Hadi Sadoghi Yazdi

Professor of Electrical and
Computer Engineering

روش پاپیونی (Bow-Tie) یکی از تکنیک‌های قدرتمند و کاربردی در حوزه مدیریت ریسک است که به صورت گسترده در صنایع مختلف برای شناسایی، ارزیابی و کنترل خطرات استفاده می‌شود. این روش که ایده اولیه آن در سال ۱۹۷۹ در دانشگاه کوئینزلند استرالیا مطرح شد و توسط شرکت چندملیتی رویال داچ شل به اوج خود رسید، با ایجاد یک نمودار بصری به شکل پاپیون، روابط بین عوامل ایجادکننده خطر (تهدیدات)، رویداد اصلی و پیامدهای احتمالی را به صورت شفاف نشان می‌دهد. در این نمودار، سمت چپ به شناسایی علل و موانع پیشگیرانه و سمت راست به پیامدها و موانع کاهنده اختصاص دارد. بوتای به دلیل سادگی، هزینه پایین، قابلیت فهم عمومی و خروجی بصری که می‌تواند در فضاهای اداری نصب شود، ابزاری کارآمد برای مدیریت جامع ریسک‌های ایمنی، زیست‌محیطی و حتی ریسک‌های مالی در سازمان‌ها محسوب می‌شود و به مدیران کمک می‌کند تا یک دید یکپارچه و استراتژیک نسبت به سیستم‌های کنترلی خود داشته باشند.

در شکل زیر نمونه آن دیده می شود. ابتدا اصلاحات انرا ملاحظه کنید

برخی اصطلاحات در بوتای

اصطلاح فارسی English Term نقش در نمودار
مخاطره Hazard رانندگی در باران (فعالیت دارای پتانسیل خطر)
رخداد مرکزی Top Event از دست دادن کنترل خودرو / لغزش
تهدید Threat عاملی که باعث لغزش می‌شود (مثلاً سرعت زیاد)
مانع پیشگیرانه Preventive Barrier اقدامی که جلوی لغزش را می‌گیرد (مثلاً ترمز ABS)
پیامد Consequence نتیجه نهایی حادثه (مثلاً برخورد به گاردریل)
مانع کاهنده Mitigative Barrier اقدامی که شدت آسیب را کم می‌کند (مثلاً کیسه هوا)

این بخش مرکزی و گره پاپیونی است. رویداد اصلی، همان “آزاد شدن خطر” است. برای مثال، “نشت مایع نفتی از یک مخزن” یا “آتش‌سوزی در یک کارخانه” می‌تواند یک رویداد اصلی باشد. تعریف درست و دقیق رویداد اصلی، یک نکته کلیدی است، زیرا تمامی اجزای دیگر نمودار بر اساس آن تنظیم می‌شوند.

flowchart LR T1["Corrosion
خوردگی"] --> B1(("B1")) B1 --> TE(("Top Event
Gas Leak
نشت گاز")) T2["Overpressure
فشار بیش از حد"] --> B2(("B2")) H["Hazard
Pressurized Gas
گاز تحت فشار"] --> Bh(("Bh")) B2 --> TE Bh --> TE TE --> B3(("B3")) & B4(("B4")) B3 --> C1["Explosion
انفجار"] B4 --> C2["Toxic Exposure
مسمومیت"] style T1 fill:#99ccff,stroke:#333 style TE fill:#ff4d4d,stroke:#333,stroke-width:2px,color:#fff style T2 fill:#99ccff,stroke:#333 style H fill:#ffff99,stroke:#333,stroke-width:2px style C1 fill:#ff9999,stroke:#333 style C2 fill:#ff9999,stroke:#333

تحلیل تخصصی نمودار پاپیونی نشت گاز (Gas Leak BowTie)

گره مرکزی و منشاء خطر (The Heart of BowTie)

این بخش توصیف‌کننده وضعیت پایدار و لحظه خروج از کنترل است.

