根本原因分析的研究——常用根本原因分析工具和方法的比較

徐煒辰

( 香港理工大學(xué)工程學(xué)院，香港 999077)

0 引言

根本原因分析(Root Cause Analysis)作為事故調(diào)查的重要方法，目的是分析和消除事故的根本原因，以及提出改正和預(yù)防的措施，防止同類或類似事故再次發(fā)生。此外，從長期來看，確定事故的根本原因有助于系統(tǒng)的改善，減少運(yùn)營、維護(hù)的費(fèi)用，從而降低生產(chǎn)成本。

根本原因分析法多被用于調(diào)查生產(chǎn)相關(guān)的復(fù)雜關(guān)鍵事故或風(fēng)險(xiǎn)，以及重復(fù)發(fā)生的事故，也包括未遂事故(Near Miss)［1］。根本原因分析的工具和方法較多，了解和選用符合企業(yè)情況的合適的根本原因分析工具或方法很重要。因此，對(duì)常用的幾種根本原因分析的工具和方法進(jìn)行比較很有必要。

1 根本原因分析的過程

1.1 總則

(1)根本原因分析的目標(biāo)是尋找技術(shù)和管理層面的原因，而不是任何人為失誤 (Human Error)。因此，在根本原因分析過程中，不應(yīng)對(duì)任何人員進(jìn)行追責(zé)。

(2)根本原因分析不應(yīng)只關(guān)注事故產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象，而需要消除、改正根本原因，并確定預(yù)防的措施。

(3)對(duì)于同一事故，可能存在多個(gè)根本原因。

(4)為保證根本原因分析有效地被執(zhí)行，企業(yè)有責(zé)任系統(tǒng)、定量地以文件的形式確定并管理其過程。

1.2 根本原因分析的基本過程

執(zhí)行有效的根本原因分析的9 個(gè)基本步驟。如圖1 所示。

圖1 根本原因分析基本過程

1.2.1 確定事故調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)

企業(yè)有責(zé)任在其規(guī)章制度中確定根本原因分析法的流程以及正規(guī)事故調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)。以確保正確的事故調(diào)查能夠被有效地執(zhí)行。當(dāng)故障、風(fēng)險(xiǎn)、事故超過了企業(yè)設(shè)定的正規(guī)事故調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，根本原因分析就應(yīng)該被采用。

正規(guī)事故調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)范例如下:

(1)導(dǎo)致多個(gè)損失工時(shí)，甚至重大傷亡的事故。

(2)導(dǎo)致計(jì)劃外的開支(人工、材料、服務(wù)費(fèi)用)超過xxx 元的生產(chǎn)故障。

(3)對(duì)安全、健康、環(huán)保(Safety，Health，Environment)產(chǎn)生重大影響的事故。

1.2.2 組建調(diào)查小組

在執(zhí)行根本原因分析之前，應(yīng)該組建一支包括經(jīng)過培訓(xùn)的根本原因分析調(diào)查員、事故相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員(企業(yè)內(nèi)或外聘)、維修員或操作員(如適用)的調(diào)查小組。

1.2.3 確定問題

根本原因分析的執(zhí)行質(zhì)量取決于確定問題的質(zhì)量。當(dāng)問題被準(zhǔn)確地確定時(shí)，根本原因分析才能被成功地執(zhí)行，一個(gè)好的問題陳述應(yīng)該是簡潔易懂的。

1.2.4 收集數(shù)據(jù)和信息

收集數(shù)據(jù)和信息的目的是量化和確定事故/故障。環(huán)境數(shù)據(jù)、現(xiàn)場照片、目擊者證詞(如適用)等都應(yīng)該被收集并記錄。數(shù)據(jù)和信息收集完成后，對(duì)于事故應(yīng)該有宏觀的認(rèn)識(shí)。

1.2.5 確定事件順序

事故都是由一系列事件產(chǎn)生的。根本原因分析調(diào)查員需組織分析收集到的數(shù)據(jù)、信息，找到事故/故障發(fā)生的事件順序。

1.2.6 確定原因:直接原因和根本原因

在根本原因分析的過程中，使用收集到的數(shù)據(jù)、信息，建立因果鏈，確定直接原因和根本原因。直接原因是因果鏈中的第一項(xiàng)，即直接導(dǎo)致事故/故障的原因。根本原因是事故產(chǎn)生的最基礎(chǔ)原因，即消除根本原因就能夠避免事故的發(fā)生。

