化学品船卸货作业中船载设备的关键性分析

《Future Transportation》：Criticality Analysis of Shipboard Equipment in Chemical Tanker Cargo Discharge Operations

　　

化学品船卸货作业本身具有危险性，这些作业过程中的设备故障可能带来严重的环境、运营和安全风险。据研究人员所知，这是首项专门针对化学品船卸货作业中使用的船载设备确定其关键性水平，并提供可直接应用于实践维护优先级评估的学术研究。利用关键性评估算法（Criticality Assessment Algorithm），根据15位专家的评估对21种设备进行了评价。结果将17种设备归类为A类（非常关键），4种设备归类为B类（关键）。所采用的方法揭示了这一高危作业中设备关键性水平的差异，从而为船载维护优先级排序提供了实践基础。研究结果可作为船舶维护计划优先级排序的重要参考，该方法未来可推广至其他船型和作业情境。

化学品船卸货作业中船载设备的关键性分析——论文解读

化学品船在全球海运中承担着重要角色，其载运的货物具有危险性和高经济价值。卸货作业涉及有毒气体释放、火灾爆炸风险、化学反应以及对人体和环境的潜在危害，是环境与运营风险最高的作业阶段之一。设备故障可能导致严重后果，如航行中断或取消。国际公约如SOLAS、MARPOL、ISM规则等要求对关键设备进行定期维护并记录，港口国监督（PSC）有权对不合规行为进行处罚。因此，识别关键设备并确定维护优先级对保护人员、环境、货物和船舶至关重要。目前，关键性分析已在农业、重工业、石化和航空等领域应用，但在海事领域研究有限，尚无针对化学品船卸货作业设备的关键性分析研究。为此，研究人员采用Afefy提出的关键性评估算法，对化学品船卸货作业中的船载设备进行关键性评估，旨在为实践中的维护优先级排序提供直接可用的依据。

研究人员选取化学品船卸货作业作为研究背景，基于15名经验丰富的船长和大副的专家评估，利用关键性评估算法对21种设备进行评价。该算法考虑设备故障对生产连续性和安全性的影响、备用设备可用性以及设备价值四个准则，计算设备关键性得分（EC），并划分关键性等级。研究结果表明，21种设备中17种被归类为A类（非常关键），4种为B类（关键），没有C类或D类。该研究首次专门针对化学品船卸货作业设备的关键性进行评估，其成果为船舶维护计划优先级排序提供了参考，方法可推广至其他船型和作业情境。论文发表于《Future Transportation》。

在方法方面，研究人员采用Afefy的关键性评估算法，评估准则包括生产影响（P）、安全影响（S）、备用可用性（A）和设备价值（V），权重分别为30%、30%、25%和15%。专家来自土耳其注册的217艘化学品船，通过Raosoft计算最小样本量为15，发放100份问卷，回收16份，有效15份，其中6名船长、9名大副。船长权重1.5，大副权重1.0。计算加权平均分后代入EC公式，并根据阈值划分等级。作为稳健性检验，还进行了等权重分析，并使用Spearman秩相关系数比较排名。

研究结果显示，根据P准则，前五位故障影响生产连续性的设备为：E09（惰性气体发生器）> E01（货油排放阀和货油跌落阀）= E03（货油管线）> E02（货油软管或输油臂）= E04（货油泵）> E11（货油加热循环泵）= E12（货油加热盘管）> E15（98高液位报警设备）= E21（压载管线）。根据S准则，前五位对安全负面影响最大的设备为：E02 = E09 > E01 = E15 > E03 > E06（货油舱压力/真空阀）= E14（95高液位报警设备）> E04。根据A准则，备用可用性得分最高的前五位为：E12 > E09 > E03 > E02 > E16（电子货油监控设备）= E17（船舶装载计算机）。根据V准则，潜在维修或更换成本最高的前五位为：E19（压载水处理系统）> E04 = E09 > E11 > E12 > E16。基于EC值的完整排序为：E09 > E03 > E02 > E04 > E01 > E12 > E11 > E15 > E06 > E19 > E21 > E07 > E14 > E20 = E13 > E16 > E10 > E08 > E17 > E18 > E05。其中前五位为E09、E03、E02、E04、E01；B类设备按EC降序为E08（通风软管）、E17、E18（电子压载水监测设备）、E05（货油舱盖密封垫）。敏感性分析显示，等权重下总排名高度稳定（Spearman ρ=0.996），21种设备中有20种保持相同关键性等级，仅E10从A类（EC=75.2）变为B类（EC=73.7），说明专家加权方案对总体优先级排序影响不大。

讨论部分指出，A类设备占主导地位表明卸货作业中大多数系统一旦故障可能直接影响安全、运营连续性和环境保护，凸显了该作业的高风险性。惰性气体发生器（E09）关键性最高，与SOLAS公约和IMO指南中强调惰化的要求一致。货油管线和软管直接关系货物转移完整性，其泄漏或缺陷可能中断作业并造成环境污染。货油泵和排放阀的高评分反映了运营效率对其功能的依赖。加热系统对保持特定货物流动性和防止结晶至关重要。B类设备关键性较低主要因为更换成本低或有备用设备。值得注意的是，结果中设备集中于高关键性等级，既与作业本身的高风险特性有关，也可能受分类阈值未针对该情境重新校准的影响。该评估应被视为更详细的可靠性和维护分析的前置筛选步骤，EC分数可为检查计划、状态监测、预防性维护规划、备件管理和冗余审查提供参考，但不能直接规定检查间隔或具体维护行动。

结论部分翻译如下：研究人员评估了化学品船卸货作业中设备的关键性，采用Afefy的关键性评估算法，基于15名经验丰富的船长和大副的评估，结果显示21种设备中17种为A类（非常关键），4种为B类（关键），没有C类或D类。这表明该方法即使在高关键性作业情境中也能对设备进行相对区分。研究结果强调在维护计划中确定设备优先级对化学品船安全、不间断运营的重要性，可帮助船舶运营商更有效地分配维护资源和管理运营风险。未来研究可探讨将该方法应用于LPG船、LNG船和散货船等其他船型，以及装卸、压载和洗舱等其他作业阶段。研究存在一定局限性：评估依赖专家判断，未进行专家间一致性分析；准则权重直接取自Afefy框架，未针对化学品船卸货作业重新校准；结果未与历史故障记录等实证运营数据验证；且专家仅来自土耳其，可能限制地理普适性。