مفهوم فارسی English Term توضیحات فنی
مخاطره Hazard گاز تحت فشار در خط لوله (Pressurized Gas in Pipeline)
رخداد مرکزی Top Event نشت یا از دست دادن مهار گاز (Loss of Containment)

سمت چپ: تهدیدها و موانع پیشگیرانه (Threats & Barriers)

هدف: جلوگیری از وقوع نشت (Prevention)

تهدید (Threat) مانع پیشگیرانه (Barrier) کلمات کلیدی فنی
خوردگی (Corrosion) B1 بازرسی فنی و ضخامت‌سنجی دوره‌ای RBI / Wall Thickness Inspection
فشار بیش از حد (Overpressure) B2 نصب و کالیبراسیون شیر اطمینان PSV / Pressure Relief Valve
ضربه خارجی (External Impact) Bh نصب حفاظ فیزیکی و علائم هشدار Physical Protection / Signage

سمت راست: پیامدها و اقدامات کاهنده (Consequences & Mitigation)

هدف: کاهش خسارت پس از وقوع نشت (Recovery)

پیامد (Consequence) مانع کاهنده (Recovery Measure) کلمات کلیدی فنی
آتش‌سوزی/انفجار (Fire/Explosion) B3 سیستم تشخیص شعله و گاز F&G System / Gas Detection
مسمومیت (Toxic Exposure) B4 استفاده از تجهیزات تنفسی و ماسک PPE / Breathing Apparatus
آسیب به تجهیزات (Asset Damage) Bx سیستم قطع اضطراری جریان گاز ESD / Emergency Shutdown

بوتای فوق با دقت بیشتر

  • پرسش (Scenario): “اگر سیستم F&G (کشف گاز) غیرفعال باشد و نشت رخ دهد، چه اتفاقی می‌افتد؟”
  • پاسخ : “با توجه به نمودار، مانع کاهنده برای پیامد Explosion از بین رفته است. بنابراین ریسک تبدیل شدن نشت ساده به یک انفجار مهیب (Major Accident) به شدت افزایش می‌یابد و سیستم باید بر روی مانع دوم یعنی ESD متمرکز شود.”
flowchart LR
    C1["<b>Corrosion</b><br>خوردگی"] --> PB1["<b>Coating &amp; Cathodic Protection</b><br>پوشش و حفاظت کاتدی"] & AI_PB3["<b>AI Suggested:</b><br>Online Corrosion Monitoring<br>پایش خوردگی آنلاین"]
    PB1 --> TE(("🔥 <b>Top Event</b><br>Gas Leak<br>نشت گاز"))
    AI_PB3 --> TE
    C2["<b>Overpressure</b><br>فشار بیش از حد"] --> PB2["<b>Pressure Relief Valve</b><br>شیر اطمینان"]
    PB2 --> TE
    TE --> MB1["<b>Gas Detection System</b><br>سیستم تشخیص گاز"] & MB2["<b>Emergency Shutdown (ESD)</b><br>قطع اضطراری"]
    MB1 --> CO2["<b>Toxic Exposure</b><br>مسمومیت"]
    MB2 --> CO1["<b>Explosion</b><br>انفجار"]
    H["<b>Hazard</b><br>Pressurized Gas<br>گاز تحت فشار"] --- TE

    style C1 fill:#99ccff,stroke:#333
    style C2 fill:#99ccff,stroke:#333
    style PB1 fill:#cce5cc,stroke:#333
    style PB2 fill:#cce5cc,stroke:#333
    style AI_PB3 fill:#d9ccff,stroke:#5b3cc4,stroke-dasharray:5 5
    style TE fill:#ff4d4d,stroke:#333,stroke-width:2px,color:#fff
    style MB1 fill:#ffe6cc,stroke:#333
    style MB2 fill:#ffe6cc,stroke:#333
    style CO1 fill:#ff9999,stroke:#333
    style CO2 fill:#ff9999,stroke:#333
    style H fill:#ffff99,stroke:#333,stroke-width:2px

هوش مصنوعی و ارتقا بوتای نشت گاز

در این مدل می توان این نکات را دید BowTie از سطح «تحلیلی ایستا» به BowTie هوشمند + Digital Twin + What-if Analysis ارتقا یابد

