اولویت‏بندی ریسک‌های ساخت سکوهای نفتی با استفاده از روش تصمیم‏گیری TOPSIS فازی: مطالعه موردی، سکوی نفتی P4

مقاله‏‏ پژوهشی‏‏

فصلنامه‏‏ انسان‏‏ و‏‏ محیط‏‏ زیست،‏‏ شماره‏‏ 62،‏‏ پاییز‏‏ 1401،‏‏ صص‏‏ 299-311

اولویت‏بندی ریسک‌های ساخت سکوهای نفتی با استفاده از روش تصمیم‏گیری TOPSIS فازی: مطالعه موردی، سکوی نفتی P4

آرمین میانجی[1]

فرهاد خام چین مقدم[2] ^*

f.khamchin@gmail.com

سیدناصر باشی ازغدی[3]

تاریخ‏‏ دریافت:‏‏ 29/1/1399‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ ‏‏ تاریخ‏‏ پذیرش:‏‏ 12/7/1399

چکیده

زمینه و هدف: پروژه‏های سازه‏های دریایی، به ویژه ساخت سکوهای نفتی، بدلیل وجود عواملی همچون گستردگی منابع و عدم قطعیت‏های فراوان‏، با ریسک‏ها و مخاطرات متعددی در مراحل مختلف طراحی، ساخت، نصب و بهره‏برداری مواجه هستند. شناسایی و ارزیابی این ریسک‏ها به عنوان یکی از مهمترین اقدامات در فرآیند مدیریت ریسک، نقش بسیار مهمی در برنامه‏ریزی بهتر این پروژه‏ها توسط مدیران خواهد داشت.

روش بررسی: در این پژوهش جهت مدیریت ریسک پروژه سکوهای نفتی، ابتدا تمامی ریسک‏های محتمل در حوزه‏های مهندسی، اجرایی، محیط زیست و پدافند غیر عامل به صورت کتابخانه‏ای شناسایی و از بین آن‏ها تعداد 26 ریسک طبق نظر کارشناسان به عنوان ریسک‏های مهم و موثر بر پروژه مورد مطالعه شناسایی گردید. در نهایت، جهت ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک‏ها، از مدل‌های تصمیم‌گیری چند معیاره در محیط ریاضیات فازی استفاده شد.

یافته‌ها: در همین راستا، به دنبال تنظیم پرسشنامه، جهت آزمون فرضیه‏های تحقیق و با تکیه بر نظرات کارشناسان، ریسک‏های شناسایی شده با استفاده از مدل TOPSIS در محیط فازی رتبه‌بندی گردید.

بحث و نتیجه‌گیری: بررسی رتبه‌‌های حاصل، نشان می‏دهد که گزینه طراحی نادرست به علت نقص در مطالعات ژئوتکنیک در حوزه مهندسی، گزینه توقف عملیات اجرایی ناشی از عدم تامین مصالح و تجهیزات لازم به علت تحریم در حوزه اجرایی، گزینه آتش‏سوزی و انفجار در حوزه پدافند غیرعامل و گزینه آلودگی آب دریا در حوزه محیط زیست به عنوان مهمترین ریسک‏های اثرگذار در هر یک از چهار حوزه بر پروژه مورد مطالعه به شمار می‏روند.

واژگان‏‏ کلیدی:‏‏ مدیریت ریسک، سکوی نفتی، تصمیم‏گیری چند معیاره، فازی، TOPSIS

Human‏‏ and‏‏ Environment,‏‏ No.‏‏ 62,‏‏ Autumn‏‏ 2022,‏‏ pp.‏‏ 299-311

Prioritizing the risks of Oil Platforms Construction Using Fuzzy TOPSIS Decision-Making Method: A Case Study, oil platform P4

Armin Mianji [4]

Farhad Khamchin Moghaddam [5]^*

f.khamchin@gmail.com

Seyed Naser Bashi Azghdi [6]

Abstract                                                                

Background and Objective: Marine Structures projects, especially the construction of oil platforms, are faced with numerous risks in different stages of design, construction and exploitation, due to factors such as the extent of resources and Uncertainties. Identification and assessment of these risks as one of the most important measures in the risk management process, will have a significant role in better planning of these projects by managers.

Method: In this study, in order to manage the risk of oil platforms project, first, all possible risks in the fields of engineering, executive, environment and passive defense were identified in a library form, and among them,  according to experts’ opinions, 26 risks Were identified as important and effective risks on the project. Finally, to assess and prioritize the risks, multi-criteria decision-making models were used in the fuzzy mathematics environment.

Findings: In this regard, after setting the questionnaire to test the hypotheses of the research, relying on experts’ opinions, identified risks were ranked by TOPSIS model in fuzzy environment.

Discussion and Conclusions: Survey of the resulting rankings shows that the option of incorrect design due to defect in geotechnical studies in the field of engineering,  the option of stopping executive operations due to lack of supply of providing necessary materials and equipment due to the sanctions in the Executive field, the option of arson and explosion in the field of passive defense and the option of sea water pollution in the field of environment as the most important risks affecting in each of the four areas of the project are studied.

Keyword: Risk management, Multi-Criteria Decision-Making, Fuzzy TOPSIS

مقدمه

طرح‏های عمرانی، همواره دارای چهار زمینه اصلی می‌باشند که شامل مطالعه اولیه، طراحی، اجرا و نگهداری است. عدم مدیریت صحیح در هر کدام از این مراحل، باعث به هدر رفتن سرمایه‌های عظیم ملی می‌گردد، اما آن چه که امروزه بیشتر اتفاق می‌افتد و با خسارات سنگین همراه است، عدم توجه به مراحل اول و سوم، یعنی مرحله مطالعه اولیه و مرحله اجرا است. بسیاری از پروژه‌ها با توجه به مطالعات اولیه‌ی غلط و تعریف ناصحیح از مسأله، قادر به برآورده نمودن اهداف طرح نبوده و از بهره‌وری مطلوب برخوردار نمی‌باشند. در پروژه‌های عمرانی، یکی از اساسی‌ترین مباحث در مطالعات اولیه‌ی طرح، مسأله‏ی مدیریت ریسک است. در مدیریت پروژه‌های سازه‌های دریایی، به ویژه ساخت سکوهای نفتی نیز، به دلیل وجود عواملی همچون گستردگی منابع، عدم قطعیت‌های فراوان و تبعات اقتصادی، سیاسی، فرهنگی و اجتماعی ناشی از شکست پروژه، مدیریت ریسک از اهمیت بالایی برخوردار است.

