จุดประสงค์ของระบบวัดคุมนิรภัยถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการแสดงสภาวะเหตุการณ์อันตรายและดำเนินการไปตามโปรแกรมที่ได้ถูกจัดเตรียมไว้
ทวิช ชูเมือง
ระบบวัดคุมนิรภัย (Safety Instrumented System) เป็นระบบควบคุมที่ประกอบไปด้วยส่วนประกอบหลัก 3 ส่วนคือ อุปกรณ์การวัด (Sensing), ส่วนประมวลผล (Logic Solver) และอุปกรณ์สุดท้าย (Final Element) จุดประสงค์ของระบบวัดคุมนิรภัยถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการแสดงสภาวะเหตุการณ์อันตรายและดำเนินการไปตามโปรแกรมที่ได้ถูกจัดเตรียมไว้ ทั้งในการป้องกันความเป็นอันตรายจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น หรือยับยั้งผลกระทบที่จะเกิดขึ้นตามมา นอกเหนือจากนี้แล้วระบบวัดคุมนิรภัยยังมีส่วนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมกระบวนการผลิต หลังจากที่ได้ติดตั้งเข้าไปในระบบการควบคุม เป็นดังนี้
* ระบบวัดคุมนิรภัยไม่ได้มีผลทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการเพิ่มขึ้น
* ระบบวัดคุมนิรภัยไม่ได้ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของกระบวนการเพิ่มขึ้น
* ระบบวัดคุมนิรภัยสามารถประหยัดรายได้จากการสูญเสียผลิตภัณฑ์ได้
* ระบบวัดคุมนิรภัยสามารถลดค่าใช้จ่ายความเสี่ยง (Risk Cost) ได้
จากผลประโยชน์ที่ได้รับจากระบบวัดคุมนิรภัยดังแสดงไปแล้วข้างต้น จะเห็นได้ว่าผลประโยชน์ที่ได้นั้น จะไม่ได้เกิดขึ้นอย่างชัดเจน แต่จะเป็นผลประโยชน์ที่ได้จากการประเมินและวิเคราะห์เหตุการณ์ต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้น เมื่อกระบวนการผลิตทำงานผ่านไป ซึ่งการวิเคราะห์จะพิจารณาไปในรายละเอียดความสูญเสียที่เกิดขึ้นหลังเหตุการณ์
ดังนั้นในการพิจารณาที่จะนำระบบวัดคุมนิรภัยมาใช้ในกระบวนการผลิตจึงต้องมีการประเมินและวิเคราะห์เหตุการณ์และผลกระทบอย่างละเอียด เพื่อให้การพิจารณาติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยมีความคุ้มค่าทั้งในด้านการใช้งานและค่าใช้จ่ายที่ต้องใช้ไป เนื่องจากระบบวัดคุมนิรภัยจะมีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูงในการจัดหาและใช้งาน เมื่อเทียบกับระบบควบคุมพื้นฐาน
สำหรับในบทความนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดของค่าใช้จ่ายต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบวัดคุมนิรภัยและผลประโยชน์ที่ได้รับจากการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยเข้าไปในระบบการควบคุมกระบวนการผลิต นอกจากนั้นยังมีการแสดงตัวอย่าง การประเมินและการวิเคราะห์เหตุการณ์ด้วยวิธีการต่าง ๆ เพื่อพิจารณาติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยกับค่าใช้จ่ายที่ต้องใช้
ค่าใช้จ่ายความเสี่ยง (Risk Cost)
