（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院莆田分院 莆田 351100）

二十世紀(jì)50年代末，美國(guó)首次將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論應(yīng)用于軍事武器的研制工作，1981年我國(guó)在安全系統(tǒng)工程理論上引入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論之后，在冶金、機(jī)械、化工、航空、航天等多方面開始應(yīng)用。在起重機(jī)械，尤其是在港口門座式起重機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論仍存在許多不足：一方面缺乏規(guī)范性的起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家并未制定這方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。以往的風(fēng)險(xiǎn)管理多是集中在檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)手段等“檢測(cè)硬件”上的研究，在風(fēng)險(xiǎn)“評(píng)價(jià)理論”方面投入不足；另一方面缺乏對(duì)門座起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論的研究，主要表現(xiàn)在缺乏系統(tǒng)、全面性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及標(biāo)準(zhǔn)[1]。因此，提出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論上取得新成果是一種趨勢(shì)。

1 基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)技術(shù)（RBI）

RBI是近年來國(guó)際上新興的一門學(xué)科，其基本思想是采用系統(tǒng)理論的原理和方法，對(duì)系統(tǒng)中的固有或者潛在風(fēng)險(xiǎn)及其程度進(jìn)行定量分析和評(píng)估，找到薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化檢測(cè)的效率和頻次，降低非計(jì)劃停機(jī)、減少檢測(cè)和維修的費(fèi)用，維持原有的安全保障，提出安全技術(shù)的建議及對(duì)策[2]。

1.1 RBI的定義

RBI定義的風(fēng)險(xiǎn)由兩部分組成，即失效可能性（POF，Probability of Failure)和失效后果（COF，Consequence of Failure)， 風(fēng)險(xiǎn)的表達(dá)式是[3]：

式中：

Ri——某一事故所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)；

Pi——失效可能性；

Ci——失效后果。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作主要包括：準(zhǔn)備、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、開展評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制和編制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)報(bào)告五個(gè)階段。具體流程如圖1所示。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程圖

1.3 灰色模糊綜合處理

灰色模糊集合是一種能夠同時(shí)描述事件的灰色性和模糊性的集合，不但有灰色集合的優(yōu)點(diǎn)，而且有模糊集合的內(nèi)容[4]。

●1.3.1 模部評(píng)價(jià)處理

其次，對(duì)評(píng)語集中的每個(gè)評(píng)語（等級(jí)）賦值，得到賦值列向量為：

最后，利用向量的內(nèi)積運(yùn)算得出等級(jí)參數(shù)評(píng)判的結(jié)果：

●1.3.2 灰部評(píng)價(jià)處理

在一定意義上，灰度是指結(jié)果的“不可信”程度，所以灰度越小越好，也就是說灰度越小表明信息量越充分，得到的評(píng)價(jià)向量中，一般取最小灰度值作為評(píng)價(jià)結(jié)果的灰度。

1.4 起重機(jī)整機(jī)風(fēng)險(xiǎn)值的確定

港口門座起重機(jī)失效可能性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，見表1。

借鑒RBI風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算原理，可以分別確定起重機(jī)的失效總體可能性P以及起重機(jī)失效后果的嚴(yán)重程度C。

則有：

表1 門座起重機(jī)失效可能性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

進(jìn)一步可得門座起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)值R=P×C。

本文應(yīng)用“風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖”顯示起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)的高低，提出了它的表示方法，“風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖”最大的好處就是直觀性，在得出“失效可能性等級(jí)”和“失效后果等級(jí)”之后，就可以落入對(duì)應(yīng)的位置。借鑒這個(gè)方法，在表示門座起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果時(shí)，能夠直接得知風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)結(jié)果，如圖2所示。

圖2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判矩陣

2 舉例應(yīng)用

某港口公司的MQ40—30型港口門座起重機(jī)額定起重量為40t，起吊最大工作幅度30m。在2018年5月，檢驗(yàn)部門對(duì)該起重機(jī)進(jìn)行了年度定期檢驗(yàn)，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大車軌道邊積土嚴(yán)重，大車無法行走，錨定位置驗(yàn)證電氣開關(guān)功能失效，回轉(zhuǎn)連鎖開關(guān)功能失效，按照TSG Q7015—2016《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》，該機(jī)檢驗(yàn)結(jié)論為不合格，要求起重機(jī)使用企業(yè)進(jìn)行整改維護(hù)[5]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)該起重機(jī)主要存在風(fēng)險(xiǎn)的位置是安全裝置部分（錨定位置驗(yàn)證電氣開關(guān)功能失效、回轉(zhuǎn)連鎖開關(guān)功能失效），現(xiàn)運(yùn)用前文所述方法，對(duì)該起重機(jī)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

