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2 O l 2年 第 4 1卷 第 9期第 1 4贞 石 油 矿 0l L FI ELD 场 机械 E QUI P MENT 文 章 编 号 1 0 0 1 3 4 8 2 2 0 1 2 0 9 0 0 1 4 - 0 5 海洋钻井平台维修 中的人因管理 余建星 , 张贵珍 , 柴 松 , 马维林 天津大学 建筑工程学院 ; 港 口与海洋工程教育部天津市重点实验室 , 天津 3 0 0 0 7 2 摘要 人员可靠性越来越成为制约海样钻井平台生产安全的重要 因素 , 海洋平台维修 中的人为因素 管理 是人 因可靠性 的一个 重要 方面 。 目前 国 内外控 制 维修 中人 为差错 方 法 , 一 方 面趋 向 于被 动 反 应 式而 不是主 动前 瞻式 的管理 ; 另一 方面属 于定性 评 价 而非 定量 分析 。选 用定性 与 定量 结合 的模 糊 综合评 价 法 , 对 维修 组 织各 因素的 安全性 进行评 价 , 找 出弱 项 , 以预 防 维修 中人 为差错 的产 生 。 关 键词 海 洋平 台; 维修 ; 安全 ; 人 为 差错 ; 模 糊综合 评判 中图分 类号 TE 9 5 1 文献标 识码 A M a n a g e me n t o f Hu m a n Pe r f o r ma n c e i n Of f s h o r e Pl a t f o r m M a i nt e n a n c e Ba s e d o n Fu z z y Co mp r e h e n s i v e Ev a l u a t i o n YU J i a n x i n g , ZHANG Gu i z h e n, CHAI S o n g, M A W e i l i n Ke yLa h o r a t o r y o fOc e a n En gi n e e r i n g; Sc h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g, Ti a n j i n Un i v e r s i t y, Ti a n j i n 3 0 0 0 7 2 , Ch i n a Abs t r a c t W i t h hi g he r r e l i a bi l i t y o f t he o f f s h or e pr o du c t i o n e qu i p m e nt , hu m a n r e l i a bi l i t y be c o me s mo r e a nd m o r e i m p o r t a nt i n d e t e r mi ni n g s a f e t y i n t he ga s a n d oi l p r o du c t i o n i n du s t r y. As a ma t t e r o f f a c t , ma n a g e me n t o f hu m a n f a c t or i n pl a t f o r m ma i nt e na n c e i s a s i gn i f i c a n t a s pe c t of hu m a n r e l i 一 寿命等方面具有无可 比拟的优势 ] , 必须打破 国外 的技术 垄断 , 研发 具 有 自主知 识 产权 的智 能完 井 技 术。随着近年来 国内精 密测量 仪器技术 的显著进 步, 配合不断发展的完井技术 , 相信研发具有 自主知 识产权 的智 能完 井技术 已不 再遥 远 。胜 利油 田胜利 钻井 院 等单位 已经 开 展 了相 关 技 术 的前 期 研究 , 并 取 得 了一定 的研 究 成 果 , 未 来还 将 继 续 加大 研 究力 度 , 促进 国内水平井智能完井技术的发展。 参考文献 [ 1 ] 刘 瑞 文. 现 代 完 井 技 术 [ M] . 北 京 石 油 工 业 出 版 社 , 2 0 1 0 . E 2 2 张绍东 , 张全 胜 , 孙 国华. 胜 利油 田水 平井完 井技术 现 状及 发展趋势 [ J ] . 