安全風險分析軟件在工業軟件中的定位 提到工業軟件,首先想到的是設計類工業軟件,如:CAD、CAE、PLM等,及生產制造類工業軟件,如:PLC、DCS、MES,還有業務管理類工業軟件,如:ERP、安全管理軟件等。 而風險分析及評價軟件(PHA軟件),是服務于工業設計及工業業務管理的一種極其細分的工業軟件,其中的關系路線如下: 工業設計->安全設計->風險分析 安全管理->風險管理->風險分析 比如HAZOP、LOPA、SIL這些科學的風險分析方法,可以在設計階段,更好的識別設計缺陷,提前采取措施,降低設計缺陷帶來的安全風險,主要分析對象是CAD所設計出來的P&ID圖紙。也可以運用在生產運營階段,用于識別和評估在役裝置的安全風險和隱患,提出改進建議措施,為企業安全生產管理和安全體系建設提供決策保障,使設計和運營階段更安全。 比如QRA定量分析方法,大量用于土地規劃、工程項目總體規劃、安全設計及安全現狀評估等領域,是目前國際上最先進的定量風險評價方法。QRA可以進行安全防護距離確定、控制室爆炸影響評估、社會風險與個人風險評估、危化品爆炸/有毒物質擴散計算、泄漏風險控制、應急響應規劃等評估,可以指導設計、輔助HAZOP/LOPA分析過程中風險發生可能性和嚴重度的定量計算,也可以構建企業應急預案的事故場景,輔助于安全應急管理。 從工業軟件的復雜程度層面分析來看: 設計類的工業軟件,是工業軟件中技術含量較高的一種,因為他們自身的構成,分別是令人望而生畏的數學、物理、計算機和工程經驗。這四大技術圖譜,形成了深不可測的技術鴻溝。這對于任何一個工業軟件企業,十年發展的沉淀,那還只是開始。 業務管理類工業軟件,屬于工業軟件中技術含量相對來說較低的一種,這類軟件絕大部分是表單及流程管理的功能。 風險分析類工業軟件,復雜程度介于設計類和業務管理類之間,因為高端的風險分析工具,也會用到數學上的復雜算法和工程經驗及工程數據庫,比如馬爾科夫模型、高斯模型等,這樣才能確保計算的準確度和軟件結果的可信度。 工業安全風險分析軟件的業務場景 隨著化學工業、石油化工和制藥化學工業等的不斷發展,人類使用的危險化學品的品種、數量也在迅速地增加。在化學品的生產、經營、儲存、運輸、使用以及廢棄物處置的過程中,都可能產生危險化學品事故,造成人員傷亡、財產毀損、生態環境污染。 各國政府紛紛制定有關法規、標準來加強危險化學品的管理,包括科學的對危險化學品進行安全評價,從而控制其產生的威脅。由于我國近年來經濟的發展,隨之而來的各種工業安全事故對我國現有的安全形勢提出了更高的要求,因此風險分析與安全評價作為安全管理工作中必不可少的一部分,也取得了較大、較快的進展。國內目前常用的安全風險分析方法有HAZOP、LOPA、SIL、QRA、BowTie、FTA、ETA、FMEA、RCA等系統性、科學性較強的方法。 為了提高風險分析的工作效率,風險分析軟件工具被廣泛得以使用。據筆者10余年期間對國內外頂尖風險分析軟件工具的研究分析,目前在世界上具有代表性的主流風險分析有如下5款,分別為:國外的Sphera公司的PHA-Pro及Stature、Exida公司的exSILentia、DNV公司的Phast&Safeti和歌略軟件公司的國產RiskCloud風險分析軟件。 下面對這五款軟件進行分別介紹
大部分大型化工企業都有自己特色的風險分析模板,而企業不希望去改變自己的模板,來適應其他的PHA軟件,那么就需要PHA軟件能夠根據企業自己的制度,來配置符合企業自身特點的模板。如果要實現這些自定義的功能,就需要自定義風險分析方法的技術。 Stature為PHAPro的企業級版本,二者本質上擁有同樣的HDM核心技術引擎,PHAPro為桌面版軟件,Stature為網頁版軟件,Stature主要面向全球大型化工企業,目前全球石油和化工500強的客戶,比如BASF、科思創、Honeywell、雪佛龍、Dow等大部分都是Stature的用戶。 3. 而在SIL驗證/功能安全領域,由Exida公司所開發的exSILentia分析軟件憑借著其強大的儀表證書數據庫和數十年的開發經驗,根據IEC 61508/61511標準,可實現基于馬爾可夫算法的SIF回路的SIL計算功能,exSILentia在該領域同樣有著不可替代的地位。 4. 而在量化風險評估QRA領域,近三十年來,世界范圍內發生了許多震驚世界的火災、爆炸、有毒物質的泄漏事故造成人員嚴重傷亡和巨大的財產損失,促使各國政府、議會立法或頒布規定,促進了 QRA 技術的應用和發展。DNV 的 Safeti 軟件也隨著得到廣泛的認同和使用。 1981年,Safeti(Software for the Assessment of Flammable Explosion and Toxic Impact) 軟件第一代正式面世。并在隨后的科學技術發展及規范的改進中不斷提升,至今經過40年的發展和工程實踐,并在世界上絕大多數的石油化工公司、研究機構、咨詢機構、高校得到了廣發的認同和應用。 5. 而國產工業安全風險分析軟件品牌的驕傲,細分領域的隱形冠軍——RiskCloud風險云,由上海歌略軟件科技有限公司研發,經過十余年的積累沉淀,在PHA方面,RiskCloud具備了PHA-Pro及Stature的自定義分析方法技術、在SIL驗證方面,擁有比肩exSILentia的精準Markov(馬爾可夫模型)計算結果,QRA計算方面,擁有比肩領先QRA軟件的豐富功能和精準計算結果,集這4款世界級領先軟件功能為一身,打破了國外工業安全風險分析軟件的壟斷地位,擺脫了對進口軟件的依賴,讓中國的工業企業,在安全風險分析計算領域,終于可以不被老外“卡脖子”,為為推動國產核心工業軟件自主可控貢獻了一份力量。 由于RiskCloud突破了Stature的HDM技術,并且做到了Stature未實現的兼容多種瀏覽器的特點,為此得到Sphera資深專家對RiskCloud的青睞。 五款軟件對比 下圖為這5款軟件的主要核心技術指標的對比介紹,從多個角度進行分析。 注:PHA-Pro、Stature、exSILentia及Phast&Safeti在其專注的領域內,已經極其優秀,有著龐大的客戶群體及影響力,筆者做此對比是讓用戶從不從的角度來了解各款產品的特色。 結語 在過去的十年,一些涉及重要計算的工業安全風險分析軟件幾乎被國外產品所占領,沒有了他們很難找到同等水平的替代品。隨著近些年國家對工業軟件發展的大力支持,國產工業安全風險分析軟件也進入了迅速發展的階段,已經可以針對國外產品逐步進行國產化替代,大部分用戶也逐漸的認可并接受。 相信在國家的大力支持和我們的持續努力下,我國工業軟件會持續蓬勃發展,越做越強。 |