در سال‏های اخیر، به منظور اجرای هرچه بهتر پروژه‏ها، استانداردهای متنوعی در حوزه دانش مدیریت پروژه تدوین شده که در جدول 1 به برخی از معروف‏ترین آنها اشاره شده است. این استانداردها شامل مجموعه ابزارها و الزاماتی هستند برای هدایت موفق‏تر پروژه‏ها به سوی اهداف مورد نظر مدیران، که بکارگیری آنها، سازمان پروژه را به یک نظام هماهنگ تبدیل می‏کند.

جدول 1 – استانداردهای مدیریت پروژه (1)

Table 1. Standard Management Project

در بین استانداردهای فوق، PMBOK[7] معروف‏ترین و پرکاربردترین استاندارد، در زمینه مدیریت پروژه می‏باشد، که توسط انجمن مدیریت پروژه آمریکا  (PMI[8]) تهیه و منتشر شده است. این استاندارد شامل 9 حوزه دانش مدیریت پروژه می‏باشد، که از بین آن‏ها 4 حوزه مدیریت محدوده، مدیریت زمان، مدیریت کیفیت و مدیریت هزینه پروژه به عنوان حوزه‏های اصلی در نظر گرفته می‏شوند. از مهم‏ترین حوزه‏های پشتیبان، حوزه مدیریت ریسک است (1).

به طور کلی در هر پروژه‏، وجود ریسک‏های منفی (تهدیدات) موجب عدم دستیابی به اهداف طرح (مانند کیفیت، هزینه، زمان) خواهد شد و از کارایی پروژه‏ها می‏کاهد. لذا، نیاز به مدیریت ریسک در پروژه امری اجتناب ناپذیر است (2).

مدیریت ریسک طبق استاندارد PMBOK، مجموعه فرآیندها و  تکنیک‏های مورد نیاز برای شناسایی، تجزیه و تحلیل و واکنش مناسب در بخورد با ریسک‏های پروژه در جهت کاهش احتمال و شدت ریسک‏های منفی و نیز بهره‏برداری هرچه بهتر از ریسکهای مثبت می‏باشد (3). فرآیند مدیریت ریسک، نگرشی نظام‏مند و پیشگیرانه است در راستای کنترل پروژه و کاهش عدم قطعیت‏ها که در انواع پروژه‏ها کاربرد دارد. هر یک از مراحل فرایند‏ مدیریت ریسک، باید تا حد ممکن، کامل و بی‏نقص انجام شده و در تکرار‏های بعدی، دقیق‏تر صورت گیرد (4). این مراحل عبارتند از:

1- برنامه ریزی مدیریت ریسک:

برنامه ریزی مدیریت ریسک، فرآیند اتخاذ تصمیم و تدوین برنامه مدیریت ریسک و روش اجرای آن می‏باشدکه در آن، ورودی‌هایی مانند عوامل محیطی بنگاه، دارایی‌های فرآیندی سازمان، بیانیه محدوده پروژه و نیز برنامه مدیریت کلی پروژه مورد نیاز است. در حالت کلی، این فرآیند برای تمامی پروژه‌ها، به صورت یکسان برنامه‌ریزی می‌گردد (5).

2- شناسایی ریسک:

پرسش اولیه و اساسی در مدیریت ریسک این است که کدام ریسک‌ها، بیشترین تأثیر را بر پروژه دارند؟ از این منظر، شناسایی اولیه ریسک‌ها، مهمترین اقدام در مدیریت ریسک محسوب می‌شود. تشکیل تیم مدیریت ریسک در ابتدای پروژه‏، می‌تواند در تسهیل و افزایش کیفیت فرآیند شناسایی ریسک‌ها موثر باشد. در این فرآیند با بکارگیری تکنیک‏های متعددی می‏توان به شناسایی ریسک‏ پروژه‏ها پرداخت، که از آن جمله می‏توان به بازنگری مستندات و تکنیک‏های جمع‏آوری اطلاعات، مثل طوفان ذهنی، تکنیک دلفی[9]، مصاحبه و تکنیک‏های نموداری اشاره کرد (5).

3- آنالیز کیفی ریسک:

آنالیز کیفی شامل روش‏هایی جهت اولویت‏بندی ریسک‏های شناسایی شده برای مراحل بعدی نظیر آنالیز کمی و یا واکنش به ریسک می‏باشد‏. در این فرآیند ریسک‏های شناسایی شده بر مبنای میزان اثرات بالقوه هر یک از آنها بر روی اهداف پروژه اولویت‏بندی می‏گردند (5).

4- آنالیز کمی ریسک:

تجزیه و تحلیل کمی ریسک بر ریسک‏هایی انجام می‏شود که توسط فرآیند تحلیل کیفی ریسک به‏ عنوان موارد اثرگذار بر اهداف پروژه اولویت ‏بندی شده‏اند و به آنها یک رتبه کمی تخصیص خواهد داد (6).

5- برنامه‏ریزی پاسخ به ریسک:

برنامه‏ریزی پاسخ به ریسک، فرآیند انتخاب و تعیین اقدامات لازم برای تسهیل فرصتها و کاهش تهدیدهای احتمالی در رسیدن به اهداف پروژه می‏باشد، که فرآیند آنالیز کمی ریسک را دنبال  می‏کند (3).