ความหมายของคำว่า ค่าใช้จ่ายความเสี่ยงโดยปกติจะถูกแสดงอยู่ในรูปความเป็นไปได้ของเหตุการณ์ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในหน่วยของเวลา และผลกระทบที่เกิดขึ้นหลังจากเหตุการณ์จะถูกแสดงอยู่ในรูปค่าใช้จ่าย
ค่าใช้จ่ายความเสี่ยงที่จะเกิดขึ้นจะไม่เกิดขึ้นทุก ๆ ปี แต่จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีเหตุการณ์อันตรายหรืออุบัติเหตุเกิดขึ้นเท่านั้น ซึ่งค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นเฉพาะเหตุการณ์จะมีค่าใช้จ่ายที่สูงมาก สำหรับในการออกแบบกระบวนการผลิตต่าง ๆ ทุก ๆ ส่วนที่เกี่ยวข้องจะใช้ความพยายามอย่างมากเพื่อทำให้ค่าใช้จ่ายความเสี่ยงที่จะเกิดขึ้นต่อเหตุการณ์มีค่าต่ำ ๆ ซึ่งค่าเฉลี่ยของค่าใช้จ่ายความเสี่ยงต่อปีสามารถจะถูกกำหนดขึ้นได้ โดยการหาค่าเฉลี่ยของค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นในหลายเหตุการณ์และในหลายสถานการณ์ ถ้าพิจารณาจากรายละเอียดแล้วจะเห็นได้ว่าถ้ามีการดำเนินการใด ๆ ที่ทำให้โอกาสเกิดเหตุการณ์ลดลง ค่าเฉลี่ยของค่าใช้จ่ายความเสี่ยงก็จะถูกลดลงตามไปด้วย
ตัวอย่างแสดงค่าใช้จ่ายความเสี่ยง
จากการบันทึกของเหตุการณ์อันตรายในหลาย ๆ เหตุการณ์ หลายปีที่ผ่านมา แสดงให้เห็นว่า ในทุก ๆ 15 ปี เครื่องกำเนิดไอน้ำอุตสาหกรรม (Industrial Boiler) จะเกิดอุบัติเหตุขึ้นหนึ่งครั้ง ถ้าเครื่องกำเนิดไอน้ำอุตสาหกรรมนั้นไม่มีการติดตั้งระบบการป้องกันหรือไม่มีระบบวัดคุมนิรภัย เฉลี่ยค่าใช้จ่ายในแต่ละเหตุการณ์ประมาณ 40 ล้านบาท ดังนั้นค่าเฉลี่ยค่าใช้จ่ายความเสี่ยงในแต่ละปีของเครื่องกำเนิดไอน้ำอุตสาหกรรมที่ไม่มีระบบวัดคุมนิรภัยจะเท่ากับ 40/15 = 2.67 ล้านบาทต่อปี
การลดความเสี่ยง (Risk Reduction)
ในการใช้ชีวิตประจำวันจะมีความเสี่ยงต่ออันตรายในทุกการกระทำ ในบางการกระทำอาจจะมีความเสี่ยงสูงกว่าการกระทำอื่น ๆ อาทิเช่น จากสถิติการขับรถยนต์ในอเมริกาในบางพื้นที่ ในระยะทาง 100 ไมล์ จะมีการเสียชีวิตประมาณ 1 ใน 580,000 และโอกาสที่จะเสียชีวิตเนื่องจากแผ่นดินไหวหรือภูเขาไฟระเบิดจะเป็น 1 ใน 11,000,000
ในอุตสาหกรรมกระบวนการผลิตจะมีความเสี่ยงต่อเหตุการณ์อันตรายที่จะเกิดขึ้นหลายรูปแบบในการทำงานของกระบวนการ ในบางครั้งค่าความเสี่ยงสูง ๆ ในกระบวนการไม่เป็นที่ยอมรับ การลดค่าความเสี่ยงลงให้อยู่ในค่าที่ต่ำ จึงถูกกำหนดขึ้นโดยข้อกำหนดจากส่วนต่าง ๆ อาทิเช่น กฎหมาย, การประกันภัย, ข้อกำหนดจากสาธารณชน หรือจากส่วนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง ข้อกำหนดที่เกิดขึ้นจากส่วนต่าง ๆ เหล่านี้จะถูกใช้ในการกำหนด ค่าความเสี่ยงที่ยอมรับได้ (Acceptable Risk) เมื่อมีการลงความเห็นจากการประเมินหรือการวิเคราะห์แล้วว่ามีโอกาสเกิดความเสี่ยงขึ้นได้สูง จะต้องจัดหาวิธีการในการลดความเสี่ยงนี้ลง สามารถแสดงไดอะแกรมได้ดังรูปที่ 1
รูปที่ 1 การลดความเสี่ยง
