應(yīng)的糾正措施，有效地避免了事故的重發(fā)。
實(shí)踐證明，在高科技密集、重要設(shè)備密集、風(fēng)險(xiǎn)密集的工程單位，應(yīng)用和推廣RCA分析技術(shù)和方法，并建立一套較完善的由上至下的RCA分析管理體系十分必要。
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