لایه‌های فیزیکی، کنترلی، سایبری، انسانی و سازمانی هم‌زمان دیده شوند

نقش هوش مصنوعی به‌عنوان Barrier پویا (Adaptive Barrier) شفاف شود

سناریوهای What-if واقعی، فنی و قابل استفاده در HAZOP/LOPA ارائه شوند

flowchart LR
    T1["Fire Pump Failure<br><sub>خرابی پمپ آتش‌نشانی</sub>"] --> PB4["Standby Fire Pump<br>پمپ رزرو"] & PB5["HAZOP &amp; HAZID<br>Checklists"]
    PB4 --> TE["🔥 TOP EVENT 🔥<br><b>Failure of Fire Water Delivery</b><br>عدم تأمین دبی و فشار آب اطفای حریق"] & TE
    T2["Excessive Pressure Loss<br><sub>افت فشار بیش از حد</sub>"] --> PB2["Hydraulic Calculations<br>Flow &amp; Pressure"]
    PB2 --> TE
    T3["Sprinkler Nozzle Blockage<br><sub>انسداد نازل‌ها</sub>"] --> PB3["Inspection &amp; Testing<br>ITM Program"]
    PB3 --> TE
    T4["Hydraulic Design Error<br><sub>خطای طراحی هیدرولیکی</sub>"] --> PB1["Code-based Design<br>NFPA / API"]
    PB1 --> TE
    T5["Insufficient Water Supply<br><sub>کمبود منبع آب</sub>"] --> PB4
    PB5 --> TE
    TE --> MB1["Fire Detection &amp; Alarm<br>سیستم اعلام حریق"] & MB3["Foam / CO₂ System<br>سیستم اطفای کمکی"] & MB2["Emergency Response Team<br>تیم واکنش اضطراری"] & MB4["Process Isolation<br>ایزولاسیون فرایند"]
    MB1 --> C1["Fire Escalation<br>گسترش آتش"]
    MB3 --> C2["Explosion<br>انفجار"]
    MB2 --> C3["Loss of Life<br>تلفات جانی"] & C5["Production Loss<br>زیان اقتصادی"]
    MB4 --> C4["Major Equipment Damage<br>خسارت شدید تجهیزات"]

    style T1 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T2 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T3 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T4 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T5 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style PB1 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB2 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB3 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB4 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB5 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style TE fill:#b11226,stroke:#000,stroke-width:3px,color:#ffffff
    style MB1 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style MB2 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style MB3 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style MB4 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style C1 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C2 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C3 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C4 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C5 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px

🎨 منطق رنگ‌بندی (HSE-oriented)

🔵 Threats / Causes → آبی (ریسک بالقوه)

🟢 Preventive Barriers → سبز (کنترل پیشگیرانه)

🔴 Top Event → قرمز تیره (Loss of Control)

🟡 Mitigative Barriers → نارنجی/زرد (کاهش پیامد)

🔥 Consequences → قرمز روشن (Severity)

منطق Digital Twin + What-if (توضیح فنی عمیق)

در این BowTie، دوقلوی دیجیتال (Digital Twin) فقط نمایش نیست، بلکه:

  • از مدل‌های فیزیکی (Stress, Corrosion Rate, Flow)
  • به‌همراه داده بلادرنگ حسگرها
  • و مدل‌های AI پیش‌بینی‌گر برای تولید سناریوهای «چه-می‌شود-اگر» استفاده می‌کند.

سناریوهای What-if (عمیق و مهندسی)

🔹 سناریو 1: What if Corrosion Rate Suddenly Doubles?

چه می‌شود اگر نرخ خوردگی ناگهان دو برابر شود؟

  • DT نرخ کاهش ضخامت را شبیه‌سازی می‌کند
  • AI پیش‌بینی می‌کند: Time-to-Leak = 14 days

  • Barrier تطبیقی:

    • کاهش آستانه PRV
    • افزایش نرخ نمونه‌برداری حسگر خوردگی
    • پیشنهاد shutdown برنامه‌ریزی‌شده ✅ Top Event قبل از وقوع حذف می‌شود

🔹 سناریو 2: What if PRV Fails During Overpressure?

اگر شیر اطمینان در فشار بالا عمل نکند؟

  • DT سناریوی فشار–زمان را حل می‌کند
  • AI احتمال rupture را ↑ محاسبه می‌کند

  • AI-assisted ESD پیشنهاد می‌دهد:

    • ESD زودهنگام
    • ایزولاسیون سگمنت ✅ پیامد از Explosion → Controlled Shutdown کاهش می‌یابد

🔹 سناریو 3: What if Sensor Data is Conflicting?

اگر داده سنسورها ناسازگار باشند؟

  • DT2 (Sensor Fusion) داده‌ها را وزن‌دهی می‌کند
  • AI عدم قطعیت را کمی‌سازی می‌کند
  • What-if Engine سناریوهای بدبینانه را اجرا می‌کند ✅ تصمیم ایمن حتی با داده ناقص

🔹 سناریو 4: What if Human Error Coincides with Degradation?