จากรูปที่ 1 จะแสดงให้เห็นว่า การลดความเสี่ยงต่อเหตุการณ์อันตรายสามารถทำได้หลายวิธี โดยวิธีแรกจะพิจารณาในด้านการออกแบบกระบวนการผลิต เพื่อให้การทำงานของกระบวนการมีความเสี่ยงต่อเหตุการณ์อันตรายมีค่าต่ำ ๆ ต่อจากนั้นก็จะเป็นการออกแบบในส่วนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น การออกแบบอุปกรณ์ต่าง ๆ ในกระบวนการให้ทนต่อสภาวะอันตรายได้ โดยไม่ส่งผลกระทบออกมายังภายนอก เป็นต้น หลังจากนั้นจึงมาพิจารณาการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยเข้าไป เพื่อลดความเสี่ยงให้อยู่ในค่าที่ยอมรับได้
ขณะที่ความเสี่ยงและค่าที่ยอมรับได้นั้นมีความยากในการจำแนกแยกประเภท การลดความเสี่ยงจึงไม่ใช่เรื่องง่าย ๆ ในการพิจารณาโดยปราศจากข้อกำหนดหรือมาตรฐานสากลสำหรับใช้ในการอ้างอิง ดังนั้นหลักการและวิธีการต่าง ๆ ได้ถูกนำเสนอขึ้น ในการกำหนดค่าความเสี่ยงให้อยู่ในค่าที่ยอมรับได้ มาตรฐาน IEC-61508 ได้กำหนด SIL (Safety Integrity Level) หรือค่าระดับความปลอดภัย เพื่อใช้เป็นบรรทัดฐานในการกำหนดความเสี่ยง ในแต่ละกระบวนการสามารถกำหนดค่าระดับความปลอดภัยที่แตกต่างกันไป โดยจะขึ้นอยู่กับผลกระทบที่จะเกิดขึ้นตามมา ดังแสดงได้ดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 ประเภทของการลดความเสี่ยง
ตัวแปรการลดความเสี่ยง (Risk Reduction Factor: RRF)
ตัวแปรการลดความเสี่ยงจะถูกกำหนดได้จากสมการข้างล่างนี้
Risk Reduction Factor = Inherent Risk/Acceptable Risk
Inherent Risk = ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น
Acceptable Risk = ความเสี่ยงที่ยอมรับได้
ระบบวัดคุมนิรภัยจะถูกจัดเตรียมขึ้นเพื่อใช้ในการลดความเสี่ยง หรือใช้ในการแสดงสภาวะอันตรายและดำเนินการตามโปรแกรมที่ถูกจัดเตรียมขึ้น ซึ่งเมื่อติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยเข้าไปในระบบควบคุมกระบวนการผลิตแล้วจะทำให้ค่าความเสี่ยงต่อเหตุการณ์อันตรายของกระบวนการผลิตมีค่าลดลง แต่ถ้าระบบวัดคุมนิรภัยมีความผิดพลาดในการทำงาน ซึ่งจะมีผลในการลดค่าความเสี่ยง
ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญในการวัดความสามารถในการลดความเสี่ยง ในรูปของค่าผิดพลาดในการทำงาน (Probability of Failure on Demand: PFD) อาทิเช่นในกรณีการออกแบบระบบวัดคุมนิรภัยให้มีการทำงานในลักษณะผิดพลาดปลอดภัย (Fail Safe Design) หรือหยุดจ่ายพลังงานในการทำงาน (De-energize to Trip) ซึ่งความผิดพลาดในการทำงานจะเกิดขึ้นเมื่อถึงเวลาในการทำงานแล้วเอาต์พุตยังไม่สามารถหยุดจ่ายพลังงานออกไปได้เป็นผลทำให้เกิดเหตุการณ์อันตรายขึ้นได้ สำหรับการหาค่าตัวแปรการลดความเสี่ยงแสดงได้ดังนี้
RRF = 1 / PFD
RRF เท่าไรที่ต้องการ