6- بازبینی، پایش و کنترل ریسک:

پایش و کنترل ریسک فرآیند مستمر در پی‏گیری ریسک‏های شناسایی شده و آنالیز مجدد ریسک‏های موجود، کنترل   ریسک‏های باقی‏مانده و شناسایی، آنالیز و برنامه‏ریزی ریسک‏های جدید می‏باشد (5).

از آنجا که شناسایی و اولویت‏بندی ریسک‏ها از مهمترین اقدامات در فرآیند مدیریت ریسک به شمار می‏آیند، لذا یکی از روش‏هایی که بدین منظور توسط پژوهشگران مختلف به کار گرفته شده‏، استفاده از مدل‏های تصمیم‏گیری چند معیاره[10] می‏باشد، که به دو دسته عمده مدل‏های چند هدفه[11] به منظور طراحی و مدل‌های چند شاخصه[12] به منظور انتخاب گزینه برتر تقسیم می‏شوند. در حالت کلی، در تعیین گزینه‏های مختلف منظور از معیار، عواملی است که تصمیم‏گیرنده به منظور افزایش مطلوبیت و رضایت خود مد نظر قرار می‏دهد.

این مدل‏ها در گذشته، اغلب مبتنی بر روش‏های تصمیم‏گیری در محیط ریاضیات کلاسیک بوده‏اند، اما با توجه به ابهام و عدم قطعیت ذاتی حاکم بر فضای تصمیم‏گیری‏، استفاده از مدلهای تصمیم‏گیری مبتنی بر تئوری فازی‏، می‏تواند در بر طرف کردن این مشکلات و حداقل کردن محدودیت‏های ریاضیات کلاسیک در حل این مسائل، موثر باشد. از این رو، کاربرد منطق فازی در مدیریت ریسک با استفاده از روش‏های تصمیم‏گیری چند معیاره رو به افزایش بوده و نتایج آن کارایی بهتری را نشان می‏دهد.

لی و همکاران در سال 1994، جهت مدیریت ریسک آب‏های زیرزمینی با استفاده از مدل‏های تصمیم‏گیری فازی، به شناسایی و اولویت‏بندی ریسکهای مهم زیست محیطی در آب زیرزمینی پرداختند (7). مالچوفسکی در سال 2006 کاربرد کمیت‏‏سنج‏های زبانی در مسائل مربوط به آنالیز مناسب اراضی مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) را با استفاده از مدل OWA[13] در محیط ریاضیات فازی مورد بررسی قرارداد (8). سیمونوویچ و ورما در سال 2008 نشان دادند که روش تصمیم‌گیری TOPSIS[14] مدلی کارا در زمینه مدیریت منابع آب به شمار می‏رود (9). آندریک و لو در سال 2016 جهت مدیریت ریسک اجرای پل‏ها با استفاده از مدل AHP[15] فازی به ارزیابی ریسک‏های شناسایی شده پرداختند (10). کافلی و شیکا در سال 2018، به ارائه رویکرد تصمیم‏گیری چند معیاره جهت مدیریت ریسک سیلاب و کنترل رسوب با استفاده از مدل‏های ELECTRE[16]، TOPSIS و SAW[17] پرداخت (11). با گذشت زمان، تکنیک‏ها و فرآیندهای مختلف مدیریت ریسک در صنایع نفت و گاز در بیشتر کشورهای جهان از جمله ایران کاربرد بیشتری پیدا کرد.

آون و وینم در سال 2005 به بررسی نقش معیارهای پذیرش ریسک برای فرآیند ارزیابی و کنترل ریسک‏ها در صنعت نفت و گاز پرداختند (12). دیسموکس در سال 2011 با حمایت دفتر مدیریت انرژی اوشن و مرکز مطالعات انرژی دانشگاه لویزینا، به بررسی ریسک‏های فراساحلی ناشی از تغییرات آب و هوایی و تاثیر آن بر صنعت نفت و گاز در خلیج مکزیک پرداخت (13). حسینی و همکاران در سال 1391، با استفاده از روش FM&EA (آنالیز حالات خطا و آثار آن) به شناسایی و ارزیابی ریسک‏های ایمنی در فاز ساخت سکوهای میدان نفتی رشادت پرداخته و با ارائه راهکارهای مدیریتی و بیان اقدامات اصلاحی به کاهش و یا حذف مخاطرات شناسایی شده پرداختند (14). میردریکوند و همکاران نیز در سال 1390 با استفاده از چک لیست‏ها و الزامات ممیزی سیستم مجوز کار SHELL، به ارزیابی و مقایسه عملکرد سیستم مجوز کار در یک شرکت بهره‌برداری نفت و گاز پرداخته و نشان دادند که این سیستم نسبت به سیستم مجوز کار SHELL در جایگاه خیلی ضعیفی قرار دارد و این امر منجربه افزایش سطوح ریسک در پروژه مورد مطالعه گردیده است (15). پژمان ثانی و همکاران در سال 1393 به منظور ارزیابی ریسک زیست محیطی فعالیت‏های سکوی نفتی ابوذر AB، از روش HAZID استفاده و در آن جنبه‏های مختلف زیست محیطی را مورد مطالعه قرار دادند (16). عسگری و همکاران در سال 1395 به منظور شناسایی و ارزیابی ریسک‏های بخش بالادستی صنعت نفت و گاز، کاربرد دو روش ساختار شکست ریسک (RBS) و تکنیک تصمیم‏گیری TOPSIS را مورد بررسی قرار دادند (17). نوری و همکاران در سال 1398 به ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک‏های محیط زیستی در صنایع نفت و گاز با استفاده از مدل‏های تصمیم‏گیری چند شاخصه مبتنی بر محیط فازی پرداخته و نشان دادند که تولید فاضلاب خانگی به علت عدم وجود سیستم مناسب دفع فاضلاب، بالاترین جنبه زیست‏محیطی را به خود اختصاص داده است (18).

