保護層の分析

防護層分析（LOPA）は、化学プロセスプラントなどのシステムに関連するハザード、リスク、および防護層を評価するための手法です。複雑さと厳密さの観点から、LOPAはハザード・オペレーションズ・スタディ（HAZOP）などの定性的な手法と、フォルトツリーやイベントツリーなどの定量的な手法の中間に位置します。^{[ 1 ]} LOPAは、最大のリスクをもたらすシナリオを特定し、そのリスクを軽減する方法を検討するのに役立ちます。

導入

LOPAは、リスク評価手法の一つであり、起因事象の発生頻度、独立保護層（IPL）、および事象の結果をルールを用いて評価します。LOPAは、リスクの潜在的な結果に対して利用可能な対策を特定することを目的としています。IPLとは、シナリオの拡大を防ぐデバイス、システム、またはアクションです。IPLの有効性は、要求時故障確率（PFD）によって0から1の範囲で定量化されます。^{[ 2 ]} IPLは他の保護層から独立しており、その機能は検証可能である必要があります。^{[ 3 ]}

LOPAは1990年代に化学プロセス産業で開発されましたが、より幅広い応用が見られています。^{[ 4 ]}機能安全において、LOPAは計装保護機能に安全度水準を割り当てるためによく用いられます。プロセスプラントの解析においてこれが用いられる場合、LOPAは通常、先行するHAZOPの結果を活用します。^{[ 1 ]} LOPAはHAZOPを補完するものであり、シナリオの詳細な2次解析を生成することができます。この解析は、故障事象や安全対策の観点からHAZOPの知見に異議を唱えるために使用できます。^{[ 3 ]}

プロセスプラントにおける保護層

プロセスプラントの安全保護システムは、通常8つの層で構成されています。^{[ 2 ]}


保護層	保護対策	例	セーフガード
レイヤー1	プロセス設計	標準に準拠した設計、本質的に安全な設計
レイヤー2	基本的な操作	プロセス制御、プロセスアラーム（黄色）、オペレータ監視
レイヤー3	重大な警報	プロセスアラーム（赤）、オペレータ介入	予防的安全策
レイヤー4	自動アクション	SIS、シャットダウン、緊急シャットダウン（ESD）
レイヤー5	物理的な保護	安全弁、火災およびガスシステム
レイヤー6	物理的な保護	ファイアウォール、堤防（ローカル封じ込め）	緩和策
レイヤー7	プラントの緊急対応	緊急		レイヤー8	コミュニティ緊急対応	警告、避難、緊急サービス

LOPAは、IPLによって中断されない場合、プロセス逸脱がどのように危険な事象につながるかを判断するために使用されます。^{[ 2 ]}

LOPA手順

LOPAは、「一つの原因と一つの結果」のペアに基づいて実施されるリスク評価です。LOPAリスク評価の手順は以下のとおりです。^{[ 4 ]}

リスクマトリックスを使用して結果を特定する
リスクマトリックス上の許容/非許容領域に基づいて、リスク許容基準（RTC）を定義します。
関連する事故シナリオ（例：機械的または人的故障）を定義する
リスクマトリックスを使用して、起因イベントの頻度を決定する
条件を特定し、オンデマンド障害の確率（PFD）を推定する
軽減されない結果の頻度を推定する
IPLを特定し、それぞれのPFDを推定する
軽減された結果の頻度を決定する
追加の IPL の必要性を評価します。

頻度と結果に関するリスクマトリックスの例^{[ 2 ]}
			結果
評判への影響			無視できる	限界	致命的	壊滅的な
費用（目安）			10万ドル	100万ドル	1,000万ドル	5,000万ドル以上
頻度	あり得ない	1/100/年	低い	中くらい	中くらい	深刻な
	リモート	1/50/年	低い	中くらい	中くらい	深刻な
	時々	1/10/年	低い	中くらい	深刻な	高い
	おそらく	1/2/年	中くらい	深刻な	高い	高い
	頻繁	1/2/年	中くらい	深刻な	高い	高い

その他の用途

LOPA方法論はプロセス産業で始まりましたが、この手法は他の分野でも使用できます。^{[ 4 ]}

一般的なデザイン
変化の管理
施設立地リスク
機械的健全性プログラム
事件調査
定量化リスク評価（QRA）のスクリーニングツール

参照

参考文献

^ ^a ^b CCPS (2001).保護層分析：簡易プロセスリスクアセスメント. ニューヨーク：アメリカ化学工学会. ISBN 978-0-816-90811-0。
^ ^a ^b ^c ^d Willey, Ronald J. (2014). 「保護層解析」 . Procedia Engineering . 84 : 12–22 . doi : 10.1016/j.proeng.2014.10.405 .
^ ^a ^b Mokhatab, Saeid; Poe, William A.; Mak, John Y. (2019).天然ガス輸送・処理ハンドブック原理と実践編（第4版）. Cambridge, Mass. and Oxford: Gulf Professional Publishing . pp. 517– 518. ISBN 978-0-12-815817-3。
^ ^a ^b ^c Kingsley, John (2017年7月11日). 「LOPAまたは保護層分析」 . LinkedIn . 2023年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年9月4日閲覧。

[:0-1] CCPS (2001).保護層分析：簡易プロセスリスクアセスメント. ニューヨーク：アメリカ化学工学会. ISBN 978-0-816-90811-0。

[:1-2] Willey, Ronald J. (2014). 「保護層解析」 . Procedia Engineering . 84 : 12–22 . doi : 10.1016/j.proeng.2014.10.405 .

[:2-3] Mokhatab, Saeid; Poe, William A.; Mak, John Y. (2019).天然ガス輸送・処理ハンドブック原理と実践編（第4版）. Cambridge, Mass. and Oxford: Gulf Professional Publishing . pp. 517– 518. ISBN 978-0-12-815817-3。

[:3-4] Kingsley, John (2017年7月11日). 「LOPAまたは保護層分析」 . LinkedIn . 2023年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年9月4日閲覧。

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]