立德管理學院 資源環境學系碩士在職專班暑期論文研討 題目：量化風險評估

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1 立德管理學院 資源環境學系碩士在職專班暑期論文研討 題目：量化風險評估
立德管理學院 資源環境學系碩士在職專班暑期論文研討 題目：量化風險評估 研究生：羅啟榮 2005/08/13

2 Outline 緒論 文獻內容探討 心得與結論

3 一、緒論 美國半導體設備和材料國際組織 (Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI) 於1993 年 訂定半導體製造設備安全指引(SEMI S2-93A)將安全衛生環 保列入規範，1998年訂定風險評估規範 (SEMI S ) 針對製程危害之可能性(表一)與嚴重性(表二)進行風險等級(表三)的鑑別與辨識原則 勞動檢查法第二十六條第一項第五款製造、處置、使用危 險物、有害物達中央主管機關規定數量之工作場所，必須 經過勞動檢查機構審查合格，始可讓勞工在該場所作業

4 表一 美國半導體協會風險評估規範(SEMI S10-1296)之嚴重性等級
表二 美國半導體協會風險評估規範 (SEMI S )之可能性等級 表三 美國半導體協會風險評估規範 (SEMI S )之風險等級

5 作業的風險評估應就其嚴重性(magnitude)、曝露率 (exposure)與可能性(likelihood)建立完整資料，而這些資
料應以量化(quantitative)的項目來描述，同時提供了潛在 風險的客觀評估 一般風險評估如大規模複雜的危害位置或法令要求的特殊 危害物與作業場所(化學工廠、核電廠)，就有可能需要執 行詳細的量化風險評估(require quantitative risk assessments，QRA)；另一類有關行為風險的評估，是 以個人在工作行為、工作場所或工作作業流程進行探討， 則可以使用半定量風險評估方式 本次文獻研讀重點主要探討製造業量化風險評估方法，並 評估其對未來研究之可行性 ，

6 二、文獻探討 文獻-1 研究目的 1. 將SEMI S2-93A (美國半導體設備和材料國際組織)制度施
事件歸列分析 2. 將執行製程安全評估之經驗，結合操作實務經驗，系統化 的辨識製程之潛在危害、預防與應變能力評估，風險等級 判定等，以提昇半導體工廠生產安全與環保需求 3. 建立一套適合製程安全評估執行模式，對未來擴廠或製程 設備變更時有能力及有方向執行後續之製程安全評估工作

7 研究方法 因半導體廠使用到的化學品種類眾多故先用初步危害分 析，將機台危害指數之高低等級篩選是否為高潛在危害等級
，再使用細部製程安全評估危害與可操作分(Hazard And Operability Study, HAZOP)分析結果，了解A 廠風險等級分 布，並了解A 廠機台設備製造年份，分析 SEMI S2-93A 施 行前後之機台，是否有降低風險。 本研究對半導體廠細部製程的嚴重性與可能性做定性分 析，再依據此二項分析做相對風險的定量評估。半導體晶圓 廠之製程體系不同可畫分為五個機台設備主體區域，其分別 為擴散、蝕刻、顯影、薄膜及廠務等五個部門，分別進行風 險等級評估分析。

8 研究方法(續1) 1. 風險分析架構 依工研院環安中心，所發展之化學曝露指數，針對半導體 製程、機台及廠務特性，藉由一種可相互比較和量化的機
台相對危害等級分析方法，即以定量評估來計算各機台之 相對風險，藉此作為風險排序的依據 2. 初步危害分析 本研究利用危險性工作場所化學曝露指數評估法考慮了五 種因子，包括：物質本質危害(立即健康危害/物質火災爆 炸本質危 害)、蒸氣量、通風系統、製程危害、人員/設備 財產曝露等等

9 研究方法(續2) 3. 危害分析工具 製作設計半導體機台相對危害等級分析表，如表四所示 表四 半導體機台相對危害等級分析表

10 研究方法(續3) 4. 分析程序 a. 選擇一個具有潛在火災、爆炸 及毒性物質外洩之機台，辨識 d. 可將毒性物質曝露指數轉換為毒性
出該機台所使用之化學物質中 毒性最高之物質作為評估毒性 物質曝露之物質 b. 根據毒性物質曝露指數所考慮 之五項危害因子，分別評估每 一項因子之危害等級 c. 將評估所得之五項危害等級數 相乘，即可得到毒性物質曝露 指數 d. 可將毒性物質曝露指數轉換為毒性 物質曝露等分別評估每一項因子之 危害等級 e. 將評估所得之五項危害等級數相乘 ，即可得到火災爆炸危害指數；再 將火災爆炸危害指數轉換為火災爆 炸危害等級 f. 取毒性物質曝露等級與火災爆炸危 害等級較高者為機台相對危害等級 g. 可將機台相對危害等級對應出此 機台之危害程度

11 研究分析結果 1.初步危害分析 表五 半導體機台相對危害等級分析表

12 研究分析結果(續1) 表六 半導體晶圓A廠初步危害毒性物質曝露等級評估結果(單位：數目/ %)

13 表八 半導體晶圓A廠初步危害整體評估結果 (單位：數目/ %)
研究分析結果(續2) 表八 半導體晶圓A廠初步危害整體評估結果 (單位：數目/ %) 表九 半導體晶圓A廠1997年至1999年5月意外事故統計

