Risicomanagement; hoe LOPA, Fault Tree Analysis en Markov-ketens elkaar aanvullen

Een orkest van tools: hoe LOPA, Fault Tree Analysis en Markov-ketens elkaar aanvullen in risicomanagement

Door Michelle Liebregts en Enrico Lammers

Stel je een chemische fabriek voor als een complex orkest. Elk systeem, apparaat en protocol werkt samen om een symfonie van veiligheid en efficiëntie te creëren. Een kleine fout in één van deze componenten kan echter leiden tot desastreuze gevolgen. Het analyseren en beheren van risico’s is daarom essentieel in de procesindustrie. Methoden zoals Layer of Protection Analysis (LOPA), Fault Tree Analysis (FTA) en Markov-ketens bieden krachtige hulpmiddelen om risico’s te evalueren en mitigeren. In deze pro6blog beschrijf ik hoe deze methoden elkaar aanvullen en versterken, met praktijkvoorbeelden uit de literatuur.

“Het combineren van LOPA, FTA en Markov-modellen creëert een integraal risicomanagementinstrument waarmee processen veiliger én efficiënter worden.”

Het belang van geïntegreerd risicomanagement

Risicomanagement draait om meer dan het voldoen aan wettelijke eisen. Het gaat om het

Het concept van risicomanagement binnen bedrijven

waarborgen van de veiligheid van werknemers, omwonenden en het milieu, terwijl de operationele efficiëntie wordt behouden. Incidenten zoals de Deepwater Horizon-ramp in 2010 of de explosie in een raffinaderij in Texas City in 2005 tonen aan dat onvolledig risicomanagement verwoestende gevolgen kan hebben. Het selecteren van de juiste analysemethode speelt hierin een cruciale rol.

LOPA: eenvoud met een duidelijke focus

LOPA is een semi-kwantitatieve methode die zich richt op onafhankelijke beschermingslagen, zoals mechanische, procedurele of instrumentele beveiligingen. De kracht van LOPA ligt in zijn (relatieve) eenvoud. Het vereist beperkte inputgegevens en richt zich op het evalueren van risico’s met duidelijke initiërende gebeurtenissen en onafhankelijke beschermingslagen binnen het risicomanagement.

Risicomanagement gaat niet alleen over de gaten in de kaas vinden, maar ook over het voorkomen dat de muis de kaas vindt.

Praktijkvoorbeeld risicomanagement:

Een studie in een ammoniakfabriek beschreef hoe een LOPA-analyse hielp bij het bepalen of de bestaande ventilatiesystemen voldoende waren om gasophoping te voorkomen na een klepprobleem. Hoewel LOPA een gestructureerde aanpak bood, was de methode niet in staat om complexe interacties tussen meerdere faalmechanismen te analyseren.

Fault Tree Analysis: diepgaande oorzaak-gevolganalyse

Waar LOPA tekortschiet bij complexiteit, biedt FTA uitkomst. Deze top-down methode analyseert de keten van gebeurtenissen die kunnen leiden tot een ongewenst gevolg. De logische structuur met “AND”- en “OR”-poorten maakt het mogelijk om interacties tussen oorzaken te visualiseren.

Praktijkvoorbeeld risicomanagement:

In een petrochemische fabriek werd een FTA uitgevoerd om een explosie te analyseren. Uit de analyse bleek dat zowel een defecte gasdetector als falende ventilatie moesten samenvallen om het topevenement te veroorzaken. Dit inzicht hielp het management bij het prioriteren van onderhoudsstrategieën. De kracht van FTA ligt in het visualiseren van complexe scenario’s, maar het houdt geen rekening met tijdsafhankelijke factoren zoals slijtage of onderhoudsintervallen.

Markov-ketens: dynamiek en tijd in de mix

Tijdsafhankelijke factoren, zoals de degradatie van bijvoorbeeld opslagtanks en leidingwerk na verloop van tijd, worden effectief gemodelleerd met Markov-ketens. Deze methode simuleert de overgangen tussen verschillende toestanden van een systeem, zoals “veilig,” “kritisch en waargenomen” en “kritisch en niet waargenomen”.