เป็นการยากในการประมาณค่าตัวเลขของ RRF ที่ต้องการหรือกำหนดค่าความเสี่ยงที่ยอมรับได้ ในอุตสาหกรรมกระบวนการผลิต โดยไม่มีข้อกำหนดหรือมาตรฐานสากลในการอ้างอิง ในปัจจุบันมาตรฐาน IEC-61508/61511 ได้ถูกรับรองให้นำมาใช้ในการออกแบบระบบวัดคุมนิรภัย ซึ่งมาตรฐานนี้ได้แสดงวิธีการต่าง ๆ ในการวิเคราะห์หรือประเมินความเสี่ยงต่อเหตุการณ์อันตราย และหลายวิธีการที่ถูกนำเสนอขึ้น สำหรับในการเลือกใช้งานนั้นจะขึ้นอยู่กับผู้ใช้งาน โดยสามารถแสดงหลักการต่าง ๆ ได้ดังนี้
วิธีการที่หนึ่ง เป็นหลักการที่ถูกนำเสนอขึ้นตามมาตรฐาน IEC-61508 ที่เรียกว่า กราฟความเสี่ยง (Risk Graph) ตัวอย่างกราฟความเสี่ยงสามารถแสดงได้ดังรูปที่ 2
รูปที่ 2 กราฟความเสี่ยง
ผลลัพธ์ที่ได้จากจะเป็นค่าระดับความปลอดภัยหรือสามารถเปลี่ยนไปเป็นตัวแปรการลดความเสี่ยงได้ ซึ่งจะเป็นตัวแปรที่ต้องการสำหรับฟังก์ชันนิรภัย (Safety Function) ที่ต้องการในระบบวัดคุมนิรภัย สำหรับใช้ในการลดความเสี่ยง
ตัวอย่างการใช้กราฟความเสี่ยง จากตัวแปรต่าง ๆ ดังนี้ จากการประเมินจากผู้เชี่ยวชาญ ประเมินว่าเมื่อมีเหตุการณ์อันตรายเกิดขึ้นจากฟังก์ชันนิรภัยหนึ่งในกระบวนการผลิต อันเนื่องมาจากสาเหตุต่าง ๆ ผลกระทบที่ตามมาจะทำให้มีผู้เสียชีวิต หนึ่งคนและมีการบาดเจ็บหลายคน (C2), ต้องมีผู้ปฏิบัติงานอยู่ในบริเวณนั้นตลอดเวลาเพื่อควบคุมการทำงานของกระบวนการ (F2), ผู้ปฏิบัติงานไม่สามารถหลบหลีกออกจากเหตุการณ์นั้นได้ (P2) และจากการวิเคราะห์สาเหตุพบว่า จะเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นหนึ่งครั้งในระหว่างเวลา หนึ่ง ถึง สิบปี (W2) นำค่าตัวแปรต่าง ๆ ไปใส่ลงในกราฟความเสี่ยงดังแสดงในรูปที่ 3
รูปที่ 3 กราฟความเสี่ยงจากการประเมิน
จากกราฟความเสี่ยงรูปที่ 3 จะเห็นได้ว่าผลลัพธ์ที่ได้เป็นค่าระดับความปลอดภัยที่ SIL 2 แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันนิรภัยนี้ต้องการระบบวัดคุมนิรภัยที่ SIL 2
วิธีการที่สอง เป็นวิธีการที่เรียกว่า Hazard Event Several Matrix สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 4
รูปที่ 4 Hazard Event Several Matrix
จากรูปที่ 4 จะพบว่าถ้าจากการประเมินจากผู้เชี่ยวชาญ ประเมินว่าเมื่อมีเหตุการณ์อันตรายเกิดขึ้นจากฟังก์ชันนิรภัยหนึ่งในกระบวนการผลิต อันเนื่องมาจากสาเหตุต่าง ๆ ผลกระทบที่ตามมาจะไม่ทำให้มีผู้เสียชีวิตหรือมีการบาดเจ็บ (Minor) และจากการวิเคราะห์สาเหตุพบว่า จะเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นบ่อยครั้ง (More Frequent) นำค่าตัวแปรไปใส่ในตารางในรูปที่ 4 จะได้ผลลัพธ์ดังรูปที่ 5
รูปที่ 5 ผลลัพธ์จากการประเมิน
จากตารางในรูปที่ 5 จะเห็นได้ว่าผลลัพธ์ที่ได้เป็นค่าระดับความปลอดภัยที่ SIL 2 แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันนิรภัยนี้ต้องการระบบวัดคุมนิรภัยที่ SIL 2
สำหรับการนำวิธีการที่ 1 และ 2 ไปใช้งานจริงต้องมีการปรับเทียบเพื่อกำหนดค่าระดับความปลอดภัย กับผลกระทบที่จะเกิดขึ้น