بررسی نتایج حاصل از کاربرد روش‏های متفاوت MCDM در زمینه‏های مختلف مدیریت، حاکی از کارایی بالای آنها در فرآیند  تصمیم‏گیری و مدیریت پروژه می‏باشد. به علت اهمیّت موضوع، در این تحقیق تلاش می‌شود، ریسک‌های مهم پروژه در مراحل مختلف طراحی، ساخت و بهره‏برداری، شناسایی و با استفاده از مدل‌های تصمیم‌گیری چند شاخصه فازی، اولویت‌بندی گردد.

روش بررسی

در این پژوهش، جهت مدیریت ریسک پروژه احداث سکوی نفتی، فرآیندهای شناسایی، ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک، مبتنی بر نظر کارشناسان حوزه نفت و با استفاده از مدل‏های تصمیم‏گیری چند شاخصه (باکلی و تاپسیس) در محیط فازی انجام شده است.

در مرحله شناسایی، ابتدا تمامی شاخص‏ها و ریسک‏های محتمل به صورت میدانی و کتابخانه‏ای شناسایی و پس از آن، توسط خبرگان، اصلاح گردید. در مرحله بعد، جهت ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک‏ها، داده‏ها و اطلاعات لازم با استفاده از دو پرسشنامه گردآوری گردید، که عبارتند از:

1) پرسشنامه فازی مقایسات زوجی

2) پرسشنامه فازی تاپسیس

پرسشنامه مقایسات زوجی به منظور تشکیل ماتریس مقایسات زوجی تهیه می‏گردد و هدف آن مقایسه زوجی شاخص‏ها و تعیین وزن آن‏هاست. پرسشنامه تاپسیس نیز با هدف بدست آوردن ماتریس تصمیم تهیه می‏شود و بیانگر آن است که هر گزینه در مقابل هر معیار، چه ارزشی دارد.

به دنبال طراحی پرسشنامه‏ها و با تکیه بر نظرات خبرگان، ابتدا وزن شاخص‏ها توسط روش باکلی فازی بر مبنای پرسشنامه مقایسات زوجی تعیین و سپس با استفاده از روش تاپسیس فازی و با تکیه بر نتایج پرسشنامه‏های تاپسیس، ریسک‏های مهم پروژه رتبه‏بندی گردید. لازم بذکر است در تحقیق حاضر، عناصر ماتریس‏ها با اعداد فازی مثلثی بصورت زیر بیان می‏شوند.

که در آن l کران پایین، m کران میانی و u کران بالای عدد فازی مثلثی می‏باشند.

روش وزن‏دهی باکلی فازی

نظر به نارسائی‏های نخستین روش AHP فازی، باکلی در سال 1985 روشی جدید را برای فازی سازی تکنیک AHP گسترش داد. این روش به روش میانگین هندسی باکلی فازی (‏AHP فازی بهبود یافته‏) معروف است. در این تکنیک، پس از مقایسه‏ی زوجی معیارها توسط کارشناسان و تشکیل ماتریس مقایسات زوجی با توجه به روش باکلی، میانگین هندسی هر کدام از سطرهای ماتریس مقایسات زوجی توسط رابطه (1) به دست می‏آید. وزن هر کدام از سطر‏های ماتریس مقایسات زوجی  نیز توسط رابطه (3) به دست می‏آید (19).

(1)                                  

(2)                                           

که در این رابطه،   درآیه‏ی سطر  iام و ستون  jام از ماتریس مقایسات زوجی است.

(3)                                      

باید توجه داشت که اگر تعداد معیارها n باشد، ماتریس مقایسات زوجی ماتریسی است با n سطر و n ستون.

روش تصمیم‏گیری TOPSIS فازی

نخستین بار چن در سال 2000 در مقاله ای با عنوان بسط روش TOPSIS به تصمیم‏گیری گروهی در محیط فازی، از تکنیک تاپسیس با رویکرد فازی استفاده کرده است.

برای انجام محاسبات الگوریتم تاپسیس فازی به صورت زیر است:

گام اول: تشکیل ماتریس تصمیم

ماتریس تصمیم به ماتریس ارزیابی m گزینه براساس n معیار گفته می‏شود. در این تکنیک بر اساس هر معیار به هر گزینه، عددی فازی مثلثی اختصاص داده می‏شود. ماتریس تصمیم تکنیک تاپسیس فازی در رابطه 4 ارائه شده است.

(4)                       

گام دوم: نرمال سازی ماتریس تصمیم

اگر هر درآیه ماتریس تصمیم با x و هر درآیه ماتریس نرمال با n نمایش داده شود، در این صورت نرمال سازی برای معیار با جنبه مثبت با استفاده از رابطه (5) و برای معیار با جنبه منفی با استفاده از رابطه (6) انجام می‏شود.

(5)                       

(6)                            

گام سوم: تشکیل ماتریس تصمیم نرمال موزون

بطور کلی در این گام باید ماتریس بی‏مقیاس N به ماتریس بی‌مقیاس موزون V تبدیل شود. وزن هر یک از شاخص‏ها W با طیف زبانی مناسب برای گردآوری داده‏ها استفاده کرد. چن در سال 2000 یک مقیاس زبانی هفت درجه را برای امتیازدهی به هرگزینه براساس هر معیار، پیشنهاد کرد.

طیف هفت درجه پیشنهادی چن در ارزیابی گزینه‏ها برای تکنیک تاپسیس فازی به صورت جدول 2 است (20).

استفاده از تکنیک FAHP، آنتروپی و ... محاسبه می‏شود. برای محاسبه ماتریس نرمال موزون از رابطه (7) استفاده می‏گردد.