اگر خطای اپراتور همزمان با تخریب رخ دهد؟

  • DT ترکیب خطای انسانی + تخریب را شبیه‌سازی می‌کند
  • AI هشدار سطح بالا صادر می‌کند

  • پیشنهاد:

    • Override اتوماتیک
    • قفل‌کردن برخی دستورات ✅ Barrier سازمانی + فنی فعال می‌شود

4️⃣ چرا این BowTie «نسل آینده» است؟

این مدل:

  • ❌ فقط یک نمودار ایستا نیست
  • ✅ یک سیستم تصمیم‌یار ایمنی هوشمند است
  • ✅ BowTie + HAZOP + LOPA + Digital Twin را ادغام می‌کند

  • ✅ مناسب صنایع:

    • نفت و گاز
    • پتروشیمی
    • هیدروژن
    • CCS و انرژی‌های نو

تحلیل Bow-Tie مبتنی بر HAZOP برای سیستم آب آتش‌نشانی و اطفای حریق در واحد فرایندی

🧠 تعریف رویداد محوری (Top Event)

عدم تأمین آب با دبی و فشار طراحی در سیستم اسپرینکلر هنگام وقوع حریق

نمودار بوتای با رویداد اصلی عدم تامین و فشار آب اطفای حریق

flowchart LR
    T1["Fire Pump Failure<br><sub>خرابی پمپ آتش‌نشانی</sub>"] --> PB4["Standby Fire Pump<br>پمپ رزرو"] & PB5["HAZOP &amp; HAZID<br>Checklists"]
    PB4 --> TE["🔥 TOP EVENT 🔥<br><b>Failure of Fire Water Delivery</b><br>عدم تأمین دبی و فشار آب اطفای حریق"] & TE
    T2["Excessive Pressure Loss<br><sub>افت فشار بیش از حد</sub>"] --> PB2["Hydraulic Calculations<br>Flow &amp; Pressure"]
    PB2 --> TE
    T3["Sprinkler Nozzle Blockage<br><sub>انسداد نازل‌ها</sub>"] --> PB3["Inspection &amp; Testing<br>ITM Program"]
    PB3 --> TE
    T4["Hydraulic Design Error<br><sub>خطای طراحی هیدرولیکی</sub>"] --> PB1["Code-based Design<br>NFPA / API"]
    PB1 --> TE
    T5["Insufficient Water Supply<br><sub>کمبود منبع آب</sub>"] --> PB4
    PB5 --> TE
    TE --> MB1["Fire Detection &amp; Alarm<br>سیستم اعلام حریق"] & MB3["Foam / CO₂ System<br>سیستم اطفای کمکی"] & MB2["Emergency Response Team<br>تیم واکنش اضطراری"] & MB4["Process Isolation<br>ایزولاسیون فرایند"]
    MB1 --> C1["Fire Escalation<br>گسترش آتش"]
    MB3 --> C2["Explosion<br>انفجار"]
    MB2 --> C3["Loss of Life<br>تلفات جانی"] & C5["Production Loss<br>زیان اقتصادی"]
    MB4 --> C4["Major Equipment Damage<br>خسارت شدید تجهیزات"]

    style T1 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T2 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T3 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T4 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style T5 fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style PB1 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB2 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB3 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB4 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style PB5 fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style TE fill:#b11226,stroke:#000,stroke-width:3px,color:#ffffff
    style MB1 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style MB2 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style MB3 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style MB4 fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style C1 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C2 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C3 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C4 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    style C5 fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px

در پارامترهای کلیدی فرایندی نظیر:

  • Flow (دبی)
  • Pressure (فشار)
  • Availability (دسترس‌پذیری)

شناسایی شده و سپس علل، پیامدها و لایه‌های حفاظتی (Protection Layers) برای آن‌ها تعریف می‌شود.

🔐 لایه‌های ایمنی (Layers of Protection – LOP)

لایه توضیح
پیشگیرانه (Preventive) طراحی صحیح پمپ (52 PSIG، 1500 GPM)، نازل نیم‌اینچ، محاسبات افت فشار
کنترلی (Control) تست‌های دوره‌ای، مانیتورینگ فشار
کاهنده پیامد (Mitigative) تیم واکنش اضطراری، فوم، ایزولاسیون
مدیریتی (Administrative) HAZOP، Checklists، Permit to Work

📌 ارتباط مستقیم با Fire & Explosion Index (F&EI)

این Bow-Tie مکمل تحلیل‌های کمی مانند:

  • Fire & Explosion Index (F&EI)
  • Dow Chemical Index

است و کمک می‌کند تا سناریوهای پرریسک (Severe / Heavy Hazard) که شاخص بالاتر از 159 دارند، به‌صورت علّی–پیامدی مدیریت شوند.

