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    国产QRA分析软件超越之路

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    发表于 2022-5-31 13:58:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

    安全风险分析软件在工业软件中的定位
    提到工业软件,首先想到的是设计类工业软件,如:CAD、CAE、PLM等,及生产制造类工业软件,如:PLC、DCS、MES,还有业务管理类工业软件,如:ERP、安全管理软件等。
    而风险分析及评价软件(PHA软件),是服务于工业设计及工业业务管理的一种极其细分的工业软件,其中的关系路线如下:
    工业设计->安全设计->风险分析
    安全管理->风险管理->风险分析
    比如HAZOP、LOPA、SIL这些科学的风险分析方法,可以在设计阶段,更好的识别设计缺陷,提前采取措施,降低设计缺陷带来的安全风险,主要分析对象是CAD所设计出来的P&ID图纸。也可以运用在生产运营阶段,用于识别和评估在役装置的安全风险和隐患,提出改进建议措施,为企业安全生产管理和安全体系建设提供决策保障,使设计和运营阶段更安全。
    比如QRA定量分析方法,大量用于土地规划、工程项目总体规划、安全设计及安全现状评估等领域,是目前国际上最先进的定量风险评价方法。QRA可以进行安全防护距离确定、控制室爆炸影响评估、社会风险与个人风险评估、危化品爆炸/有毒物质扩散计算、泄漏风险控制、应急响应规划等评估,可以指导设计、辅助HAZOP/LOPA分析过程中风险发生可能性和严重度的定量计算,也可以构建企业应急预案的事故场景,辅助于安全应急管理。
    从工业软件的复杂程度层面分析来看:
    设计类的工业软件,是工业软件中技术含量较高的一种,因为他们自身的构成,分别是令人望而生畏的数学、物理、计算机和工程经验。这四大技术图谱,形成了深不可测的技术鸿沟。这对于任何一个工业软件企业,十年发展的沉淀,那还只是开始。
    业务管理类工业软件,属于工业软件中技术含量相对来说较低的一种,这类软件绝大部分是表单及流程管理的功能。
    风险分析类工业软件,复杂程度介于设计类和业务管理类之间,因为高端的风险分析工具,也会用到数学上的复杂算法和工程经验及工程数据库,比如马尔科夫模型、高斯模型等,这样才能确保计算的准确度和软件结果的可信度。
    工业安全风险分析软件的业务场景
    随着化学工业、石油化工和制药化学工业等的不断发展,人类使用的危险化学品的品种、数量也在迅速地增加。在化学品的生产、经营、储存、运输、使用以及废弃物处置的过程中,都可能产生危险化学品事故,造成人员伤亡、财产毁损、生态环境污染。
    各国政府纷纷制定有关法规、标准来加强危险化学品的管理,包括科学的对危险化学品进行安全评价,从而控制其产生的威胁。由于我国近年来经济的发展,随之而来的各种工业安全事故对我国现有的安全形势提出了更高的要求,因此风险分析与安全评价作为安全管理工作中必不可少的一部分,也取得了较大、较快的进展。国内目前常用的安全风险分析方法有HAZOP、LOPA、SIL、QRA、BowTie、FTA、ETA、FMEA、RCA等系统性、科学性较强的方法。
    为了提高风险分析的工作效率,风险分析软件工具被广泛得以使用。据笔者10余年期间对国内外顶尖风险分析软件工具的研究分析,目前在世界上具有代表性的主流风险分析有如下5款,分别为:国外的Sphera公司的PHA-Pro及Stature、Exida公司的exSILentia、DNV公司的Phast&Safeti和歌略软件公司的国产RiskCloud风险分析软件。
    下面对这五款软件进行分别介绍
    01

    在PHA分析领域,PHA-Pro由于其自定义风险分析方法的核心技术优势,持续领先全球30年,具有不可撼动的地位。
    大部分大型化工企业都有自己特色的风险分析模板,而企业不希望去改变自己的模板,来适应其他的PHA软件,那么就需要PHA软件能够根据企业自己的制度,来配置符合企业自身特点的模板。如果要实现这些自定义的功能,就需要自定义风险分析方法的技术。
    02

    Stature为PHAPro的企业级版本,二者本质上拥有同样的HDM核心技术引擎,PHAPro为桌面版软件,Stature为网页版软件,Stature主要面向全球大型化工企业,目前全球石油和化工500强的客户,比如BASF、科思创、Honeywell、雪佛龙、Dow等大部分都是Stature的用户。
    03

    而在SIL验证/功能安全领域,由Exida公司所开发的exSILentia分析软件凭借着其强大的仪表证书数据库和数十年的开发经验,根据IEC 61508/61511标准,可实现基于马尔可夫算法的SIF回路的SIL计算功能,exSILentia在该领域同样有着不可替代的地位。
    04

    而在量化风险评估QRA领域,近三十年来,世界范围内发生了许多震惊世界的火灾、爆炸、有毒物质的泄漏事故造成人员严重伤亡和巨大的财产损失,促使各国政府、议会立法或颁布规定,促进了 QRA 技术的应用和发展。DNV 的 Safeti 软件也随着得到广泛的认同和使用。
    1981年,Safeti(Software for the Assessment of Flammable Explosion and Toxic Impact) 软件第一代正式面世。并在随后的科学技术发展及规范的改进中不断提升,至今经过40年的发展和工程实践,并在世界上绝大多数的石油化工公司、研究机构、咨询机构、高校得到了广发的认同和应用。
    05

    而国产工业安全风险分析软件品牌的骄傲,细分领域的隐形冠军——RiskCloud风险云,由上海歌略软件科技有限公司研发,经过十余年的积累沉淀,在PHA方面,RiskCloud具备了PHA-Pro及Stature的自定义分析方法技术、在SIL验证方面,拥有比肩exSILentia的精准Markov(马尔可夫模型)计算结果,QRA计算方面,拥有比肩领先QRA软件的丰富功能和精准计算结果,集这4款世界级领先软件功能为一身,打破了国外工业安全风险分析软件的垄断地位,摆脱了对进口软件的依赖,让中国的工业企业,在安全风险分析计算领域,终于可以不被老外“卡脖子”,为为推动国产核心工业软件自主可控贡献了一份力量。
    由于RiskCloud突破了Stature的HDM技术,并且做到了Stature未实现的兼容多种浏览器的特点,为此得到Sphera资深专家对RiskCloud的青睐。


    五款软件对比
    下图为这5款软件的主要核心技术指标的对比介绍,从多个角度进行分析。

    注:PHA-Pro、Stature、exSILentia及Phast&Safeti在其专注的领域内,已经极其优秀,有着庞大的客户群体及影响力,笔者做此对比是让用户从不从的角度来了解各款产品的特色。
    结  语
    在过去的十年,一些涉及重要计算的工业安全风险分析软件几乎被国外产品所占领,没有了他们很难找到同等水平的替代品。随着近些年国家对工业软件发展的大力支持,国产工业安全风险分析软件也进入了迅速发展的阶段,已经可以针对国外产品逐步进行国产化替代,大部分用户也逐渐的认可并接受。
    相信在国家的大力支持和我们的持续努力下,我国工业软件会持续蓬勃发展,越做越强。
    如需更多了解我们请关注我们公众号。
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