(7)                                                     

جدول 2 – الگوی پرسشنامه تاپسیس

Table 2. TOPSIS Questionnaire Template

گام چهارم: تعیین گزینه ایده‏آل

در گام بعد باید ایده‏آل‏های مثبت و منفی محاسبه شود. براساس یک دیدگاه، بزرگترین مقدار برای شاخص‏های مثبت و کوچکترین مقدار برای شاخص‏های منفی، به عنوان راه حل  ایده‏آل مثبت در نظر گرفته می‏شود. برای راه حل ایده‏آل منفی عکس ایده‏آل مثبت در نظر گرفته می‏شود.

گام پنجم: محاسبه فاصله اقلیدسی

فاصله اقلیدسی هر گزینه از ایده‏آل‏های‏ مثبت و منفی بر اساس روابط (8) و (9) محاسبه می‏شود.

(8)                                  

(9)                                

گام ششم: تعیین نزدیکی نسبی گزینه به راه ایده‏آل

از آنجایی که دورترین فاصله از ایده‏آل منفی، لزوما به معنای نزدیک‏ترین فاصله به ایده‏آل نیست، بنابراین از شاخص نزدیکی نسبی بر اساس رابطه (10) استفاده می‏گردد.

(10)                                              

مقدار این شاخص، بین صفر و یک است. هرچه این مقدار به یک نزدیک‏تر باشد، مطلوبیت آن بیشتر خواهد بود (21).

مطالعه موردی

به منظور ارزیابی کارایی مدل ارائه شده، جهت شناسایی و اولویت‏بندی ریسک‏های مهم احداث سکوهای نفتی در مراحل مختلف مطالعات اولیه، ساخت، نصب و بهره‏برداری، در این پژوهش از اطلاعات مربوط به سکوی نفتی P4 واقع در میدان نفتی رشادت ایران استفاده شده است. این میدان نفتی که در 110 کیلومتری جنوب غربی جزیره لاوان قرار گرفته، در سال 1344 خورشیدی کشف و طرح توسعه آن از اواخر دهه 1380 به منظور افزایش تولید نفت آغاز شد. این پروژه شامل یک سکوی سرچاهی اقماری (W0) و یک مجتمع مرکزی سکوها شامل سکوهای (P4 , Q4 , F4 , W4) می‏باشد.

جامعه و نمونه آماری

نمونه آماری پژوهش حاضر را تعداد 20 نفر از خبرگان فعال در زمینه ساخت و نصب سکوهای نفتی‏، متشکل از کارشناسان در رشته‏های مهندسی عمران، مهندسی نفت، ایمنی و بهداشت (HSE)، مهندسی صنایع ‏و مهندسی مکانیک تشکیل می‏دهند. در این پژوهش برای تعیین حجم نمونه آماری، از فرمول کوکران مطابق رابطه (11) استفاده شده است (22).

(11)                                         

که در این رابطه z آمار توزیع نرمال، n حجم نمونه، (N=20) حجم جمعیت آماری، d درجه اطمینان که معمولا برابر 05/0 و p نسبتی از جمعیت دارای صفت معین و q=1-p می‏باشد.

حداقل حجم نمونه آماری در این پژوهش با استفاده از رابطه فوق 19 نفر تعیین گردید که در نهایت حجم نمونه آماری 20 نفر در نظر گرفته شد.

معرفی شاخص‏ها (معیارها)

بر اساس نظر کارشناسان، تعداد 8 شاخص به عنوان معیارهای ارزیابی برای فضای تصمیم‏گیری مسئله مورد بحث تعیین گردید، که عبارتند از: شدت وقوع ریسک، قابلیت کشف ریسک، احتمال وقوع ریسک، تأثیر بر محدوده، تأثیر بر کیفیت، تأثیر بر هزینه، تأثیر بر زمان و فرکانس وقوع ریسک.

معرفی گزینه‏ها (ریسک‏ها)

یکی از مهم‌ترین اهداف تشکیل تیم مدیریت ریسک،  شناسایی اولیه ریسک‌های پروژه و سپس انتخاب مهم‌ترین آن‌ها جهت ورود به فرآیند اولویت‌بندی ریسک‌ها می‌باشد. در این پژوهش، ابتدا تعداد 57 ریسک در حوزه‌های مهندسی، اجرایی، پدافند غیرعامل و محیط زیست، بر مبنای نظرات 20 کارشناس، انتخاب گردید. تیم کارشناسی مدیریت ریسک، با بررسی‌های انجام شده و مطالعه پروژه‌های مشابه، در نهایت، تعداد 26 ریسک را به عنوان ریسک‌های مهم اولیه، به شرح جدول 4 معرفی نمود.

یافته‏های پژوهش

در این پژوهش، پس از شناسایی ریسک‏ها و تکمیل پرسشنامه‏ها توسط خبرگان، به منظور رتبه‏‏بندی ریسک‏ها از مدل TOPSIS در محیط ریاضیات فازی استفاده گردید. به همین منظور، ابتدا، وزن‌ شاخص‌های ارزیابی، توسط روش وزن‏دهی باکلی فازی و بر مبنای داده‏های حاصل از پرسشنامه‏های مقایسات زوجی، مطابق با رابطه (3) محاسبه گردید، که نتایج آن، در جدول 3 قابل مشاهده است. لازم بذکر است، جهت تبدیل مقادیر فازی مثلثی به اعداد قطعی (Crisp)، از روش مرکز ناحیه مطابق رابطه (12) استفاده شده است (23).

(12)                           

پس از تعیین وزن هر شاخص، با تکیه بر پرسشنامه‏های تاپسیس، اهمیت هر گزینه در مقابل هر شاخص، ارزیابی شده و با استفاده از رابطه (4)، ماتریس تصمیم به دست آمده است.

جدول 3 – وزن معیارها به روش باکلی فازی

Table 2. The Weight of the Criteria using Buckley's Fuzzy Method

سپس با استفاده از روابط (5) و (6) ماتریس تصمیم نرمال تشکیل و با ضرب وزن‏های فازی هر یک از شاخص‏ها در آن مطابق رابطه (7)، ماتریس نرمال موزون حاصل گردید.