วิธีการที่สาม เป็นอีกวิธีหนึ่งที่สามารถนำมาใช้วิเคราะห์ความอันตรายและความเสี่ยงได้ โดยจะเรียกว่า การวิเคราะห์ชั้นการป้องกัน หรือ LOPA (Layer of Protection Analysis) การแสดงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น โดยการแสดงต้นเหตุของเหตุการณ์อันตราย จากนั้น แสดงระบบการป้องกันในแต่ละชั้น และแสดงผลกระทบของเหตุการณ์เมื่อระบบการป้องกันมีความผิดพลาดในการทำงาน สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 6
รูปที่ 6 ไดอะแกรม LOPA
ตัวอย่างการใช้งานไดอะแกรม LOPA โดยการวิเคราะห์ความอันตรายและความเสี่ยงของกระบวนการผลิตดังแสดงในรูปที่ 7
รูปที่ 7 กระบวนผลิตที่ใช้วิเคราะห์ด้วย LOPA
ดังรูปที่ 7 จะเป็นกระบวนการผลิตโพลิเมอร์ โดยในการทำงานจะต้องมีน้ำหล่อเย็นและใบกวนในถังปฏิกิริยาอยู่ตลอดเวลา ถังปฏิกิริยาจะถูกเติมด้วยสารวัตถุดิบ 250 กิโลกรัมและเติมสารปฏิกิริยา A จำนวน 125 กิโลกรัมลงในถัง หลังจากเติมสารต่าง ๆ ครบจำนวนถังจะถูกปิด ใบกวนในถังทำงานเพื่อผสมสารให้เป็นเนื้อเดียวกันและจะเริ่มปล่อยน้ำหล่อเย็นเข้าไปปลอกรอบนอกของถัง ต่อไปจะเริ่มเติมสารปฏิกิริยา B ด้วยอัตราการไหล 0.5 กิโลกรัมต่อนาที และกวนต่อไปจนสารทั้งหมดรวมตัวกัน ก็จะได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ เพื่อส่งต่อไปยังกระบวนการอื่นต่อไป โดยการทำงานของกระบวนการแบบนี้จะทำงานเป็นช่วง ๆ (Batch) ช่วงละ 3 สัปดาห์และจะทำงานจำนวน 3 ช่วงต่อหนึ่งปี
ความอันตรายของกระบวนการผลิตนี้ เกิดขึ้นจากคุณสมบัติของสารปฏิกิริยา A และ B มีความรวดเร็วในการทำปฏิกิริยาและเกิดความร้อนสูงอย่างรวดเร็ว การทำงานที่ปลอดภัยของกระบวนการผลิตนี้ ต้องการน้ำหล่อเย็นที่ถังตลอดเวลา หลังจากผ่านการวิเคราะห์ความเป็นอันตราย จะพบว่าเมื่อขาดน้ำหล่อเย็นจะทำให้เกิดการทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วจนไม่สามารถควบคุมได้ และจะเกิดการระเบิดของถังปฏิกิริยา ฝ่ายความปลอดภัยได้ทำการวิเคราะห์ผลกระทบที่เกิดขึ้นจากการระเบิดของถังปฏิกิริยา สามารถแสดงผลกระทบได้ดังนี้
* เกิดอุบัติเหตุถึงเสียชีวิต 5.64 คน
* เกิดการบาดเจ็บ 13.23 คน
* มูลค่าความเสียหาย 224 ล้านบาท
ระบบการป้องกันที่ได้ถูกจัดเตรียมขึ้นในการป้องกันการระเบิดเนื่องจากปฏิกิริยาต่อเนื่องมีดังนี้
* Rupture Disk โดยการตั้งค่าความดันให้ต่ำกว่าค่าแรงดันสูงสุดที่ถังทนได้
* มีสัญญาณเตือนเมื่อค่าอุณหภูมิสูง, ความดันสูง และอัตราการไหลต่ำ
นอกจากนั้นในช่วงการวิเคราะห์เหตุการณ์อันตรายได้แนะนำให้ทำการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยสำหรับปิดสารปฏิกิริยา เมื่ออุณหภูมิและความดันมีค่าเกินกว่าค่าที่กำหนด
ข้อมูลต่างๆของอุปกรณ์และกระบวนการมีดังนี้
* ปั๊มน้ำหล่อเย็นเกิดความผิดพลาด 1 ครั้งใน 75 ปี
