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Keywords:

  • risk quantification;
  • maintenance optimization;
  • risk informed decision support system

Abstract

Quantitative risk assessment is methodology based on calculating probabilities and frequencies of sequential events using Boolean algebra, and it is normally used to perform safety assessments for complex interacting systems. Although quantitative risk assessment has been commonly used in aerospace and nuclear industries, it can also be used for quantifying economic risk and for estimating possibilities of potential production losses in a petrochemical or a manufacturing plant. In developing quantitative risk assessment models for petrochemical plants, component failures as well as human (operator) errors are taken into consideration in developing the plant's fault-tree logic, in which is used to predict probabilities of future plant upsets. This paper shows how the quantitative risk assessment can be used to rank the economic importance of the production units in a refinery for prioritizing maintenance activities. In addition, two case studies are compared to demonstrate how a quantitative risk assessment model can be used as an invaluable tool in process design optimization. The quantitative risk assessment methodology developed in this work relates production losses to the performance of the major components and the process design. This application of the quantitative risk assessment provides a basis for the risk-informed decision-making and optimizing allocation of plant resources in support of plant operation and maintenance activities.

L'évaluation quantitative des risques est une méthodologie qui repose sur le calcul des probabilités et des fréquences d'événements séquentiels au moyen de l'algèbre booléenne, qui sert normalement à effectuer des évaluations de sécurité pour des systèmes d'interaction complexes. Bien que l'évaluation quantitative des risques soit communément utilisée dans les industries aérospatiale et nucléaire, elle peut également servir à la quantification du risque économique et à l'estimation des possibilités de pertes de production potentielles dans une usine pétrochimique ou manufacturière. Dans la mise au point de modèles d'évaluation quantitative des risques pour des usines pétrochimiques, les défaillances des composantes ainsi que les erreurs humaines (opérateur) sont prises en considération dans une logique de type arbre de défaillances afin de prédire les probabilités des futures installations d'usines. On montre dans cet article comment l'évaluation quantitative des risques peut servir à évaluer l'importance économique des unités de production dans une raffinerie pour classer les opérations de maintenance d'après les priorités. En outre, deux études de cas sont comparées pour démontrer comment un modèle d'évaluation quantitative des risques peut être utile dans l'optimisation de la conception de procédés. La méthodologie d'évaluation quantitative des risques élaborée dans ce travail rend compte des pertes de production pour la performance des principales composantes et la conception de procédés. Cette application de l'évaluation quantitative des risques fournit une base pour la prise de décisions qui tient compte des risques et l'optimisation de l'allocation des ressources d'usine en soutien au fonctionnement de l'usine et aux activités de maintenance.