1.2.7 確定改正/預(yù)防措施

確定根本原因后，需要確認(rèn)改正/預(yù)防措施，以此消除已經(jīng)確定的根本原因，防止事故的重復(fù)發(fā)生。

1.2.8 實(shí)施

根本原因分析的過程在實(shí)施了改正/預(yù)防措施后正式結(jié)束。根本原因分析調(diào)查員應(yīng)遵循預(yù)先制定的時(shí)間表完成事故調(diào)查。

1.2.9 復(fù)查

在根本原因分析過程結(jié)束一段時(shí)間后，企業(yè)應(yīng)該組織相關(guān)人員進(jìn)行復(fù)查，評(píng)估改正/預(yù)防措施的實(shí)施情況，以及其對(duì)于事故根本原因的消除所產(chǎn)生的作用。

2 幾種常用根本原因分析工具和方法

2.1 五問法(工具)

五問法(5Whys)是一種常見的頭腦風(fēng)暴分析方法［2］。該方法作為最簡單的根本原因分析方法，通過反復(fù)地提出問題來確定事故的根本原因。五問法的原理是:基于前一個(gè)問題的答案，提出問題以獲取信息，當(dāng)?shù)玫酱鸢负蟛荒茉偻ㄟ^提出問題獲取更多信息時(shí)，就能夠根據(jù)此答案確定根本原因。該方法通過建立不斷深入的因果關(guān)系來確定根本原因，它的有效使用需要基于調(diào)查員對(duì)于事故/故障的經(jīng)驗(yàn)。

五問法的簡單范例:一個(gè)簡單的電動(dòng)機(jī)、開關(guān)、電池電路。

問題描述:電動(dòng)機(jī)不工作。

第一個(gè)為什么:為什么電路中沒有電能?

第二個(gè)為什么:為什么開關(guān)斷路?

第三個(gè)為什么:為什么開關(guān)被腐蝕?

第四個(gè)為什么:為什么缺乏保養(yǎng)和維護(hù)?

第五個(gè)為什么:為什么未預(yù)先制訂保養(yǎng)和維護(hù)計(jì)劃(根本原因)?

2.2 魚骨圖(工具)

魚骨圖分析法(Fishbone diagram)，又被稱為石川圖(Ishikawa diagram)，該方法用來合并、總結(jié)跨層面的因果關(guān)系［3］。魚骨圖法在很多企業(yè)中被廣泛地使用。根據(jù)問題的不同情況，從不同的功能領(lǐng)域進(jìn)行分析(如人力、環(huán)境、材料等)，它能確定所有可能影響事故的潛在過程和因素。其分析流程如圖2 所示，魚骨的頭部標(biāo)示需要調(diào)查的問題，魚骨的每一條分支，則標(biāo)示不同的層面。

圖2 魚骨圖

2.2 變更分析(方法)

變更分析(Change Analysis)是一種多步驟的根本原因方法，該方法主要分析和比較在相同的條件下，發(fā)生問題和不發(fā)生問題所產(chǎn)生的不同［4］。該方法要求比較兩種情況在時(shí)間、地點(diǎn)、人員、方式等層面所產(chǎn)生的不同，由此推論出根本原因，即為何產(chǎn)生了不同。

2.4 故障樹分析法(方法)

故障樹分析法(Fault Tree analysis)是一種定量的從事故結(jié)果到原因在工程系統(tǒng)中尋找事故根本原因的方法。該方法在工程設(shè)計(jì)階段的使用較為常見，能夠有效地尋找根本原因和事故之間的事件關(guān)系。事故(或可能發(fā)生的事故)在圖表的最頂端，被稱為“頂上事件”，從上至下地分析與事故有關(guān)的原因，這些原因被稱為“中間原因”，直至無法從原因中再向下分析出更深層的原因，這些原因稱為“根本原因”。故障樹分析法中的原因的因果關(guān)系通過邏輯門來連接(如“與門”和“或門”等)。這些原因通過邏輯門連接起來之后，能夠得到一個(gè)像倒置的樹的圖表，如圖3 所示。故障樹分析法既可以用于定性分析，又可以用于定量分析。