* Rupture Disk ผิดพลาดในการทำงาน 0.0956
* ผู้ปฎิบัติการผิดพลาดต่อสัญญาณเตือน 0.1
โดยทางโรงงานได้มีการกำหนดอัตราความถี่ของเหตุการณ์ที่ไม่ต้องการ อยู่บนพื้นฐานผลกระทบที่จะเกิดขึ้นเป็นดังตารางที่ 2
ตารางที่ 2 แสดงความถี่ของเหตุการณ์ที่ยอมรับได้
ในขั้นตอนแรกกำหนดไดอะแกรม LOPA ในการแสดงรายละเอียดและจำแนกความถี่ของเหตุการณ์อันตรายที่ไม่ต้องการ ไดอะแกรม LOPA สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 8
รูปที่ 8 ไดอะแกรม LOPA ของแผนภาพกระบวนการผลิตรูปที่ 7
จากรูปที่ 8 จะแสดงให้เห็นว่า สาเหตุของเหตุการณ์อันตรายเกิดขึ้น จากไม่มีน้ำหล่อเย็น จากนั้นเริ่มทำการตรวจสอบว่ากระบวนการผลิตทำงานอยู่หรือไม่ ถ้าไม่ทำงานก็จะไม่มีอันตรายเกิดขึ้น ถ้ากระบวนการผลิตทำงานอยู่ ระบบควบคุมพื้นฐานจะส่งสัญญาณเตือนความผิดปกติต่าง ๆ ไปยังผู้ปฏิบัติงาน ถ้าผู้ปฏิบัติงานตอบสนองต่อสัญญาณเตือนอย่างถูกต้องก็จะไม่มีเหตุการณ์อันตรายเกิดขึ้น แต่ถ้าผู้ปฏิบัติงานบกพร่องต่อสัญญาณเตือน ก็จะไปพิจารณาการทำงานของ Rupture Disk ว่ามีความผิดพลาดในการทำงานหรือไม่ ถ้าไม่เหตุการณ์อันตรายก็จะไม่เกิดขึ้น แต่ถ้ามีความผิดพลาดในการทำงานก็จะทำให้เหตุการณ์อันตรายเกิดขึ้น
เนื่องจากขั้นตอนการทำงานของกระบวนการผลิตเป็นแบบไม่ต่อเนื่อง ซึ่งทำให้ความถี่ของเหตุการณ์อันตรายที่ไม่ต้องการมีค่าลดลง ในขณะที่กระบวนการผลิตหยุดทำงานและต้องมีการนำไปพิจารณาในไดอะแกรม LOPA โดยเวลาในการทำงานของกระบวนการผลิตเป็นดังนี้
5 Batch/Year x 3 Week/Batch x 7 Days/Week x 24 Hour = 2,520 Operation Hour/Year
อัตราส่วนการทำงานของกระบวนการ = ชั่วโมงการทำงานของกระบวนการ/ชั่วโมงการทำงานในหนึ่งปี
= 2,520 Operation/8,760 Hour = 0.29
นำค่าต่าง ๆ ที่ได้มาใส่ลงในไดอะแกรม LOPA ได้ดังนี้
จะได้ความถี่ของเหตุการณ์ที่ไม่ต้องการจะเท่ากับ
1/75 Year x 0.29 x 0.1 x 0.0956 = 3.7E-05
จากนั้นต้องมีการหาค่าความถี่ของเหตุการณ์ที่ยอมรับได้จากตารางที่ 2 ที่ถูกกำหนดขึ้นให้ใช้สำหรับโรงงาน โดยเทียบกับความสูญเสียที่จะเกิดขึ้นจากการวิเคราะห์จะเป็นดังนี้
ถ้ามีเหตุการณ์เกิดขึ้นจะมีความสูญเสียหรือบาดเจ็บเท่ากับ 5.64 คน ซึ่งจะอยู่ในกลุ่มของ "Multiple Fatalities Likely" ของส่วนค่าที่ยอมรับได้ จากตารางที่ 2 จะได้ค่าความถี่เหตุการณ์ที่ยอมรับได้จะมีค่าเท่ากับ 1.0E-06 และจะพบว่าเหตุการณ์อันตรายที่จะเกิดขึ้นจากไดอะแกรม LOPA จะมีค่ามากกว่าค่าที่ยอมรับได้ ดังนั้นระบบวัดคุมนิรภัยจึงต้องการสำหรับใช้ในการทำให้ความเสี่ยงมีค่าลดลง PFD ของระบบวัดคุมนิรภัยที่ต้องการสำหรับลดความเสี่ยงให้อยู่ในค่าที่กำหนดจะเป็นดังนี้
PFD = 1.0E-06 / 3.7E-05 = 2.7E-02
และ RRF = 1 / 2.7E-02 = 37
หรืออาจกล่าวได้ว่าต้องการระบบวัดคุมนิรภัยที่ระดับความปลอดภัย SIL 2 ในการลดความเสี่ยงให้อยู่ในค่าที่ต้องการ