石油钻采工艺 , 2 0 0 1 , 2 3 6 3 3 3 6 . 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Cu r r e n t me t ho d s t ha t a r e a i me d a t c o nt r o l l i ng h uma n e r r o r i n mai nt e na nc e h a v e t wo v i t a l d i s a dv a nt a g e s .On t h e o ne h a nd, t he y t e nd t o b e r e a c t i v e r a t h e r p r o a c t i v e; o n t h e o t h e r h a nd t h e y a r e qu a l i t a t i v e d e s c r i pt i o n r a t he r t ha n q u a nt i t a t i v e a s s e s s me n t .H o we v e r, a S U C c e s s f ul pl a n t o m a n a ge h uma n f a c t o r s h ou l d n ot o nl y be a bl e t o f i n d o ut c a u s e s of t h e p a s t a c c i d e n t s a nd d a ma ge s b ut a l s o be a bl e t o d e t e c t wh i c h i s s ue i s m o s t l i ke l y t o l e a d t o f u t u r e i nc i d e n t s . The r e f o r e, Fuz z y Compr e h e ns i v e Ev a l u a t i o n, whi c h i s s e m i q ua l i t a t i v e a nd s e m i q ua n t i t a t i v e, i s us e d i n t hi s a r t i c l e .Thr ou g h a f uz z y a s s e s s me nt o f f a c t or s t ha t a f f e c t ma i n t e n a nc e p e r f or ma n c e, we a kne s s e s a nd pr o b l e m s of t he o r ga ni z a t i on c a n b e r e c o g ni z e d, t hu s he l pi n g pr e v e nt i ng hu ma n e r r or f r o m ha p pe ni n g. Ke y wo r d s o f f s ho r e pl a t f o r m ; ma i nt e na n c e ; s a f e t y; hu m a n e r r o r; f u z z y c omp r e he ns i v e e v a l ua t i o n 随着 世 界各 国 深海 油 气 开 发 力 度 的不 断 加 大 , 油气资源勘探开发向深海进军已成必然趋势。中国 政府 已经 将海 工装 备制 造 明确 列 入 “十二 五 ”期 间 重要扶持的先进制造业之中, “ 十二五” 期 间将重点 发展 海洋 钻井 平 台 、 新 型 海洋 工 程 装 备 、深 水 定 位 系泊系统等 配套设 备, 形 成海 洋工程 装 备新兴 产 业_ 】 ] 。海洋 钻井平 台进行钻 井作 业 时一旦 发生 卡 钻 事故 , 需要 耗费 大量人 力 、 物 力 和时 间来 处 理 , 处 理 不好甚至会导致全井报废__ 2 ] 。维修中的人为差错往 往会导致事故的发生 , 并且随着科技 的进步和先进 维修技术 的应用 , 人为差错成为制约维修成 败的关 键 。由 HS E 签约 单 位 Ve e t r a Gr o u p L i mi t e d根据 事 故调 查数 据和 相 关 文献 的分 析 发 现 , 事 故 报告 的 重 点逐 渐 由工程技 术 问题转 向人 为 因素 问题 。