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ハザード・アンド・オペラビリティ・スタディ（HAZOP）とは、複雑なシステム（通常はプロセス設備や機械）を体系的に調査し、人員、設備、環境に対する危険、および操業効率に影響を与える可能性のある操作上の問題点を特定する手法です。これは、プロセス安全の分野における最も重要な危険特定ツールです。HAZOPを実施する目的は、製品ライフサイクルの全段階を通してプロセスや機械をレビューし、他の危険特定ツール（リスクアセスメント）や設計ツール（FMEA、FTAなど）では発見できなかった設計上およびエンジニアリング上の問題点を明らかにすることです。
この手法は、プロセス全体の複雑な設計を、ノードと呼ばれるより単純なセクションに分割し、それらを個別にレビューするというものです。これは、適切な経験を持つ多分野の専門家チーム（役割は後述のセクションで定義）が、一連の会議を通じて実施します。HAZOP手法は定性的な手法であり、参加者の想像力を刺激して潜在的な危険や操作上の問題を特定することを目的としています。各ノードのレビューに標準化されたガイドワードプロンプトを適用することで、レビュープロセスに構造と方向性が与えられます。関連規格 IEC 61882 [ 1 ]では、チームメンバーが「直感と適切な判断」を発揮し、会議が「率直でオープンな雰囲気の中で批判的思考の雰囲気」で開催されることを求めています。
HAZOP 手法は、当初、プロセス産業における流体媒体またはその他の物質の流れの処理を伴うシステム向けに開発され、現在ではプロセス安全管理の主要な要素となっています。その後、バッチ反応やプロセス プラントの運用手順の分析に拡張されました。最近では、プロセス産業以外の、またはプロセス産業と緩やかに関連する領域、すなわち、プログラマブル電子システムを含むソフトウェア アプリケーション、ソフトウェアおよびコード開発、道路、鉄道、航空などの輸送モードによる人の移動を伴うシステム、さまざまな産業の管理手順、医療機器、機械などの評価にも使用されています。[ 1 ]
この技術は一般的に、当時イギリス有数の国際的な化学企業であったインペリアル・ケミカル・インダストリーズ（ICI）の重質有機化学品部門で生まれたと考えられている。[ a ]
その起源は、1968年から1982年まで同社の安全アドバイザーを務めたトレバー・クレッツ氏[ 2 ] [ 3 ]によって説明されている。1963年、3人のチームが4ヶ月間、週3日集まり、新しいフェノール工場の設計を研究した。当初は代替案を求める「クリティカル・エクスペリメンテーション」と呼ばれる手法から始まったが、後に逸脱を求める手法に変更された。この方法は社内でさらに改良され、「操作性研究」という名称で、ハザード分析手順の第3段階である詳細設計となった（最初の2段階は構想と仕様策定の段階で行われた）。
1974年、この手順を含む1週間の安全コースが、英国化学工学会（IChemE）によってティーズサイド工科大学で提供されました。フリックスボロー事故の直後であったため、このコースは満席となり、その後数年間も同様でした。1974年のコース提供と同じ年に、オープン文献での最初の論文も発表されました。[ 4 ] 1977年には、化学工業協会がガイドを発行しました。[ 5 ]この時まで、「HAZOP」という用語は正式な出版物では使用されていませんでした。これを最初に行ったのは、1983年のクレッツで、基本的にはIChemEコースのコースノート（改訂および更新）でした。[ 2 ] 1983年までに、ハザードおよびオペラビリティ研究は、英国の化学工学学位コースの必須部分となりました。 [ 2 ]
今日では、政府規制当局（EPA、OSHAなど）やプロセス産業全体（オペレーターや請負業者を含む）は、HAZOPを、少なくとも詳細設計段階においては、プロジェクト開発において絶対に必要なステップであると考えている。
この手法は、十分な設計情報が入手可能で、かつ大幅な変更が見込まれない複雑なプロセスに適用されます。この範囲のデータを明確に特定し、HAZOPスタディの「設計意図」の基礎として用いる必要があります。例えば、慎重な設計者は、プロセス内で予見可能な変動を考慮に入れ、基本要件だけでなく、より広い設計範囲を設定することを意図しているはずです。HAZOPでは、この設計範囲では不十分となる可能性のある点について検討します。
HAZOPは、プラントやプロセスの詳細設計の比較的早い段階でよく用いられます。しかし、既存プラントの運用段階など、他の段階でも適用できます。この場合、プラントの初回稼働以降、不適切な管理による変更が入り込んでいないことを確認するための再検証ツールとして有効です。フロントエンドローディングなど、設計情報が完全に揃っていない場合は、大まかなHAZOPを実施できます。ただし、法令や規制要件を満たすためにHAZOPの実施が義務付けられている場合は、このような初期の大まかな作業では不十分とみなされ、後日、詳細設計段階のHAZOPも必要となります。
プロセスプラントの場合、識別可能なセクション（ノード）が選択され、それぞれについて意味のある設計意図が明確に示されます。これらは通常、配管計装図（P&ID）およびプロセスフロー図（PFD）に示されます。特にP&IDは、HAZOPを実施するための最も重要な参照文書です。各ノードの詳細は、システムの複雑さとそれがもたらす可能性のある危険の大きさに応じて適切である必要があります。ただし、ノードの文書化は、「大きすぎて複雑すぎる」（ノードの数は少ないが、チームメンバーがノード全体の問題を一度に検討できない可能性がある）と「小さすぎて単純すぎる」（些細で反復的なノードが多く、それぞれを個別にレビューして文書化する必要がある）とのバランスを取る必要があります。
