原创 | 设备全寿命周期风险管理（二）

（1）从日本福岛核电站事故看寿命周期风险的重要性

日本福岛核电站——43年役龄的设备——第一代不够安全的设计——日本人所惯有的“节省”——地震、海啸——东京电力公司和日本政府不及时与不当的处理——掩盖真相的企业和政府，最后导致危害全球的核事故。

当我们从对遭受地震、海啸重创的日本人民的同情中醒悟过来，引发出很多发人深省的思考。

一台用了几年尚能工作的家用空调，为了减少噪音扰邻，为了节能低碳，我们还要果断的淘汰更新，何况一座用了43年，已经出现过多次意外，而这些危害是巨无霸、无国界，甚至波及全球的，却不果断的淘汰，这到底是什么道理？

日本东京电力公司这种“压榨”式的设备利用和不当的“节省”，其后果不但让成千上万日本人拿出高于其所得“利润”成千上万倍的代价来偿还，而且还要让全世界为之买单。这一切尚未结束，我们的买单时期恐怕五年、十年都不止。

天灾不可料，但人祸却是可以杜绝的，那就看我们人类是否能够共同下决心去杜绝。是否同心同德的为人类社会可持续的幸福而牺牲眼前的，地区的和局部的利益。

当我们在设备前期管理中还在为频频忽视设备的“寿命周期费用”现象而感慨时，一个更深刻、更时髦的创新术语隐隐而现，那就是“寿命周期代价”和“寿命周期风险”。对于安全危害重大的设备、设施，今后我们不仅要关注和评价其寿命周期费用，更要关注和评价其“寿命周期代价”或者“寿命周期风险”。

前文所述，风险等于故障概率和故障后果的乘积。即使是存在很小的概率，如果延长服役其后果十分巨大，风险就变得不能容忍！也就是说，当故障风险超过某一阈值，我们就要果断淘汰这些设备、设施，飞机如此，核电站如此，水坝如此、海上钻井平台也如此，……。

如果说BP公司在墨西哥湾的海底油管爆炸已经给了人类一记重重的耳光，日本福岛的核泄漏简直就是给人类的背后插上狠狠的一刀。

（2）寿命周期风险的三七分割律

按照风险的公式，

R=P×C

其中P代表概率，C代表后果

故障的概率在0-1区间分布，其后果也在0-1区间定义，0即意味着无不良后果，1意味着后果十分严重。风险大小的分级定义区间如表3-6所示。

表3-6 风险级别分布定义

风险值	<0.01	0.01-0.20	0.20-0.50	≥0.50
分级	小	存在风险	风险较大	风险严重

设备故障概率一般表现为浴盆曲线形式。浴盆曲线分为三个阶段，分别代表设备的初始故障期、偶发故障期和耗损故障期。故障后果则随着故障发生后导致的损失大小而定。例如漏油是一种轻微后果，大量漏油可能是较严重后果，天然气泄漏是严重后果，爆炸是更严重后果，核泄漏是十分严重后果。

按照上述定义方式，如果风险值小于0.01，则意味着风险很小，如果超过0.5，则意味着风险巨大，不能容忍。

下面我们给出3/7分割律。

如果故障的概率和后果均接近或者超过0.7则会使得故障风险接近或者超过0.5，即意味着风险变得十分严重。

三七分割律：故障概率和故障后果均超过0.7，风险就变得十分严重，因此我们将控制风险的节点限定为故障概率和故障后果为0.7，此规则我们称为三七分割律。

三七分割十分符合科学的生活自然规律，如煮粥要三分米，七分水；做人要三分为己，七分为人；对朋友要三分认真，七分宽容；对家庭要三分爱，七分责任；看书要三分阅读，七分在鉴赏；喝酒要三分醉，七分清醒等等，不一而足。

表3-7显示了维修模式随着风险变化而变化的情景，不同的风险级别联系着不同的维修策略。

表3-7 不同风险级别对应的维修模式

风险级别	小	中	大	严重
维修模式或者策略	事后维修，健康管理，预防维修	定期预防维修，状态维修，主动维修，赛车式维修	主动维修，全面技术改造，淘汰	全面技术改造，淘汰

从表3-3可以看出，如果风险严重，最好的处理方式是淘汰，即使因为淘汰而导致严重的经济损失，与风险导致的严重危害比较，这种淘汰都是值得的。

由一般常识可知，故障的浴盆曲线是由设备各个总成（部件）的浴盆曲线叠加而成的，如图3-26所示。

图3-26设备浴盆曲线构成

为简化分析，我们假设“核泄露”的后果是常量，则故障风险曲线的变化将随着浴盆曲线的变化而变化。如图3-27所示。

图3-27 常量故障后果情况下的故障后果曲线

由图3-27可以看出，如果故障后果是常量，风险将随着故障概率曲线的变化趋势和乘数效应同步变化。显然，到点T*，风险是可以容忍的，随着时间的推移，风险会越来越大乃至不能容忍。

如果故障后果随时间推移而变化，则风险也会随着故障概率及后果两条曲线的发展趋势而变化，如图3-28所示。

图3-28 变量故障后果的风险曲线变化

下面我们构造了故障后果矩阵如图3-29所示。

由图3-29可见，对于某类设备，漏水、漏油是较低程度的后果，而爆炸与和泄漏则后果变得十分严重。

图3-29 事件的后果矩阵和后果变化曲线

将故障后果矩阵和概率矩阵组合，共同生成故障风险矩阵，则故障的风险分布如图3-30所示。

通过图3-30可以看出，当故障概率和故障后果均低于0.7时，故障风险低于0.49，即不足50%；当高于0.7时，后果急剧加大，迅速超过50%、60%。所以控制风险的概率节点和控制后果的节点定位到0.7是恰当的。这一点与帕累托的80/20分布律有所不同，所以我们称为三七分割律。

图3-30 故障风险分布图

依照三七分割律，对于高风险设备，如飞机、核电站、高速列车、炼化装置、航天飞船等，因为其故障后果十分严重，其最佳的淘汰时期应该是其寿命周期的0.7倍。假如核电站的设计寿命周期为30年，21年是应该考虑的淘汰节点。虽然这样的淘汰会造成一定的经济损失，但可以使得其寿命周期风险大大降低。使用到其寿命周期末端，或者做延寿处理，无疑会大大增加风险。

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