2.5 事件和因果鏈(方法)

事件和因果鏈分析法 (Event and Causal Factor Charting)可用于確定一系列導(dǎo)致事故發(fā)生的事件以及其相應(yīng)的原因［5］。通過將事件和原因清晰地整合在一條時(shí)間線上，該方法能夠有效地分析調(diào)查復(fù)雜問題，將復(fù)雜的問題中的所有事件從頭至尾的邏輯關(guān)系明確地展示，并且將事件和其對(duì)應(yīng)原因結(jié)合在一起，如圖4 所示。

2.6 邏輯樹分析法(方法)

邏輯樹分析法(Logic Tree Analysis)經(jīng)常與事件和因果鏈一起使用，不同商業(yè)機(jī)構(gòu)使用的邏輯樹分析法名稱各有不同，例如，ABS Consulting的根本原因地圖(Root Cause Map)。該方法通過收集大量的數(shù)據(jù)，將事故/故障預(yù)先分為不同的種類，每個(gè)種類的事故/故障都有各自的預(yù)先確定的原因列表，通過對(duì)問題的分析討論，從列表中選擇最合適的原因，即為“根本原因”［6］。

3 幾種常用根本原因分析工具和方法的比較

3.1 工具和方法的區(qū)別

根本原因分析工具和方法的區(qū)別在于:根本原因分析工具主要研究分析單一的現(xiàn)象或者情況，而根本原因分析方法則有較為復(fù)雜的步驟和過程，能夠有效分析解決復(fù)雜問題，尤其是多階段問題。

3.2 工具和方法的比較

上述6 種方法在根本原因分析的過程中較為常用，它們的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)如表1 所示。

表1 五種常用根本原因分析方法的比較

4 結(jié)語

工程系統(tǒng)中產(chǎn)生的事故/故障反映了技術(shù)和管理兩方面的問題，盡管不能要求在項(xiàng)目管理過程中不產(chǎn)生任何問題，但應(yīng)該有效開展根本原因分析工作，避免同類問題重復(fù)發(fā)生。我國的根本原因分析工作在項(xiàng)目管理中開展得較晚，應(yīng)用也不廣泛，與發(fā)達(dá)國家差距較大。

根本原因分析過程從確定事故調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)開始，到確定問題，收集數(shù)據(jù)和信息，確定事件順序，最后確定直接原因和根本原因，確定和實(shí)施改正/預(yù)防措施，復(fù)查，完整、專業(yè)、有效的根本原因分析過程為企業(yè)從根本上減輕事故隱患乃至消除事故隱患提供了系統(tǒng)性的幫助。企業(yè)根據(jù)自身情況，對(duì)幾種常用的分析工具和方法進(jìn)行比較并選擇合適的工具和方法，能夠有效地提高項(xiàng)目的管理效率。

［1］ The Institute of Asset Management. PAS 55-2:2008 Asset Management ［S］. British Standards Institution，2008.

［2］ D L Gano.Comparison of Common Root Cause Analysis Tools and Methods ［M］ // D L Gano.Apollo Root Cause Analysis:A New Way of Thinking.WA:Apollonian Publications，2007.

［3］ D L Ransom.A Practical Guideline for A Successful Root Cause Failure Analysis ［M］ // J Burnett.Proceedings of the Thirty-Seventh Turbomachinery Symposium.Texas: Turbomachinery Laboratory，2007.

［4］ D Mahto，A Kumar.Application of root cause analysis in improvement of product quality and productivity ［J］.Journal of Industrial Engineering and Management，2008 ，1 (2):16-53.

［5］ North American Electric Reliability Corporation. Cause Analysis Methods for NERC，Regional Entities，and Registered Entities［R］. Atlanta:NERC，2011.

［6］ L N Vanden Heuvel，D K Lorenzo，et al. Root Cause Analysis Handbook:A Guide to Efficient and Effective Incident Investigation ［M］ .3rd ed. Brookfield:Rothstein Associates Inc. ，2008. PMT