پس از تعیین ایده‏آل‏های مثبت و منفی، فاصله اقلیدسی هر گزینه بر اساس روابط (8) و (9)‏‏، محاسبه گردید. در نهایت با محاسبه شاخص نزدیکی نسبی، مطابق رابطه (10)، گزینه‏ها بر مبنای این شاخص رتبه‏بندی شدند. در این تحقیق، ریسک‏‏های شناسایی شده ابتدا در هر یک از حوزه‏‏ها به طور مجزا و سپس به صورت جامع با استفاده از روش تاپسیس فازی اولویت‏بندی شدند. جدول 4 رتبه هر کدام از ریسک‏های شناسایی شده را در دو حالت نشان می‏دهد. بررسی نتایج حاصل از رتبه‏بندی گزینه‏ها در هر یک از چهار حوزه بصورت مجزا (ستون A)، حاکی از آن است که ریسک طراحی نادرست به علت نقص در

مطالعات ژئوتکنیک در حوزه مهندسی‏، ریسک توقف عملیات اجرایی ناشی از عدم تامین مصالح و تجهیزات لازم به علت تحریم در حوزه اجرایی، ریسک آتش ‏سوزی و انفجار در حوزه پدآفند غیر عامل و ریسک آلودگی آب دریا در حوزه زیست محیطی به عنوان مهم‏ترین ریسک‏های اثر گذار بر پروژه ساخت سکوی نفتی مورد مطالعه در هر یک از حوزه‏ها به شمار می‏روند.

جدول 4 – رتبه بندی ریسک‏ها (گزینه‏ها) به روش تاپسیس فازی

Table 4. Ranking of Risks (Alternatives) by Fuzzy TOPSIS Method

با توجه به رتبه‏بندی کلیه ریسک‏ها به طور جامع (ستون B)، از میان 26 ریسک شناسایی شده برای پروژه مذکور، مهم‏ترین ریسک‏ها، به ترتیب اولویت، ریسک توقف عملیات اجرایی ناشی از عدم تامین مصالح و تجهیزات لازم به علت تحریم، ریسک خطای حمل و نقل (ساحلی و فراساحلی) و ریسک تاثیرات منفی شرایط نامساعد جوی بر اجرا می‏باشند، که رتبه‏های اول تا سوم را به خود اختصاص داده‏اند. توجه ویژه به این ریسک‏ها می‏تواند راهنمای اولیه مناسب، برای برنامه‏ریزی بهتر مدیریت ریسک و در نتیجه کاهش سطوح ریسک در پروژه‏های ساخت سکوهای نفتی باشد.

در نهایت پس از آنالیز کمی ریسک‏ها، برای یافتن استراتژی‏های پاسخ‏دهی در این تحقیق با استفاده از نظر خبرگان، اقدامات کنترلی و اصلاحی به منظور کاهش مخاطرات شناسایی شده و به حداقل رساندن آنها به شرح ذیل تعیین گردید:

• بکارگیری نیروهای متخصص و مجرب
• تامین تجهیزات انحصاری نظیر دستگاه‏های لایروبی
• استفاده از بیمه‏های تمام خطر نصب
• ارزیابی ریسک و آنالیز پیامد قبل از نصب تجهیزات
• تهیه پلان اجرایی دقیق به همراه کلیه تقدم و تاخرها
• استفاده از ضریب ریسک در استعلام قیمت‏ها
• تشکیل پایگاه موقت مدیریت بحران در حین اجرا
• ارزیابی شاخص‏های اقتصادی، اجتماعی و سیاسی در فاز مطالعاتی و پایش مستمر آن
• رعایت دستورالعمل‏های ایمنی و بهداشت و سلامت
• شناسایی سازمان‏ها و شرکت‏های همسایه به منظور همکاری متقابل در صورت وقوع شرایط اضطراری
• به روز نمودن اطلاعات هواشناسی ( نظیر دما، رطوبت، جهت باد، ارتفاع موج، پیش بینی وضعیت طوفان و شرایط نامساعد جوی و ...)
• آموزش کارکنان با نحوه استفاده از وسایل و تجهیزات اطفاء حریق
• برگزاری دوره‏های آموزشی جهت ارتقاء سطح دانش و آگاهی کارکنان نظیر دوره‏های تخصصی مدیریت و ارزیابی ریسک و ...
• رعایت دستورالعمل مدیریت پسماند
• اجرای دستورالعمل‏های زیست محیطی
• استفاده از بازدارنده‏های مناسب در برابر خوردگی داخلی و خارجی تجهیزات
• تامین تجهیزات مورد نیاز جهت مقابله با آلودگی نفتی اعم از بوم، اسکیمر و ...

نتیجه گیری و پیشنهادات

در حیطه پروژه‏های سازه‏های دریایی، به ویژه احداث سکوهای نفتی، بدلیل استفاده از محاسبات پیشرفته و پیچیده و وجود عدم‏قطعیت‏های فراوان از یک سو، و نیز گستردگی منابع آن‏ها از سوی دیگر، به طور معمول این پروژه‏ها با ریسک‏های متعددی رو به رو می‏شوند. در حالیکه پروژه‏های سکوهای نفتی بدلیل شرایط خاصشان باید از محدوده ریسک کمتری نسبت به سایر پروژه‏های عمرانی برخوردار باشند. لذا، نیاز به انجام مدیریت ریسک در این پروژه‏ها جهت کاهش سطوح ریسک و  بهبود بهره‏برداری از آنها، امری اجتناب ناپذیر می‏باشد.

از آنجا که ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک‏های شناسایی شده، از مهمترین اقدامات در فرآیند مدیریت ریسک پروژه به شمار می‌روند، از اینرو پس از شناسایی ریسک‏های پروژه، ارزیابی و اولویت‏بندی این ریسک‏ها به منظور مدیریت و پاسخ‏دهی مناسب به آنها امری لازم و ضروری است.