✅ جمع‌بندی نهایی

این Bow-Tie مبتنی بر HAZOP نشان می‌دهد که حتی با وجود طراحی صحیح سیستم اسپرینکلر، شکست در هر یک از اجزای فنی، عملیاتی یا مدیریتی می‌تواند منجر به ناتوانی در مهار آتش شود. استفاده هم‌زمان از محاسبات مهندسی، چک‌لیست‌های HAZOP، شاخص‌های F&EI و لایه‌های حفاظتی مستقل تنها راه دستیابی به یک Hazard Operability System ایمن، مقاوم و قابل اتکا است.

هوش مصنوعی در مسیله اطفای حریف فوق چه کرده است

در ادامه یک مرور عملی طبق استانداردهای مهندسی ایمنی (HSE / NFPA / فرآیندی) تهیه شده است که از داده‌های عمومی، تحقیقات تخصصی و استانداردهای معتبر بهره می‌برد و یک نمودار BowTie بسیار گسترده و عمیق برای تحلیل سیستم اطفاء حریق آب‌پاش (Fire Sprinkler & Fire Water System) ارائه می‌دهد. این مدل شامل تهدیدها، رویدادهای تسریع‌کننده، موانع پیشگیرانه، موانع کاهنده پیامد، عوامل تشدید، و پیامدهای شدید است و به‌صورتی زیبا، رنگی و حرفه‌ای با Mermaid رندرپذیر است.

منابع تخصصی زیر در طراحی آن لحاظ شده‌اند:

الزامات طراحی، نصب و عملکرد سیستم‌های اسپرینکلر طبق NFPA13 و استانداردهای بین‌المللی 💡 www.assp.org

اهمیت تحلیل هدر، افت فشار، و انتخاب صحیح اجزا در طراحی سیستم‌ آتش‌نشانی 💡 Fire Sprinkler System Design NYC

نقش نگهداری و عملکرد صحیح در اثربخشی سیستم‌های اسپرینکلر 💡 MDPI

تکنولوژی‌های سنجش جریان (Flow Switch) و انواع اسپرینکلر در طراحی پیشرفته سیستم 💡 اعلام حرق آرات

📊 BowTie Diagram – سیستم اطفاء حریق آبی (Fire Water & Sprinkler) نمودار حرفه‌ای بصورت Mermaid

flowchart LR
 subgraph THREATS["تهدیدها (Threats & Causes)"]
    direction TB
        T1["Pump Failure<br>خرابی پمپ آتش‌نشانی"]
        T2["Hydraulic Imbalance / Drop<br>افت فشار/عدم تعادل هیدرولیکی"]
        T3["Clogged Nozzles/Heads<br>انسداد نازل‌ها"]
        T4["Incorrect Sprinkler Type/Placement<br>انتخاب/نصب نامناسب نازل"]
        T5["Water Supply Interruption<br>قطع یا کمبود منبع آب"]
        T6["Control Valve Mis-operation<br>عملکرد نادرست شیرهای کنترلی"]
        T7["Mechanical/Corrosion Damage<br>آسیب مکانیکی یا خوردگی لوله‌ها"]
        T8["Human Error in Design/Installation<br>خطای انسانی طراحی/نصب"]
  end
 subgraph ESCALATION["عوامل تشدید (Escalation Factors)"]
        E1["Inadequate Maintenance<br>نگهداری نامناسب"]
        E2["Inaccurate Hydraulic Models<br>مدلسازی هیدرولیکی نادرست"]
        E3["System Freeze in Cold Conditions<br>یخ‌زدگی سیستم"]
        E4["Wrong Flow Switch Calibration<br>کالیبراسیون اشتباه سنسورها"]
  end
 subgraph PREVENTIVE["موانع پیشگیرانه"]
    direction TB
        PB1["Standards-Based Design<br>طراحی طبق NFPA13"]
        PB2["Accurate Hydraulic Calculation<br>محاسبات دقیق هیدرولیکی"]
        PB3["Redundant Pump Units<br>پمپ‌های پشتیبان"]
        PB4["Proper Installation &amp; Layout<br>نصب و چیدمان درست"]
        PB5["Routine Inspection &amp; Testing<br>بازرسی و تست دوره‌ای"]
        PB6["Quality Flow Switch &amp; Sensor Selection<br>انتخاب صحیح حسگرها"]
  end
 subgraph MITIGATION["موانع کاهنده پیامد"]
    direction TB
        MB1["Early Fire Detection<br>اعلام و تشخیص زودهنگام"]
        MB2["Fire Department Response<br>واکنش آتش‌نشانی"]
        MB3["Secondary Suppression Systems<br>سیستم‌های کمکی (فوم/گاز)"]
        MB4["Automated Zoning &amp; Isolation<br>بخش‌بندی و ایزولاسیون خودکار"]
        MB5["Emergency Shutdown Procedures<br>رویه‌های توقف اضطراری"]
  end
 subgraph CONSEQUENCES["پیامدها (Consequences)"]
    direction TB
        C1["Uncontrolled Fire Spread<br>گسترش کنترل‌نشده حریق"]
        C2["Explosion Risk Increase<br>افزایش احتمال انفجار"]
        C3["Structural Collapse<br>ریزش سازه"]
        C4["Severe Injuries/Fatalities<br>صدمات/تلفات جانی"]
        C5["Production &amp; Economic Loss<br>زیان اقتصادی و توقف تولید"]
  end
    T1 --> PB3
    PB3 --> TE["🔥 TOP EVENT<br><b>Failure to Deliver Required Water Flow/Pressure<br>عدم تأمین دبی و فشار آب طراحی شده هنگام حریق</b>"]
    T2 ==> PB2
    PB2 --> TE
    T3 --> PB5
    T4 ==> PB4
    PB4 --> TE
    T5 ==> PB1
    PB1 --> TE
    T6 --> PB6
    PB6 --> TE
    T7 ==> PB5
    PB5 --> TE
    T8 --> PB1
    E1 --> PB5
    E2 --> PB2
    E3 ==> PB3
    E4 --> PB6
    TE --> MB1 & MB3 & MB2 & MB4 & MB5
    MB1 --> C1
    MB3 --> C2
    MB2 --> C4
    MB4 --> C3
    MB5 --> C5