ค่าใช้จ่ายของระบบวัดคุมนิรภัย
จากหัวข้อที่ผ่านเป็นการหาค่าระดับความปลอดภัยของระบบวัดคุมนิรภัยที่ต้องการในการลดความเสี่ยงลง ซึ่งการจัดเตรียมระบบวัดคุมนิรภัยที่ระดับความปลอดภัยต่าง ๆ จะมีค่าใช่จ่ายที่แตกต่างกันออกไป สำหรับในหัวข้อนี้จะมาพิจารณาค่าใช้จ่ายในการจัดเตรียมระบบวัดคุมนิรภัยและผลประโยชน์ที่จะได้รับจากการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย สามารถแสดงตัวอย่างได้ดังนี้
ตัวอย่างที่หนึ่ง
วิศวกรทำการพิจารณาที่จะติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยสำหรับการป้องกันปั๊มเสียหาย โดยการเปิดวาล์วด้านขาเข้าของปั๊ม เมื่อมีอัตราการไหลที่ด้านขาเข้าต่ำกว่าที่กำหนด เพราะถ้าปั๊มยังคงทำงานต่อไปจะทำให้ปั๊มเกิดความเสียหาย ซึ่งค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนปั๊มจะมีค่าเท่ากับ 22 ล้านบาทและเหตุการณ์ที่อาจเกิดอัตราการไหลต่ำกว่าที่กำหนดจะมีการเกิดขึ้น 0.15 ครั้งต่อปี
ระบบวัดคุมนิรภัย SIL 1 มีค่าความผิดพลาดในการทำงาน (PFD) เท่ากับ 0.03 และมีค่าใช้จ่ายเท่ากับ 124,000 บาท ถ้ามีการปรับปรุงจาก SIL 1 ไปเป็น SIL 2 จะทำให้มีค่าความผิดพลาดลดลงเท่ากับ 0.008 และระบบวัดคุมนิรภัย SIL 2 มีค่าใช้จ่ายเท่ากับ 156,000 บาท
ในการพิจารณาค่าใช้จ่ายจะพิจารณาเป็น 2 กรณีคือ การติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย SIL 1 และการปรับปรุงไปเป็น SIL 2
ค่าใช้จ่ายที่ไม่มีการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยจะได้เป็น
22 ล้านบาท x 0.15 = 3.3 ล้านบาทต่อปี
ค่าใช้จ่ายเมื่อติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย SIL 1 จะได้เป็น
22 ล้านบาท x 0.15 x 0.03 = 99,000 บาทต่อปี
ค่าใช้จ่ายเมื่อติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย SIL 2 จะได้เป็น
22 ล้านบาท x 0.15 x 0.008 = 26,400 บาทต่อปี
ค่าใช้จ่ายที่เป็นประโยชน์ของแต่ละวิธีจะถูกกำหนดได้จากการคำนวณค่าอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่าย (Benefit-To-Cost) ของแต่ละวิธีการจะได้เป็นดังนี้
ในกรณีติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย SIL 1 จะได้เป็น
ผลประโยชน์ = 3.3 ล้านบาทต่อปี - 99,000 บาทต่อปี = 3.2 ล้านบาท
ค่าใช้จ่ายระบบวัดคุมนิรภัย SIL 1 = 124,000 บาท
ดังนั้นอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายเท่ากับ 3.2 ล้านบาท / 124,000 บาท = 25.8
จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายมีค่ามากกว่าหนึ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีผลประโยชน์กลับคืนมา 25.8 บาทต่อทุก ๆ 1 บาทที่จ่ายออกไป
ต่อไปพิจารณาอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายของการปรับปรุงระบบวัดคุมนิรภัยจาก SIL 1 ไปเป็น SIL 2 โดยการพิจารณาค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นจากการปรับปรุงระบบจะได้เป็นดังนี้