2 0 0 1 年前仅有 4 7 . 6 与维修相关 的事故可归因于人为 因素, 而 2 0 0 1年后 比例 升至 6 2 . 6 ; 而相 比之下 , 可归 因 于工 程技 术 原 因 的事 故 则 由 3 3 . 1 % 降 低 到 2 0 .9 D3 。有 2 / 3的近海 油气 工程 中 的维 修 事故 可 归因于人为因素。Ve c t r a 对 2 0 0 1 --2 0 0 2年的平台 维修事故调查数据如图 1 。其中 图 1 平 台维修事故致 因 1 6 0 以上与维修相关的事故的根本原因是 人 的原 因 。 2 2 0 左右与维修相关的事故可以归因于执 行 任务 时位 置和姿 势 。 3 3 8 %以上与 维修相 关 的事故 可归 因执行差 错 。这 主要 是 由“ 未 遵 守 正 规 程 序 或 行 业 惯 例” 和 “ 准备工作和收尾工作不完善” 共同造成 。 4 仅有 2 1 的事 故 可 以完 全 归 因 于工 程 技 术失效 如设备 、 器械、 工具、 材料等的缺陷 。 1 研究现状综述 对维修中的人为因素 比较重视的工业主要有航 空业 、 核武器、 军用设备 、 医疗服务和化工、 陆上油 气、 海上油气等 。人为 因素在海洋平 台维修中的应 用 尚属 起 步阶段 。尽 管在 不 同领 域 的技术操 作 可能 会时有不同, 但是影响操作 和维修绩效的人为 因素 通常是一致的, 识别这些人为 因素的方法也具有很 好的可移植性 。在海洋工程领域, 学习其他工业先 进 的人 因成果 也显 得 日益重要 。 关于对人为差错致因的理解 , 有许多比较成熟 的模 型。最典型 的有 E l wy E d wa r d s 于 1 9 7 2年提 出 的S HEL S o f t wa r e Ha r d wa r e E n v i r o n me n t L i v e wi r e 模 式 如 图 2所 示 和 1 9 9 0年 由 J a me s R e a s o n提 出 的 S wi s s c h e e s e模 型 。S HE L模 型 是 由软件 S o f t w a r e 、 硬件 Ha r d w a r e 、 环境 E n v i o r o n l n e n t 和 生命 件 L i v e wa r e 组 成 _ 4 ] , 其 基 本 内容 是 指在 维护 环境 中活 件 指 人或 团 队 与硬 件和软 件 的相互 作 用 对 于 减 少 维 修 差 错 有 积 极 或 消极 的 影 响 。Re a s o n则认 为有 2种 形式 的失 效 , 即显性 失 效 a c t i v e f a i l u r e s 和 隐性失 效 1 a t e n t f a i l u r e s 。前 者 会对系统造成 即时负面影响, 由不安全行为 , 即人为 差错 和 违章所 致 ; 后 者指 不 会 对 系 统造 成 即时 负 面 影 响 , 具 有延滞 性 , 由组 织 过 程 中错 误 的 决 策 、 监 察 石 油矿 场 机械 2 O 1 2年 9月 不到位及操作者准备不充分等所致。总之 , 一线的 维修人员并非事故 的策动者 , 而是 “ 已等待 中的事 故” 的承受者。就像多米诺骨牌 , 一线人员是最后倒 下 的那 张 。 图 2 S HE L模型 一 个 完整 的维修 人为 因素解 决方 案包括 人为 因 素 培训 、 差错 管理 和人类工 程学 3方 面 , 它们 之 问相 互 交错 应 构 成 一 个 互 相 关 联 的 整 体 , 以 获 得 最 佳 效 果 。 1 . 1 维 修 人为 因素培训 现场操作人员缺乏设备使用、维护保养等方面 的相关知识[ 5 ] , 员工责任心不强都是引起设备故 障 的原因。维修人为因素培训采取以下 3种方法 1 认知培训 熟悉人为因素原理及其如何影 响人 的行 为 。 2 维修资源管理技能训练 训练应包括沟通 技 能 、 团队建设 、 决 断力培 养 、 工 作量 管理 、 决 策 和情 景意识 。这种训练 比认知培训需要更多的协作、 参 与 实 际练 习 。 3 专项培训 根据维修差错调查资料确定与 人为因素相关的薄弱环节, 予 以专项培训 。