    style TE fill:#b11226,stroke:#000,stroke-width:4px,color:#fff
    style THREATS fill:#d6e9ff,stroke:#1f4fd8,stroke-width:1.5px
    style ESCALATION fill:#f3e5ab,stroke:#c87e0d,stroke-dasharray: 5 5
    style PREVENTIVE fill:#dff5e1,stroke:#2b8a3e,stroke-width:2px
    style MITIGATION fill:#fff3cd,stroke:#c77700,stroke-width:2px
    style CONSEQUENCES fill:#ffd6d6,stroke:#c92a2a,stroke-width:2px
    linkStyle 5 stroke:#FF6D00,fill:none
    linkStyle 7 stroke:#00C853,fill:none
    linkStyle 11 stroke:#FFCDD2,fill:none
    linkStyle 15 stroke:#D50000,fill:none
    linkStyle 16 stroke:#AA00FF,fill:none
    linkStyle 17 stroke:#2962FF,fill:none

بوتای سیستم هوش مصنوعی برای برنامه‌ریزی، زمان‌بندی و مسیریابی گروه‌های تعمیراتی

flowchart LR

subgraph THREATS
T1["داده ورودی ناقص"]
T2["مدل بهینه سازی نادرست"]
T3["خرابی مسیریابی"]
end

subgraph PREVENTIVE
P1["اعتبارسنجی داده"]
P2["کنترل قیود سخت"]
P3["پایش سرویس مسیر"]
end

subgraph HAZARD
H["اختلال در تصمیم سازی زمان بندی"]
end

subgraph TOP
TE["برنامه تخصیص نادرست"]
end

subgraph MITIGATIVE
M1["بازبینی سرپرست"]
M2["بازبرنامه ریزی خودکار"]
end

subgraph CONSEQ
C1["تاخیر تعمیرات"]
C2["ریسک حادثه عملیاتی"]
end

T1 --> P1 --> TE
T2 --> P2 --> TE
T3 --> P3 --> TE

H --> TE

TE --> M1 --> C1
TE --> M2 --> C2

style H fill:#ffd966,stroke:#333,stroke-width:2px
style TE fill:#ff9900,stroke:#333,stroke-width:3px
style T1 fill:#6fa8dc
style T2 fill:#6fa8dc
style T3 fill:#6fa8dc
style P1 fill:#93c47d
style P2 fill:#93c47d
style P3 fill:#93c47d
style M1 fill:#b4a7d6
style M2 fill:#b4a7d6
style C1 fill:#e06666
style C2 fill:#e06666

این BowTie یک ریسک عملیاتی–دیجیتال ترکیبی را پوشش می‌دهد؛ یعنی نقطه شکست نه در یک تجهیز فیزیکی بلکه در موتور تصمیم‌سازی برنامه‌ریزی است. تهدیدها در سمت چپ عمدتاً داده و مدل هستند، بنابراین سدهای پیشگیرانه باید محاسباتی و کنترلی باشند (Data Validation + Constraint Enforcement + Service Health). Top Event زمانی رخ می‌دهد که خروجی Solver معتبر ولی نامناسب عملیاتی باشد — این یک Failure خاموش ولی پرریسک است. لایه‌های کاهنده در سمت راست عمداً ترکیبی از Human-in-the-Loop و Re-Optimization خودکار طراحی شده‌اند تا هم تاب‌آوری سازمانی و هم تاب‌آوری الگوریتمی ایجاد شود. افزودن Digital Twin و AI تطبیقی باعث می‌شود احتمال عبور تهدیدها از سدهای پیشگیرانه در چرخه‌های بعدی کاهش یابد.