各ノードについて、HAZOPチームは、以下のセクションに記載されている標準化されたガイドワードとプロセスパラメータのリストを使用して、設計意図からの潜在的な逸脱を特定します。各逸脱について、チームは考えられる原因と起こりうる結果を特定し、既存の安全対策が十分であるか、またはリスクを許容可能なレベルまで低減するために追加の安全対策を導入したり、管理上の制御を導入したりするための措置や推奨事項が必要かどうかを（必要に応じて、合意されたリスクマトリックスによるリスク分析によって確認しながら）判断します。
HAZOPの準備の度合いは、レビュー全体の成功に大きく影響します。チームメンバーには、プロセスに慣れるための時間を確保した上で、設計情報を「確定」した状態で提供し、HAZOPの実施に十分なスケジュールを確保し、それぞれの役割に最適なチームメンバーを配置する必要があります。HAZOPのスケジュールを立てる際には、レビューの範囲、レビュー対象のノード数、完成した設計図面とドキュメントの提供、そして長期間にわたってチームのパフォーマンスを維持する必要性を考慮する必要があります。チームメンバーは、この期間中に通常の業務も行う必要がある場合があり、十分な休息時間が確保されていないと、HAZOPチームメンバーは集中力を失いがちです。
チームミーティングは、独立した訓練を受けたHAZOPファシリテーター（HAZOPリーダーまたは議長とも呼ばれる）が管理し、レビュー全体の品質に責任を持ち、会議の議事録を作成する専任の書記と連携する必要があります。IEC規格では次のように述べられています。[ 1 ]
研究の成功は、チームメンバーの注意力と集中力に大きく左右されるため、セッションが長すぎないこと、そしてセッション間に適切な間隔を設けることが重要です。これらの要件をどのように満たすかは、最終的には研究リーダーの責任となります。
中規模の化学プラントでは、検討対象となる機器や配管の総数が約1200個であるため、このような会議が約40回必要になります。[ 6 ]現在では、HAZOP活動の管理や記録を支援するさまざまなソフトウェアプログラムが利用可能です。
出典：[ 7 ]
逸脱を特定するために、チームはプロセス内の各ノードに一連のガイドワードを（体系的に、つまり所定の順序で[ b ] ）適用します。議論を促したり、完全性を確保したりするために、設計意図に適用される適切なプロセスパラメータが順に検討されます。典型的なパラメータは、流量（または流量率）、温度、圧力、レベル、組成などです。IEC規格では、ガイドワードは研究に適したものを選択する必要があり、具体的すぎて（アイデアや議論を制限する）も、一般的すぎて（焦点がぼやける）もいけません。標準規格で例として示されている、かなり標準的なガイドワードのセットは次のとおりです。
ガイドワードがパラメータに意味のある形で適用できる場合（例：「流量なし」、「温度上昇」）、それらの組み合わせは、設計意図からの逸脱の可能性を示すものとして記録し、見直しが必要となる。
以下の表は、一般的に使用されるガイドワードとパラメータのペア（偏差）と、それらの一般的な解釈の概要を示しています。
潜在的な危険要因とその影響が明らかになったら、検討対象のシステムを修正して安全性を向上させることができます。修正後の設計については、新たな問題が発生していないことを確認するため、正式なHAZOP（ハザード・オペラビリティ・スタディ）の完了評価を実施する必要があります。
HAZOP スタディはチームで行う作業です。チームは、可能な限り小規模で、関連するスキルと経験を持つメンバーで構成されるべきです。システムが請負業者によって設計されている場合、HAZOP チームには請負業者とクライアント企業の両方の担当者が含まれるべきです。最低 5 人のチーム規模[ 8 ]が推奨されます。大規模なプロセスでは、HAZOP 会議が多数開催され、さまざまな役割に異なる専門家や代理人が必要となるため、チーム内のメンバーが変わる可能性があります。最大 20 人のメンバーが関与する場合があります。[ 2 ]各チーム メンバーは、次の明確な役割を持つ必要があります。[ 1 ]
以前の出版物では、研究リーダーが記録係も兼任できると示唆されていましたが[ 2 ]、現在では役割を分けることが一般的に推奨されています。
コンピュータとプロジェクタースクリーンを使用することで、会議議事録の記録（チームメンバーは議事録の内容を確認し、正確性を確保できる）、チームが確認するためのP&IDの表示、チームへの補足的な文書情報の提供、およびレビュー中に発生する可能性のあるHAZOP以外の問題（図面や文書の修正、説明など）の記録が容易になります。現在では、複数のサプライヤーから、会議議事録の記録と推奨されるアクションの完了状況の追跡をサポートする専門ソフトウェアが提供されています。
機械操作性調査では、機械のライフサイクル全体（組み立て、操作、保守、解体）とそれに対応する段階操作（標準作業手順書、作業リスト、作業者の動きなど）を評価することで、「ノード」を定義するよりシンプルなアプローチを採用し、高温部分、可動部分、鋭利なエッジなどの危険を特定します。