例如 如 何 执行 交接 班程 序 。 1 . 2 维修差错管理 人为 差错 管理 目标可 以用 3个方 面概括 1 差错减少 旨在直接介入差错源 , 制定减 少 差错发 生 的办 法 。例 如 改进 某 一 部 件 的可 接 近 性 、 改善 工作 照 明 、 为维 修 人员 提 供 更 好 的培 训 等 , 维修中所用的大多数差错管理战略都属此类。本文 提到的 ME D A方法以及提出的模 糊综合评判法也 属此类 。 2 差错捕获假定差错 已经发生 , 试 图在其 影响到设备正常工作之前及时发现。例如工作后进 行检查 , 工作中的核查步骤以及工作后的功能和操 作测 试 等 。 3 差错 包容 提供 某一 系统 承受差 错而无 严 重后 果 的能力 , 差错 仍然 发生 时 , 采 取办法 以限制其 有害影响。在维修 中, 差错容限是指结构本身的设 计 , 以及维修系统的设计 。 在上述 3方 面差 错 管 理 中 , 仅 “ 差错 减 少 ” 直 接 涉及 到差错 。“ 差错捕 获” 与“ 差错包 容 ” 则直接 与 系 统 的完整性 有关 。一般 说 来 , 差 错 管理 与 质量 管理 或各 种好 的管 理没有 什么 区别 。工作人 员都不 想 出 差错 , 需要 其他 人来 管 理 有些 连 其 个人 自身 都 不容 易避 免 的东西 是非 常 困难 的 , 例 如 偶 尔偏 离 工 作要 求 或 由于疏忽 造成 的过失 和偏离 等 。 单 位应 该 调查 发 生维 修 差错 的原 因 , 并 且 采 取 纠正 预防措施 , 以 防止类 似差 错 重 复发 生 。应 该 建 立维修 差错 报告 和调查 程序 。维修差 错调查 程序 的 目的不应 当局 限于找 到 谁 出 了差 错 , 关 键在 于 找 出 导致 差错发 生 的根本 原 因 , 其 基础 是 各 方 之 间 的相 互信 任 。 1 . 3人 类工程 学 一 个 完 整 的维 修人 为 因素方 案 , 应 当应 用人 类 工 程学 的原理 并与 维修 工 作 环 境相 结 合 , 应 当进 行 人 类工 程学 的审查 , 确定 系统 中存 在 的缺 陷 , 采取解 决措施 , 并持续监控其实施效果 。 2研究方法的选择 现有 的管理 认 为差 错 的最 著 名 方 法 是 ME D A 方法 。ME DA程序是在事故发生后组织专 门的调 查人 员适 用专 门的调查 表对 维修差 错及差 错致 因进 行全 面 的 、 结构 化 的调 查 , 并 对结 构 进 行 反馈 , 以期 今 后 进 行 改 进 , 从 而 达 到 减 少 人 为 差 错 的 目 的 。 ME D A方 法最 大 的 特点 在 于它 肯 定 员 工 的 主 观 意 愿是好的, 不对非故意 的维修错误进行 处罚 ; 用“ 责 备事件 过程 而不是 人” 的方法代 替“ 责备和 培训 ” , 因 此跳 出 了“ 责罚 培训 ” 的怪 圈 ; 它有 结 构 化 的调 查 表 和调查 方法 , 旨在发 现与差错 相关 的潜在 因素 , 因 此能鉴别那些导致各种差错的系统问题。 但值 得 注 意 的是 ME D A 对 事 故 、 维修 事 故 征 候 及维修 差错 的分 析 是被 动 性 的 , 分 析过 程 发 生在 事件之后 。因此该方 法虽 然能在 一定 程度上 减少 维 修差错 , 却不能从根本上实现对人为差错 的控制 。 尤其是 当组 织环境 发 生 变化 的时 候 , 以前 的差 错 致 因在将来未必不会导致差错的产生。 与 ME D A 相对 , 英 国航 空公 司 开发 了一 种 具有 前瞻性和主动性的维修差错管理技术工程安全健康 状 态 管 理 Ma n a g e me n t E n g i n e e r i n g S a f e t y He a l t h , ME S H 。ME S H 技术 突 出实时监控 那些 已知 的 、 可 能会导致差错的因素 例如知识 、 技术和经验 、 疲劳、 环 境 、 手 册 和 程 序 、 组 织 结 构 、 , 训 练 和 选 拔 、 交 流 等 , 同时定期要求维修人员针对 已知的会导致差错 口 口 口 第 4 1卷第 9 期 余建 星 , 等 海洋钻井平台维修中的人因管理 的各 种 因素 的缺 陷进 行 匿 名 评 分 , 并 在其 偏 离 可 接 受 的范 围之 前修 正 它 。