موضوع اصلی:

سیستم تصمیم‌ساز خودکار برای برنامه‌ریزی، زمان‌بندی و مسیریابی بهینه گروه‌های تعمیراتی شبکه توزیع برق مبتنی بر هوش مصنوعی

خلاصه‌ای از داده‌های ورودی (حداکثر ۱۵۰ کلمه):

سامانه پیشنهادی یک سیستم تصمیم‌ساز خودکار برای تخصیص، زمان‌بندی و مسیریابی تیم‌های تعمیراتی شبکه توزیع برق است که با ترکیب بهینه‌سازی ریاضی، الگوریتم‌های ابتکاری و عامل هوش مصنوعی کار می‌کند. داده‌های ورودی شامل دستورکارها، اولویت‌ها، مهارت تیم‌ها، ظرفیت منابع، موقعیت جغرافیایی، قیود زمانی، ماشین‌آلات مشترک و وضعیت روزانه تیم‌هاست. سیستم با اتصال به CMMS یا فایل اکسل، برنامه عملیاتی تولید می‌کند و مسیر بهینه را محاسبه می‌نماید. ریسک کلیدی این سامانه، تصمیم‌گیری نادرست یا تخصیص غیربهینه در شرایط اضطراری، خرابی داده، یا اختلال دیجیتال است که می‌تواند به تأخیر تعمیرات حیاتی و افزایش خاموشی منجر شود. بنابراین تحلیل ایمنی فرآیندی دیجیتال و عملیاتی برای این سیستم ضروری است.

کلیدواژه‌های فنی مرتبط:

AI Scheduling, Crew Routing, Maintenance Optimization, CMMS Integration, Digital Twin Maintenance, OSRM Routing, Constraint Optimization, Multi-Team Coordination, Power Distribution Maintenance, Decision Support System

مرحله ۲: نقش و الزامات اولیه

نقش: Lead Process Safety Engineer دامنه: BowTie صنعتی برای ریسک عملیاتی–دیجیتال در سامانه زمان‌بندی تعمیرات برق

مرحله ۳: ساختار BowTie (صنعتی و قابل اجرا) Hazard

اختلال در تصمیم‌سازی و زمان‌بندی خودکار عملیات تعمیرات شبکه برق

Threats / Causes

داده‌های ورودی ناقص یا نادرست از CMMS یا اکسل

مدل بهینه‌سازی یا وزن‌دهی اشتباه قیود و اولویت‌ها

خرابی سرویس مسیریابی یا مختصات جغرافیایی

Preventive Barriers

اعتبارسنجی چندمرحله‌ای داده ورودی + Rule Engine

کنترل قیود سخت مهارت، ظرفیت و منابع مشترک در Solver

مانیتورینگ سلامت سرویس‌های مسیریابی و کش مسیر

Top Event

تولید برنامه زمان‌بندی و تخصیص تیم نادرست برای کارهای بحرانی

Mitigative Barriers

بازبینی انسانی سرپرست گروه قبل از نهایی‌سازی برنامه

Re-Scheduling خودکار سریع در صورت کشف تضاد یا تأخیر

Consequences

تأخیر در رفع عیب و افزایش خاموشی شبکه

اعزام تیم نامناسب و بروز حادثه ایمنی یا خسارت تجهیز

مرحله ۴: لایه‌های چندگانه Physical / Technical

خودروها، جرثقیل، بالابر، ابزار تخصصی

ظرفیت واقعی تیم‌ها

محدودیت همزمانی منابع مشترک

Control & Instrumentation

موتور بهینه‌سازی قیود

ماژول مسیریابی

کنترل پنجره‌های زمانی

Human & Organizational

سرپرست گروه

پلنر نگهداشت

اپراتور CMMS

تأیید نهایی برنامه

Digital / Cyber

API دریافت دستورکار

پایگاه داده برنامه

سرویس مسیریابی

ماژول AI تصمیم‌یار

Management & Governance

سیاست اولویت‌بندی کار

SLA پاسخ اضطراری

سیاست تخصیص منابع مشترک

رویه Override مدیریتی

مرحله ۵: Digital Twin & AI Digital Twin Layer

دوقلوی دیجیتال عملیات تعمیرات شامل: وضعیت تیم‌ها، منابع، کارها، موقعیت مکانی، ظرفیت روزانه، و سناریوهای زمان‌بندی شبیه‌سازی‌شده قبل از اجرا