تاکنون مطالعات زیادی در زمینه ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک‏های فاز ساخت سکوهای نفتی در حوزه‏های مختلف صورت گرفته است. حسینی و همکاران در سال 1391 به منظور ارزیابی ریسک‏های زیست‏محیطی ساخت سکوهای میدان نفتی رشادت با استفاده از سامانه شاخص‏گزاری و عدد اولویت ریسک نشان ‏دادند که تولید فاضلاب دارای بالاترین میزان ریسک می‏باشد (14). پژمان ثانی و همکاران نیز در سال 1393 به منظور ارزیابی ریسک زیست محیطی فعالیت‏های سکوی نفتی ابوذر AB، از روش HAZID استفاده و در آن جنبه‏های مختلف زیست محیطی را مورد مطالعه قرار دادند و نشان دادند که دود کردن مشعل و خوردگی پایه سکوها به ترتیب مهمترین ریسک‏های زیست محیطی پروژه مورد مطالعه به شمار می‏روند (16). بدل پور و حافظ الکتب نیز در سال 2015 به مدیریت ریسک پروژه‏های EPC در صنعت نفت و گاز مبتنی بر مدل‏های تصمیم‏گیری چند شاخصه در محیط فازی پرداخته و نشان دادند که مهمترین ریسک‏های اثرگزار بر پروژه، ریسک تورم و نوسانات غیر قابل پیش‏بینی قیمت‏ها است (24).

بررسی نتایج حاصل از مطالعات پیشین در زمینه ارزیابی و اولویت‏بندی ریسک‏های فاز ساخت سکوهای نفتی و مطالعه حاضر حاکی از آن است که قضاوت و بینش متخصصان، در نتیجه اولویت‏بندی ریسک‏ها تاثیر زیادی خواهد داشت، به طوری که نوری و همکاران در سال 2010 این موضوع را یکی از چالش‏ها در فرایند ارزیابی مدیریت ریسک معرفی و بکارگیری تکنیک‏های مختلف تصمیم‏گیری را جهت رفع این موضوع توصیه کردند (25).

در این تحقیق رویکردی فازی جهت شناسایی و اولویت‏بندی ریسک‏های مهم پروژه‏های ساخت سکوهای نفتی در حوزه‏های طراحی، اجرا، پدافند غیرعامل و محیط‌زیست، با استفاده از مدل تصمیم‏گیری تاپسیس و بر مبنای استاندارد PMBOK ارائه شد، که نتایج و پیشنهادات زیر را به دنبال خواهد داشت:

1) استفاده از این مدل به دلیل توانایی مد نظر قرار دادن مبادله بین متغیرها و نیز تبدیل متغیرهای زبانی به متغیرهای کمی توصیه می‏شود. از طرفی، با توجه به توانایی مدل ارائه شده در مد نظر قرار دادن نظرات چندین خبره، این مدل سازگاری زیادی با ماهیت برنامه‏ریزی مدیریت ریسک که تصمیم‏گیری گروهی است، را دارا می‏باشد. از این‏رو، مدل ارائه شده جهت اولویت‏بندی ریسک پروژه‏های سکوی نفتی، مدلی کارا به شمار می‏رود.

2) نتایج این تحقیق نشان می‏دهد که مهمترین ریسک‏های اثرگذار بر پروژه مورد مطالعه، ریسک توقف عملیات اجرایی ناشی از عدم تامین مصالح و تجهیزات لازم به علت تحریم، ریسک خطای حمل و نقل و ریسک تاثیرات منفی شرایط نامساعد‏جوی بر اجرا می‏باشند، که فرآیند پاسخگویی به آن‏ها نقش به سزایی در کاهش یا حذف آن‏ها دارد.

3) با توجه به ارزیابی ریسک انجام شده در پروژه ساخت سکوی نفتی P4، مطابق جدول 4، بیشترین آسیب زیست محیطی به طور مستقیم و غیر مستقیم مربوط به ریسک آلودگی آب دریا بوده است.

4) جایگاه گزینه‏ها در رتبه‏بندی جامع حاکی از آن است که از منظر و بینش تیم کارشناسی مدیریت ریسک پروژه مورد مطالعه، ریسک‏های زیست‏ محیطی نسبت به سایر حوزه‏های مورد بررسی، دارای اهمیت کمتری می‏باشند، در حالیکه فعالیت‏های صورت گرفته در این نوع از پروژه‏ها، جزء چالش ‏انگیز‏ترین موارد به لحاظ اثرات مخرب زیست‏محیطی و آلودگی به شمار می‏روند. لذا ضروریست که با شناسایی و ارزیابی ریسک‏های زیست‏محیطی پیش از آغاز عملیات اجرایی، احتمال بروز حادثه و صدمات وارد بر محیط زیست را به حداقل رساند.

5) بر اساس نتایج حاصل از ارزیابی ریسک انجام شده، مطابق با استاندارد PMBOK، با انجام اقدامات کنترلی و استراتژی‏هایی نظیر اجتناب از ریسک (Risk Avoidance)، انتقال ریسک (Risk Transfer)، تقلیل ریسک  (Risk Mitigation) و پذیرش ریسک (Acceptance)، میزان صدمه و آسیب‏پذیری زیست‏محیطی را می‏توان تقلیل داد.

6) محققان در تحقیقات آتی می‏توانند ریسک‏ها را با استفاده از سایر مدل‏های چند شاخصه، ارزیابی و اولویت‏بندی کنند. انتخاب مدل تصمیم‏گیری و نیز مقایسه نتایج رتبه‏بندی با استفاده از مدل‏های مختلف تصمیم‏گیری می‏تواند مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد.

7) انجام این تحقیق برای مدیریت ریسک سایر پروژه‏های ساخت سکوهای نفتی توصیه می‏شود.