Praktijkvoorbeeld risicomagement:

Een onderzoek in een LNG-terminal gebruikte Markov-modellen om te voorspellen hoe regelmatig onderhoud de kans op kritiek falen kon minimaliseren. Dit resulteerde in een efficiënter onderhoudsschema dat niet alleen de veiligheid verbeterde, maar ook de bedrijfskosten verlaagde.

Hoe de methoden elkaar aanvullen

• Van eenvoudig naar complex:
  LOPA is geschikt als eerste evaluatie-instrument, vooral voor eenvoudige scenario’s. Wanneer afhankelijkheden tussen meerdere oorzaken significant worden, biedt FTA meer inzicht. Markov-ketens worden toegepast wanneer dynamiek en tijdsafhankelijke aspecten cruciaal zijn.
• Dataoverdracht tussen methoden:
  Een LOPA-analyse kan bijvoorbeeld uitwijzen dat een gasdetector niet effectief genoeg is. Deze conclusie kan dienen als input voor een FTA, die onderzoekt hoe het falen van de gasdetector samenwerkt met andere risicofactoren. Vervolgens kunnen Markov-modellen helpen bepalen hoe onderhoudsstrategieën de effectiviteit van de gasdetector in de tijd kunnen verbeteren.
• Praktisch voordeel van integratie:
  Uit literatuuronderzoek blijkt dat het combineren van methoden zoals FTA en Markov-ketens een veelomvattend risicomanagementplan oplevert. Een studie in een kerncentrale toonde bijvoorbeeld aan dat een geïntegreerde aanpak 25% effectievere preventieve maatregelen opleverde dan wanneer slechts één analysemethode werd gebruikt.

De keuze tussen risicomanagement  methoden

Hoewel de verschillende methoden complementair zijn, zijn er scenario’s waarin een duidelijke voorkeur voor één methode bestaat:

• LOPA: Ideaal voor snelle, gestandaardiseerde analyses, zoals bij nieuwe systemen zonder uitgebreide historische data.
• FTA: Perfect voor onderzoek naar faalketens waar meerdere subsystemen betrokken zijn.
• Markov-ketens: Essentieel in processen met een hoge mate van dynamiek, zoals batchproductie, waarbij toestanden continu veranderen.

De juiste volgorde van risicomanagement

Hedendaags is het gebruikelijk om eerst een HAZOP te doen alvorens er wordt gekeken naar risico evaluatie methoden zoals LOPA, FTA en Markov-ketens. Dit resulteert vaak in een HAZOP met een hoop aanbevelingen, waardoor men door de bomen het bos niet meer ziet. 

Het uitvoeren van een What-If studie, gevolgd door een LOPA en aansluitend een HAZOP, biedt aanzienlijke voordelen in risicobeheer en procesveiligheid. Door eerst een What-If studie uit te voeren, kunnen de belangrijkste risico’s in een vroeg stadium worden geïdentificeerd, wat helpt om de focus te leggen op de meest kritieke gevaren. Vervolgens kan LOPA worden toegepast om de effectiviteit van bestaande beschermingslagen te kwantificeren, zodat alleen de noodzakelijke veiligheidsmaatregelen worden geïmplementeerd. Ten slotte wordt de HAZOP gebruikt om operationele problemen en gevaren verder te analyseren. Doordat de belangrijkste risico’s al zijn aangepakt in de vorige fasen, zullen er minder aanbevelingen voortkomen. 

Dit gestroomlijnde proces leidt tot efficiënter risicomanagement, met minder overbodige aanbevelingen en een beter gefundeerde set van acties voor risicoreductie.

Conclusie: het geheel is meer dan de som der delen

Het combineren van LOPA, FTA en Markov-ketens levert diepgaand inzicht en beter risicomanagement. Door methoden slim op elkaar af te stemmen en op het juiste moment in te zetten, wordt risicobeheersing efficiënter en effectiever.

Bij pro6com helpen we bedrijven bij het kiezen en toepassen van de juiste combinatie van tools ten behoeve van jullie risicomanagement. Of je nu een eenvoudige LOPA nodig hebt of een geïntegreerde aanpak met FTA en Markov-ketens, wij bieden oplossingen die zijn afgestemd op jouw unieke processen.

Neem contact met ons op en ontdek hoe we jouw processen veiliger en efficiënter maken met een geïntegreerde aanpak.