本 文 借 鉴 ME S H 技 术 的 前 瞻性 思想 , 选 用 定 性 与定 量 相 结 合 的模 糊 综 合 评 判方法 , 对维修组织中影 响维修人员工作绩效 的因 素进 行评 估 , 从 而 实现组 织对 各 因素 的宏观 把控 。 3基 于模糊综合评判 的平台维修 安全评价 本文 利用 S HE L模 型 对 海 洋 平 台 中 的人 为 差 错进行分析。S HE L模型 中的每个界面不匹配都会 存在 潜在 的差错 。例如 缺乏 标准 的工 具设 备 , 用 不 当 的替代 方法 , 从 而造成 该人 与硬 件 的不匹 配 ; 在 人 与软件 界 面 中 , 工卡 制订 有误 、 无 效 的技术 资 料也有 可能导 致差 错 的发 生 ; 人 与 环境 界面 相 关 的差错 是 由环境 因素 噪声 、 照 明和 振动 引起 的 , 并 且 由于维 修人员通宵工作 , 睡眠不规律造成生物节律紊乱也 会 使该 界 面发生 差错 ; 在人 与人 界 面 中, 焦 点放 在人 与 人 的相互 作用 上 , 因为 这 一过 程 会 影 响 班组 团 队 的有效 性 。因此 , 可 以将 影 响人 的行 为 安 全 的 因素 分 为 人 的 因 素 、 机 的 因素 、 环 境 因 素 与 管 理 因素 4 类 , 从而建立海洋平台人 的行为安全评价的指标体 系 , 如 图 3 。 应 用模 糊 综 合评 判 方 法 时 , 必须 要 确 定评 价 因 素集 、 评 语 集 和 评 判 集[ 7 ] 。本 文 根 据 精 度 需 要 , 确 定模糊评语集 V一{ V , V , V 。 , V } 一{ 安全 , 较安 全 , 一般 , 差 。权重的确定则 由各专家根据其工作 和实践经验, 然后利用层次分析法 AHP 原理进行 相关 的计算 。 模 糊度 隶 属度 函数 的确定 方 法分 为模 糊统计 法 、试验统计法、利用简单 的函数形式方法r- s ] 。本 文 采用 第 3种方 法 , 即构 造 简单 隶 属 函数 的 方法 确 定 先将 安 全 评 语 分 为 4个 级 别 安 全 、 较 安 全 、 一 般 、 差 , 并 将 4个 评 语 分 别 对 应 相 应 的 数 字 如 表 1 。在 确定各 个 指标 对 应 的各 因素 的 隶属 函数 时 , 可 以认 为隶属 度是 和分 值成 近似 的线 性关 系 。 人的行为安全 f , 人的因素U 。 l l 机的因NU l l 环境因素 I l 管理因素 生 理 因 素 U. J 维 修 手 段 因 素 U 物 理 环 境 经 济 环 境 f , 3 2 技 术 环 境 f / ∞ 操 作 规 程 因 素 , 组 织 过 程 因 素 图 3 海 洋平 台人 的行 为安全评 价指标体系 人 员 培 训 因 素 表 1评 语 对 应 分 值 用 A、 B、 C、 D表示安全状态从安全到差的各个 ⋯~ 等级, 专家给出的分 数用 z表示 , 则隶属度 函数 可 以用下 面 的分 段 函数表 示 , 即 f 1 9 5 z≤ 1 0 0 一 8 5 z≤9 5 1 { 0 其他 f 9 5一 l 1 0 B 一 x -- 7 0 l 1 5 l 0 C 一 85 9 5 7 0 z≤ 8 5 2 其他 7 O z 85 6 0 z≤7 O 3 其 他 6 0 z 7 0 O ≤ 6 O 4 其 他 实 际评估 时 , 对 于各个 因素编制 检查 表 , 评估 人 员对 于检查 表 中 的各 个 条 目逐 条 检 查 , 然后 根 据 检 查结 果给 出一个 得分 , 并根 据式 1 ~ 4 求 隶属 度 。 当权重集 w 和各因素的隶属度 已知时, 按照模糊 矩阵的乘法运算 , 便得到模糊综合评 价集 B。在实 际评判 中 , 某 些评 价 因素 指 标 又 由多 种子 因素 子 指标 构成 , 使隶属度 的求取存在困难 , 此时可分别 将它们按上述方法进行第 1层评判 , 把评判结果作 为下一层评判中各评判对象的隶属度 , 这就是多层 次 模糊综 合评 价 , 本 文 就属于 这种情 况 [ g ] 。 B一 一 a l , 口 2 , a 3 , a 4 兰 O 一 一 1 一 一 一 一 一 。 