ผลประโยชน์ = 99,000 บาทต่อปี - 26,400 บาทต่อปี = 72,600 บาท
ค่าใช้จ่ายการปรับปรุงระบบวัดคุมนิรภัย = 156,000 - 124,000 บาท = 32,000 บาท
ดังนั้นอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายเท่ากับ 72,000 บาท / 32,000 บาท = 2.25
จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายมีค่ามากกว่าหนึ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีผลประโยชน์กลับคืนมา 2.25 บาทต่อทุก ๆ 1 บาทที่จ่ายออกไป
ตัวอย่างที่สอง
จะทำการพิจารณาค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยในการป้องกันกระบวนการผลิตที่แสดงในรูปที่ 7 โดยการละเว้นระบบการป้องกันอื่น ๆ ที่ได้จัดเตรียมไว้ โดยกำหนดให้ระบบวัดคุมนิรภัยมีค่า RRF = 100 และระบบวัดคุมนิรภัยมีค่าใช้จ่ายเท่ากับ 100,000 บาท
ในการพิจารณาค่าใช้จ่ายจะพิจารณาเมื่อติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย จะได้เป็นดังนี้
ค่าใช้จ่ายที่ไม่มีการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยจะได้เป็น
224 ล้านบาท x 3.7E-05 = 8288 บาทต่อปี
ค่าใช้จ่ายเมื่อติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัยจะได้เป็น
224 ล้านบาท x 3.7E-05 x 1/100 = 82.88 บาทต่อปี
คำนวณค่าอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่าย (Benefit-To-Cost) ของแต่ละวิธีการจะได้เป็นดังนี้
ผลประโยชน์ = 8288 บาทต่อปี - 82.88 บาทต่อปี = 8205 บาท
ค่าใช้จ่ายระบบวัดคุมนิรภัย SIL 1 = 100,000 บาท
ดังนั้นอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายเท่ากับ 8205 บาท/100,000 บาท = 0.08
จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายมีค่าต่ำกว่าหนึ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อพิจารณาด้านค่าใช้จ่ายจะไม่คุ้มค่าในการติดตั้งระบบวัดคุมนิรภัย แต่ในความเป็นจริงแล้วต้องมีการพิจารณาเกี่ยวกับความปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงาน, ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นเนื่องจากการสูญเสียผลิตภัณฑ์ หรืออุปกรณ์เครื่องจักรต่าง ๆ และแม้กระทั้งสิ่งแวดล้อมที่อยู่บริเวณโดยรอบ
จากรายละเอียดที่แสดงไปแล้วทั้งหมด สามารถจะใช้เป็นพื้นฐานเพื่อประกอบในการตัดสินใจในการออกแบบและเลือกใช้ระบบวัดคุมนิรภัย ให้เป็นไปตามมาตรฐานสากลสำหรับป้องกันเหตุการณ์อันตรายที่จะเกิดขึ้นได้
เอกสารอ้างอิง
* ทวิช ชูเมือง, ระบบวัดคุมนิรภัยในอุตสาหกรรมกระบวนการผลิต (Safety Instrumented System in Process industrial) ISBN 974-212-080-3, บริษัท ซีเอ็ด ยูเคชั่น จำกัด (มหาชน) 2548.
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
Thailandindustrycom_official