以該起重機(jī)安全裝置存在最大風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)指標(biāo)為例進(jìn)行說明。安全裝置D28可分為制動(dòng)器E28、超速保護(hù)裝置E29、起升高度限制器E30、起重量限制器E31、力矩限制器E32、抗風(fēng)防滑防傾翻裝置E33、聯(lián)鎖保護(hù)裝置E34、風(fēng)速儀E35、軌道清掃器E36這9個(gè)子指標(biāo)，同時(shí)它們是最底層評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1)建立評(píng)語集。

建立起重機(jī)失效可能性評(píng)價(jià)評(píng)語集為V={很大，大，較大，中等，較小，小，很小}，失效后果嚴(yán)重性評(píng)價(jià)評(píng)語集為W={很嚴(yán)重，嚴(yán)重，較嚴(yán)重，一般，較輕微，輕微，很輕微}；

2)確定權(quán)重集。

運(yùn)用模糊層次分析法，可以在MATLAB中通過編程計(jì)算出E28到E36這9個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值為

3)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)論，對(duì)照指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得評(píng)價(jià)結(jié)論，見表2：

表2 各指標(biāo)評(píng)價(jià)情況

可得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)矩陣：

利用MATLAB進(jìn)行運(yùn)算

由此可得到安全裝置的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)向量，根據(jù)最大隸屬度原則和最小灰度原則，安全裝置以隸屬度0.194和灰度0.0001處于“小”風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。該部分裝置的檢驗(yàn)結(jié)果不符合TSG Q7015—2016《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)要求》的要求，檢驗(yàn)部門在檢驗(yàn)之后，要求該起重機(jī)使用單位對(duì)存在的問題落實(shí)整改，清理完軌道邊積土和軌道清掃器中被卡住的沙土，大車恢復(fù)正常行走，錨定裝置關(guān)系到起重機(jī)的穩(wěn)定性，經(jīng)檢查錨定裝置驗(yàn)證電氣開關(guān)由于經(jīng)常使用導(dǎo)致?lián)p壞功能失效，更換之后可恢復(fù)保護(hù)功能?；剞D(zhuǎn)連鎖開關(guān)也是在更換之后恢復(fù)保護(hù)功能，這些都是容易受損保護(hù)裝置，便于更換。

同理，可得金屬結(jié)構(gòu)D21、司機(jī)室D22、吊具D23、鋼絲繩D24、卷筒D25、電氣系統(tǒng)D26、液壓系統(tǒng)D27的評(píng)價(jià)向量分別為：

然后進(jìn)行四級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)：金屬結(jié)構(gòu)D21、司機(jī)室D22、吊具D23、鋼絲繩D24、卷筒D25、電氣系統(tǒng)D26、液壓系統(tǒng)D27、安全裝置D28這8個(gè)四級(jí)子指標(biāo)都屬于三級(jí)指標(biāo)中的使用C8，根據(jù)前文所述的方法，可以得到三級(jí)指標(biāo)使用C8的評(píng)價(jià)向量為：

同理依次可得到，二級(jí)指標(biāo)設(shè)備指標(biāo)B2的評(píng)價(jià)向量為：

最后得到一級(jí)指標(biāo)起重機(jī)失效可能性A1的評(píng)價(jià)向量為：

起重機(jī)失效后果嚴(yán)重性A2的評(píng)價(jià)向量為：

4）結(jié)果處理。

以 此 類 推，Q=（q1，q2，q3，q4，q5，q6，q7）T=（1，0.8，0.6，0.5，0.4，0.2，0.1）T

運(yùn)用式（2）、式（3）處理，得出整機(jī)失效可能性P=0.319，失效后果C=0.29，相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)R=0.093，對(duì)照風(fēng)險(xiǎn)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可得風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖3，可知該機(jī)屬于較低等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，在整改之后可以繼續(xù)使用。

圖3 門座起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的矩陣表示

3 結(jié)束語

本文運(yùn)用評(píng)價(jià)理論，建立了門座起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，把建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型運(yùn)用到案例起重機(jī)的理論計(jì)算中，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性，能夠更合理的安排檢驗(yàn)維修計(jì)劃，減少非計(jì)劃停機(jī)，改變了傳統(tǒng)的停機(jī)檢驗(yàn)維修帶來大量人工和時(shí)間浪費(fèi)，有效保證了港口門座起重機(jī)的可靠運(yùn)行和提高使用單位的經(jīng)濟(jì)效益。