根本原因分析的研究——常用根本原因分析工具和方法的比较

徐炜辰

( 香港理工大学工程学院，香港 999077)

0 引言

根本原因分析(Root Cause Analysis)作为事故调查的重要方法，目的是分析和消除事故的根本原因，以及提出改正和预防的措施，防止同类或类似事故再次发生。此外，从长期来看，确定事故的根本原因有助于系统的改善，减少运营、维护的费用，从而降低生产成本。

根本原因分析法多被用于调查生产相关的复杂关键事故或风险，以及重复发生的事故，也包括未遂事故(Near Miss)［1］。根本原因分析的工具和方法较多，了解和选用符合企业情况的合适的根本原因分析工具或方法很重要。因此，对常用的几种根本原因分析的工具和方法进行比较很有必要。

1 根本原因分析的过程

1.1 总则

(1)根本原因分析的目标是寻找技术和管理层面的原因，而不是任何人为失误 (Human Error)。因此，在根本原因分析过程中，不应对任何人员进行追责。

(2)根本原因分析不应只关注事故产生的明显现象，而需要消除、改正根本原因，并确定预防的措施。

(3)对于同一事故，可能存在多个根本原因。

(4)为保证根本原因分析有效地被执行，企业有责任系统、定量地以文件的形式确定并管理其过程。

1.2 根本原因分析的基本过程

执行有效的根本原因分析的9 个基本步骤。如图1 所示。

图1 根本原因分析基本过程

1.2.1 确定事故调查标准

企业有责任在其规章制度中确定根本原因分析法的流程以及正规事故调查标准。以确保正确的事故调查能够被有效地执行。当故障、风险、事故超过了企业设定的正规事故调查标准时，根本原因分析就应该被采用。

正规事故调查标准范例如下:

(1)导致多个损失工时，甚至重大伤亡的事故。

(2)导致计划外的开支(人工、材料、服务费用)超过xxx 元的生产故障。

(3)对安全、健康、环保(Safety，Health，Environment)产生重大影响的事故。

1.2.2 组建调查小组

在执行根本原因分析之前，应该组建一支包括经过培训的根本原因分析调查员、事故相关领域专业人员(企业内或外聘)、维修员或操作员(如适用)的调查小组。

1.2.3 确定问题

根本原因分析的执行质量取决于确定问题的质量。当问题被准确地确定时，根本原因分析才能被成功地执行，一个好的问题陈述应该是简洁易懂的。

1.2.4 收集数据和信息

收集数据和信息的目的是量化和确定事故/故障。环境数据、现场照片、目击者证词(如适用)等都应该被收集并记录。数据和信息收集完成后，对于事故应该有宏观的认识。

1.2.5 确定事件顺序

事故都是由一系列事件产生的。根本原因分析调查员需组织分析收集到的数据、信息，找到事故/故障发生的事件顺序。

1.2.6 确定原因:直接原因和根本原因

在根本原因分析的过程中，使用收集到的数据、信息，建立因果链，确定直接原因和根本原因。直接原因是因果链中的第一项，即直接导致事故/故障的原因。根本原因是事故产生的最基础原因，即消除根本原因就能够避免事故的发生。

1.2.7 确定改正/预防措施

确定根本原因后，需要确认改正/预防措施，以此消除已经确定的根本原因，防止事故的重复发生。

1.2.8 实施

根本原因分析的过程在实施了改正/预防措施后正式结束。根本原因分析调查员应遵循预先制定的时间表完成事故调查。

1.2.9 复查

在根本原因分析过程结束一段时间后，企业应该组织相关人员进行复查，评估改正/预防措施的实施情况，以及其对于事故根本原因的消除所产生的作用。

2 几种常用根本原因分析工具和方法

2.1 五问法(工具)

五问法(5Whys)是一种常见的头脑风暴分析方法［2］。该方法作为最简单的根本原因分析方法，通过反复地提出问题来确定事故的根本原因。五问法的原理是:基于前一个问题的答案，提出问题以获取信息，当得到答案后不能再通过提出问题获取更多信息时，就能够根据此答案确定根本原因。该方法通过建立不断深入的因果关系来确定根本原因，它的有效使用需要基于调查员对于事故/故障的经验。

五问法的简单范例:一个简单的电动机、开关、电池电路。

问题描述:电动机不工作。

第一个为什么:为什么电路中没有电能?