AI Intelligence

Adaptive Preventive Barrier: تنظیم پویا وزن قیود و اولویت‌ها بر اساس عملکرد واقعی هفته‌های قبل

Optimized Mitigative Barrier: بازبرنامه‌ریزی بلادرنگ هنگام ورود کار اضطراری

Operational Decision: پیشنهاد تخصیص جایگزین تیم و مسیر هنگام کمبود منبع

مرحله ۶: What-if Scenarios

ورود همزمان چند کار اضطراری با نیاز به جرثقیل مشترک

خرابی ناگهانی یک خودرو یا غیرفعال شدن عضو کلیدی تیم

قطع سرویس مسیریابی و خطای فاصله‌ها

خطای تخمین نفر-ساعت و سرریز ظرفیت تیم

flowchart LR

subgraph THREATS["تهدیدها"]
T1["داده ورودی ناقص"]
T2["مدل بهینه سازی نادرست"]
T3["خرابی سرویس مسیریابی"]
T4["کمبود منبع مشترک"]
end

subgraph PREVENTIVE["سدهای پیشگیرانه"]
P1["اعتبارسنجی چندمرحله ای داده"]
P2["کنترل قیود سخت"]
P3["پایش سلامت سرویس مسیر"]
P4["کنترل تداخل منابع"]
end

subgraph HAZARD["خطر"]
H["اختلال در تصمیم سازی زمان بندی"]
end

subgraph TOP["رویداد اصلی"]
TE["تخصیص و برنامه نادرست تیم"]
end

subgraph MITIGATIVE["سدهای کاهنده"]
M1["بازبینی انسانی سرپرست"]
M2["بازبرنامه ریزی سریع"]
M3["اقدام اضطراری"]
end

subgraph CONSEQ["پیامدها"]
C1["تاخیر رفع عیب"]
C2["افزایش خاموشی"]
C3["ریسک حادثه عملیاتی"]
end


subgraph DT["لایه دوقلو دیجیتال"]
DT1["دوقلو تیم ها"]
DT2["دوقلو منابع"]
DT3["شبیه سازی سناریو"]
DT4["پایش انحراف"]
end


subgraph AI["لایه هوش مصنوعی"]
AI1["تنظیم سد تطبیقی"]
AI2["ریسک سنجی بلادرنگ"]
AI3["تصمیم تخصیص جایگزین"]
end


subgraph WHATIF["سناریوهای چه میشود اگر"]
W1["چند کار اضطراری همزمان"]
W2["خرابی خودرو"]
W3["کم برآورد زمان"]
W4["خطای داده مکانی"]
end


T1 --> P1 --> TE
T2 --> P2 --> TE
T3 --> P3 --> TE
T4 --> P4 --> TE

H --> TE

TE --> M1 --> C1
TE --> M2 --> C2
TE --> M3 --> C3


DT1 --> P2
DT2 --> P4
DT3 --> TE
DT4 --> M2

DT3 --> AI2
AI2 --> AI1
AI2 --> AI3

AI1 --> P2
AI3 --> M2


W1 --> DT3
W2 --> DT3
W3 --> DT3
W4 --> DT3


style H fill:#ffd966,stroke:#333,stroke-width:2px
style TE fill:#ff9900,stroke:#333,stroke-width:3px

style T1 fill:#6fa8dc
style T2 fill:#6fa8dc
style T3 fill:#6fa8dc
style T4 fill:#6fa8dc

style P1 fill:#93c47d
style P2 fill:#93c47d
style P3 fill:#93c47d
style P4 fill:#93c47d

style M1 fill:#b4a7d6
style M2 fill:#b4a7d6
style M3 fill:#b4a7d6

style C1 fill:#e06666
style C2 fill:#e06666
style C3 fill:#e06666

style DT1 fill:#76a5af
style DT2 fill:#76a5af
style DT3 fill:#76a5af
style DT4 fill:#76a5af

style AI1 fill:#8e7cc3
style AI2 fill:#8e7cc3
style AI3 fill:#8e7cc3

style W1 fill:#f6b26b
style W2 fill:#f6b26b
style W3 fill:#f6b26b
style W4 fill:#f6b26b