منابع

• Olfat, L., Khosravi, F., Jalali, R. (2009). Identification and Prioritization of Project Risk Based on the PMBOK Standard with Fuzzy Approach (Case Study: Non-level Intersection Construction Projects in Bushehr Province), Industrial Management, No. 19.
• Williams, T., (1995). A Classified Bibliography of Recent Research Relating to Project Risk Management. European Journal of Operation Research, 85, 18-38.
• Project Management Institute, (2008). A Guide to the Project Management Body of Knowledge. Project Management Institute Publications, 4^rd Ed, PMI.
• Awadkhah, H., Mohebi, A.H., (1389). Project Risk Management, First Edition, Kian Rayaneh Sabz Publications.
• Mohammadi, A., Jafari, S., (2008). Risk Management in the Implementation of Marine Projects (Based‏ on PMBOK Standard). International Conference on Coastal, Ports and Marine Structures, Vol. 8.
• Touran, A., (2006). Owner Risk Reduction Techniques Using a CM. Construction Management Association of America, CMAA.
• Lee, Y.W., Dahab, M.F., Bogardi, I., (1994). A rule based fuzzy set approach to risk analysis of nitrate contaminated groundwater. Water Science and Technology, 30, 45-52.
• Malczewski, J., (2006). Ordered weighted averaging with fuzzy quantifiers: GIS-based multicriteria use suitability analysis. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 8, 270-277.
• Simonovic, S.P., Verma, R., (2008). A new methodology for water resources multi-criteria decision uncertainty. Physics and Chemistry of the Earth, 33, 322-329.
• Andric, J.M., Lu, D.G., (2016). Risk assessment of bridges under multiple hazards in operation period. Journal of Safety science, 83,80-92.
• Kafle, M.R., Sheyka, N.M., (2018). Multi-Criteria Decision-Making Approach for Flood Risk and Sediment Management in Koshi Alluvial Fan, Nepal. Journal of Water Resource and Protection, 10, 596-619.
• Aven, T., Vinnem, J.E., (2005). On the use of risk acceptance criteria in the Offshore Oil

and Gas Industry. Journal of Reliability Engineering & System Safety, 90, 15-24.

• Dismukes, D.E., (2011). Diversifying Energy Industry Risk in the Gulf of Mexico: Post-2004 Changes in Offshore Oil and Gas Insurance Markets. Washington, DC: Bureau of Ocean Energy Management.
• Hosseini, H., Al-Sadat, D., Toraj, Arjamandi, R., Shirbanpour, I., (2011). Occupational Health and Safety Risk Management in the Construction Phase of Oil Platforms and Providing Management Solutions for Improvement (A Case Study of the Construction Phase of Reshadat Oil Field Platforms), Human and Environment, No. 22.
• Mirdrikund, H., Nasiri, P., Mansouri, N., (2010). Evaluation and Comparison of the Performance of the Work Permit System in an Offshore Oil Platform, Human and Environment, No. 19.
• Pejman Sani, Q., Givechi, S., Jafari, H.R., (2013). Environmental Risk Management of Oil Platform Production Operations (Case Study of Abuzar AB Exploitation Platform of Abuzar marine complex), the First International Conference on HSE in Construction, Mining, Oil and Gas Projects.
• Asgari, M.M., Sadeghi Shahabi, M., Siflo, S., (2015). Identifying and Prioritizing the Risks of Upstream Oil and Gas Projects in Iran using the Risk Breakdown Structure (RBS) Format and the TOPSIS technique, Journal of Economic Research and Policies, No. 78.
• Nouri, H., Chiraghi, M., Islami Baladeh, A.A., (2018). Evaluation and Prioritization of Environmental Risks Based on the Fuzzy Approach and Multi-indicator Decision-Making: A Case Study in an Oil and Gas Exploitation Area, Occupational Health and Safety, No. 3.
• ‏Buckly, J.J., (1985). Fuzzy hierarchical analysis. Fuzzy Sets and Systems, 17, 233-247.
• Chen, C.T., Lin, C.T., Huang, S.F., (2006). A fuzzy approach for supplier evaluation and selection in supply chain management. International Journal of Production Economics, 102, 289-301.
• Chen, C.T., (2000). Extensions of the TOPSIS for group decision-making under fuzzy environment. Fuzzy Sets and Systems, 114, 1-9.
• Cochran, W.G., (1997). Sampling techniques. 3^rd Edition, John Wiley and sons, New York.
• Tsaur, S.H., Chang, T.Y., Yen, C.H., (2002). The evaluation of airline service quality by fuzzy MCDM. Tourism Management, 23, 107-115.
• Badalpur, M., Hafezalkotob, A., (2015). Methodology based on MCDM for risk management in EPC projects: A Case Study of LPG Storage Tanks Construction. Journal of Industrial and Systems Engineering, 8(3), 1-23.
• Nouri, J., Omidvari M., Tehrani, S., (2010). Risk Assessment and Crisis Management in Gas Stations. International Journal of Environmental Research, 4(1), 143-152.

[1]- دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

[2]- استادیار گروه عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران (مسئول مکاتبات)

[3]- استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، موسسه آموزش عالی خاوران، مشهد، ایران.

[4]-PH. D Student Department of Environmental Management, Department of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

[5]- Associate Professor, Department of  Environmental Management, Department of  Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran .*(Corresponding Author)

[6] -Professor of  Environmental Engineering, Department of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

[7] Project Management Body Of Knowledge

[8] Project Management Institute

[9] Delphi method

[10] Multi Criteria Decision Making  (MCDM)

[11] Multi Objective Decision Making (MODM)

[12] Multi Attribute Decision Making (MADM)

[13] Ordered Weighted Averaging

[14] Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution

[15] Analytic Hierachy Process

[16] Elimination Et Choix Traduisant la REalite

[17] Simple Addetive Weighting