第二个为什么:为什么开关断路?

第三个为什么:为什么开关被腐蚀?

第四个为什么:为什么缺乏保养和维护?

第五个为什么:为什么未预先制订保养和维护计划(根本原因)?

2.2 鱼骨图(工具)

鱼骨图分析法(Fishbone diagram)，又被称为石川图(Ishikawa diagram)，该方法用来合并、总结跨层面的因果关系［3］。鱼骨图法在很多企业中被广泛地使用。根据问题的不同情况，从不同的功能领域进行分析(如人力、环境、材料等)，它能确定所有可能影响事故的潜在过程和因素。其分析流程如图2 所示，鱼骨的头部标示需要调查的问题，鱼骨的每一条分支，则标示不同的层面。

图2 鱼骨图

2.2 变更分析(方法)

变更分析(Change Analysis)是一种多步骤的根本原因方法，该方法主要分析和比较在相同的条件下，发生问题和不发生问题所产生的不同［4］。该方法要求比较两种情况在时间、地点、人员、方式等层面所产生的不同，由此推论出根本原因，即为何产生了不同。

2.4 故障树分析法(方法)

故障树分析法(Fault Tree analysis)是一种定量的从事故结果到原因在工程系统中寻找事故根本原因的方法。该方法在工程设计阶段的使用较为常见，能够有效地寻找根本原因和事故之间的事件关系。事故(或可能发生的事故)在图表的最顶端，被称为“顶上事件”，从上至下地分析与事故有关的原因，这些原因被称为“中间原因”，直至无法从原因中再向下分析出更深层的原因，这些原因称为“根本原因”。故障树分析法中的原因的因果关系通过逻辑门来连接(如“与门”和“或门”等)。这些原因通过逻辑门连接起来之后，能够得到一个像倒置的树的图表，如图3 所示。故障树分析法既可以用于定性分析，又可以用于定量分析。

2.5 事件和因果链(方法)

事件和因果链分析法 (Event and Causal Factor Charting)可用于确定一系列导致事故发生的事件以及其相应的原因［5］。通过将事件和原因清晰地整合在一条时间线上，该方法能够有效地分析调查复杂问题，将复杂的问题中的所有事件从头至尾的逻辑关系明确地展示，并且将事件和其对应原因结合在一起，如图4 所示。

2.6 逻辑树分析法(方法)

逻辑树分析法(Logic Tree Analysis)经常与事件和因果链一起使用，不同商业机构使用的逻辑树分析法名称各有不同，例如，ABS Consulting的根本原因地图(Root Cause Map)。该方法通过收集大量的数据，将事故/故障预先分为不同的种类，每个种类的事故/故障都有各自的预先确定的原因列表，通过对问题的分析讨论，从列表中选择最合适的原因，即为“根本原因”［6］。

3 几种常用根本原因分析工具和方法的比较

3.1 工具和方法的区别

根本原因分析工具和方法的区别在于:根本原因分析工具主要研究分析单一的现象或者情况，而根本原因分析方法则有较为复杂的步骤和过程，能够有效分析解决复杂问题，尤其是多阶段问题。

3.2 工具和方法的比较

上述6 种方法在根本原因分析的过程中较为常用，它们的适用范围及优缺点如表1 所示。

表1 五种常用根本原因分析方法的比较

4 结语

工程系统中产生的事故/故障反映了技术和管理两方面的问题，尽管不能要求在项目管理过程中不产生任何问题，但应该有效开展根本原因分析工作，避免同类问题重复发生。我国的根本原因分析工作在项目管理中开展得较晚，应用也不广泛，与发达国家差距较大。

根本原因分析过程从确定事故调查标准开始，到确定问题，收集数据和信息，确定事件顺序，最后确定直接原因和根本原因，确定和实施改正/预防措施，复查，完整、专业、有效的根本原因分析过程为企业从根本上减轻事故隐患乃至消除事故隐患提供了系统性的帮助。企业根据自身情况，对几种常用的分析工具和方法进行比较并选择合适的工具和方法，能够有效地提高项目的管理效率。

［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