14 研究分析結果(續3) 2. 細部製程分析(危害與可操作分析，HAZOP)  經由初步危害分析篩選出A 廠共32 種類型列為高度危害
 依勞動檢查法第26 條所規範的類型機台經初步危害分析 評定為高度危害之機台進行細部製程分析評估發現，A 廠 12 種機台類型共有268個製程偏離被評定有風險等級，如下表： 表十 A廠細部製程評估被評定有風險等級者

15 3. 用安全指引(SEMIS2-93A)比較半導體製造設備施行前後
研究分析結果(續4) 3. 用安全指引(SEMIS2-93A)比較半導體製造設備施行前後 機台的風險等級 表十一 A廠細部製程評估嚴重性評估結果統計表 表十二 A廠細部製程評估可能性評估結果統計表

16 文獻-2 研究目的 1. 化學工業所帶來的繁榮經濟及充裕物質的同時，卻往往忽 略了意外事件發生時所必須付出的龐大社會成本，層出不
窮的化災事件不斷地發生，卻往往被人們所遺忘，直到重 大災害出現才喚起人們的覺醒 2. 製造業的重心已逐漸由石化業過渡到電子業，而隨著人口 增加的結果，許多新興社區不得不與工業區比鄰而居，這 些趨勢亦造成了許多潛在的工安問題 3. 量化風險評估之結果為進行緊急應變計畫研擬時之重要依 據；亦是潛在危險設施規劃和選址的主要決策工具

17 研究方法 1. 資料蒐集  決定風險值表示法，將潛在之外洩、火災、爆炸等不同類 型之危害取得同一計算基礎
 決定各種基準(criteria)需滿足政府或公司內部的標準規範 ；事業單位自行建立的風險基準(可接受的風險值)及經濟 評估基準等  收集分析所需之資料，一般分為三大類： a. 製程資料(危害辨識) ─ 化學物質資料、製程描述等 b. 環境資料 ─ 土地使用、人口分佈、交通、氣象等 c. 機率數據 ─ 事件統計、設備可靠度統計、失誤率等

18 研究方法(續1) 2. 事件列舉與選擇分析事件  事件列舉是要確認所有的潛在危害都已考慮，其中不具明顯危害者及重複考慮者將被刪除
 選擇分析事件則是進一步將會產生特定事件後果者減少至 合理的數目，以利後續之研究與管理  可以運用失誤樹分析(FTA)來協助列舉事件其具有頻率分析之定量功能 3.潛在危害後果分析  以物理模式來計算危害物之外洩現象、擴散行為及毒性影 響區域，以及易燃物遇火源後之火災/爆炸範圍  以效應模式來計算毒性、熱危害及爆震對人員及設備 之衝擊，並轉換為相同之危害指標  一般而言可以商用套裝軟體來計算危害後果

19 研究方法(續2) 4.潛在危害頻率分析  以事件結果演繹分析其發生原因的失誤樹分析，及以起始事件(initiating event)衍生出各種後果的事件樹分析(event tree analysis, ETA)  共同原因失效(common cause failure, CCF)和人為可靠度 分析(human reliability analysis, HRA)等方法來補充並估 計前兩者中不足的數據 5.環境地理資料整理  氣象資料：主要風速、濕度、氣壓及大氣穩定度  人口資料：以廠區為中心向四面劃分區域，估計每一區域 內白天及晚上的人口數  點火源資料：包括交通運輸道路、電力線、燃燒塔及其他 可能隨時存在之明顯火源，如鍋爐區等

20 研究分析結果 將後果分析、頻率分析與環境地理所得到的資訊與加以 整合，即可得到以下的風險：
1. 個體風險等高線(individual risk contour) 2. 社會風險曲線(societal risk curve or F-N curve) F : 對應各種事件後果發生頻率累加值 N : 死亡數目 3. 可能損失生命值風險 4. 不同事件風險排序(risk ranking)

21 三、心得與結論 產業安全衛生管理與危害風險之鑑別評估，除可參照國外 先進之相關規範，亦須符合我國法律規定
由於本研究之個體實為一化學工業，而欲專注之範圍則屬光電、半導體業；量化風險分析方法提供了CF製程危害 之風險研析的方向與可行性 目前在國內，各事業單位進行危害鑑別及風險評估常使用 的方法為工作安全分析、初步危害分析、失效模式與影響 分析、危害及可操作性分析及假設狀況分析等方法，再配 合風險矩陣或風險因子評估的方式來評估危害發生的風險 。而這些方法各有不同的優缺點及適用的時機，亦是未來 研究之重點

22 【參考文獻】 1. 田效文、鍾宜展、黃國基，「以科學園區某半導體廠為例，分析製造設備用安全指引SEMIS2-93A 施行前後之相對風險比較」，勞工安全衛生研究季刊，第十卷第三期，第 頁，91年9月 2. 易逸波、高振山，化工製程量化風險評估與管理，環安簡訊電子報，第十三期，91年2月，工研院環安中心 3. 中華民國工業安全衛生協會，勞工安全衛生管員訓練教材，第 頁，93年1月