r●●●,●●●●●●● 、●●●●●●●●●●【 C ~ C ~ C ~ C ~ ~ ~ B ~ B 、 B ~ 8 ~ A ~ A ~ A ~ A ~ 石油 矿场 机 械 l 1A, l i b, 1 1 c, / l l l D /l l g A, 1 2 B / A 1 2 Cl1 2 D 1 3 A , 1 3 B , 1 3 c I L / 1 3 D 。 , 。 。 f 皂 ’ 芝 ’ £ ’ 2 ] l 2 , 2 B , 2 ㈠ 2 D J 3 皂, 3 1 B~ £’ 2 ’ 2 B ~, ’ 2 3 A ,1 3 3 B~, 。 [二’ 。 2 垒’ 曼, [二’ 2 z A’ 。 曼, 。 £’ 2 3 A’ 。 曼, 。 , 。 2 一 , , u B’ , 4 结果分析 模 糊综 合 评 价结 果 经 进一 步 加工 , 又 可 提供 一 系列的参考综合信息。例如按照最大隶属度原则 取隶属度最大的评价等级 , 就可确定被评价对象 的 最终 等级 。 可以通过系统整体的评判结果对整体维修人因 可靠性水平做出判定, 从而对管理水平得到系统的 了解 ; 也可 以根 据 最底 层 各 因素 U ~U 。 的 安 全 评价结果 , 对其安全水平做出判断, 从而有针对性地 对维修进行管理。例如 经过 比较, U 。 的安全等级 为差 , 说 明公 司管理 环节存 在严 重 的问题 , 需要重 点 加强 相应 管理 , 并制 定 补 救 措施 例 如 制定 规 范 化 的维修工作程序、 规范维修工作卡的使用 、 执行维修 工作单的严格签字制度、 维修工作完成后安排多人 互 检 。 从概率的角度, “ 2人重复检查法” 和“ 3 人重 复 检查法 ” 就 可 以大 幅增 加 系 统 的安 全 性 。设 3个 维 修检查 人员 , 各 人 的可 靠 性 分 别 是 P A 一0 . 8 , P B 一0 . 8 , P C 一0 . 8 ; “ 2 人 重 复检 查 法” 可靠 性 为 P AB ; “ 3人 重 复 检查 法 ” 的可靠 性 为 P AB C 。则 P A B 一P A P B 一 P AB 一 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 9 6 P A B C 一P A P B P C 一 P AB 一 P AC 一P BC P AB C 一 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 80 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 8 0 . 99 2 经 过 以上计 算 , 可 以看 出 P AB 与 P A B C 都 要较 P A 、 P B 及 P C 高 出许 多 , 而且 若 P A 、 P B 、 P C 中有一 项为 1 , 则 P AB 与 P ABC 的值 都 为 1 , 即可靠 性达 到 1 0 0 。应 用上述方法 , 可以使各个维修检查人员 之间相互监 督 、 互相 检查 、 相互 补充 , 使 可靠性 明显 提高 , 大幅减 少 人为 差错 的发生 _ 1 。 5 结语 一 个完整的维修人为因素方案应对人、 机、 任务 和管理 及其 之间 的界 面 进行 持 续 的评 估 , 对 有 潜在 发生可 能或 已发 生的造成 工作 场所事 故 、 事 故征候 、 人员伤亡的不同原因进行识别和研究, 采取预防性 策略, 提供主动 的、 及 时的预 防性教育。ME DA着 眼于甄别 已发生的工作场所事故、 事故征候 、 人员伤 亡致 因, 而本文所 论 述 的基 于 模 糊综 合 评 判 的人 因 安 全性 的评价则 主要 是通过 评估来 发现那 些潜 在 的 不 安全 因素 , 更 侧 重 于预 防而 非事 后 补救 。如果 应 用 得 当将 大 幅减少人 为差错 的产 生 。 参考文献 I- 1 ]苗玉坤 , 赵学 峰. 我 国海 洋石 油装备 现状 及 市场前 景 [ J ] . 石油矿 场机械 , 2 0 1 1 , 4 0 9 2 9 3 3 . 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