107 專技高考高等考試 工業安全技師 風險危害評估 考古題詳解

核心觀念

本題旨在測驗工業安全技師對於「全方位製程危害分析（PHA）」與「企業整體風險管理（ERM, Enterprise Risk Management）」中多構面風險分類架構的理解與應用能力。

在傳統安全工程中，風險常被簡化為單一的工傷評估；然而在現代風險評估體系（如 CCPS 危害評估準則、ISO 31000 風險管理標準、以及我國《職業安全衛生法》與《製程安全評估定期實施辦法》架構下），風險評估的本質為危害（Hazard）、發生機率（Frequency / Probability）與後果嚴重度（Consequence / Severity）的綜合度量：

$\text{Risk} = f(\text{Frequency}, \text{Severity})$

因應不同後果承受體（Receptor）與損失型態，風險評估必須跨越單純的現場意外，擴展至職業健康、周界生態、社會信譽及經營財務等五大面向，才能建構完整的「風險矩陣（Risk Matrix）」作為決策與投資防護措施的依據。

法規備註：本題涉及之事業單位風險管控責任，以命題當年（民國 107 年）之《職業安全衛生法》第 5 條（工作場所危害預防與防止他人受危害義務）及第 15 條（製程安全評估）等相關法規為準。

解題方法

本題為標準的比較分析型申論題。解題時切忌混為一談，應採取​「雙維度矩陣展開法」​進行結構化破題：

1. 確立適用對象（Who / What is affected）：明確指出該項風險衝擊的實體對象（例如：廠內作業人員、社區居民、生態水體、企業無形商譽、公司流動資金）。
2. 鎖定關注焦點（What is the concern & metrics）：精準闡述該風險著重之損害形態（急性衝擊、慢性累積、污染擴散、信任危機、營業中斷）與評估的關鍵衡量指標（如 FAR、失能損失日數、PEL、EC50、股價折損等）。

各項類別風險深入剖析

1. 安全風險（Safety Risk）

• 適用對象：廠內作業勞工、承攬商人員、訪客及因火災、爆炸、毒性氣體暴洩等重大意外瞬間波及的鄰近人員。
• 關注焦點：
• 急性危害（Acute Impacts）：瞬間能量釋放造成的機械夾捲、墜落、觸電、火災熱輻射、爆炸震波、碎片衝擊等。
• 立即人身傷亡：死亡、永久全失能、永久部分失能與一般工傷醫療事件。
• 關鍵評估指標：失能傷害頻率（FR）、失能傷害嚴重率（SR）、百萬工時死亡率（FAR）、單一事件死亡人數（PLL, Potential Loss of Life）。

2. 健康風險（Health Risk）

• 適用對象：長期於製程環境中作業的勞工，或長期暴露於廠界微量排放物（如揮發性有機物 VOCs）的周邊居民。
• 關注焦點：
• 慢性與潛伏性危害（Chronic / Latent Impacts）：長期重複暴露於物理性（噪音、異常氣壓、游離輻射）、化學性（粉塵、有機溶劑、重金屬）、生物性及人因性危害因子所導致的漸進性傷害。
• 職業病與流行病學效應：致癌性、突變性、生殖毒性、職業性聽力損失、塵肺症、骨骼肌肉病變等。
• 關鍵評估指標：作業環境容許暴露標準（PEL-TWA）、危害指標（Hazard Index, $HI$）、致癌終生超額風險（Excess Lifetime Cancer Risk, $ELCR$）、劑量—反應關係（Dose-Response Relationship）。

3. 生態／環境風險（Ecological / Environmental Risk）

• 適用對象：廠界外之自然生態系統，涵蓋大氣環境、地表水體、地下水、土壤、農林漁牧資源及周遭動植物物種群落（受體）。
• 關注焦點：
• 環境擴散與持久性：毒性或有害化學物質釋放至環境中的吸附、移動、光解及生物降解速率。
• 生態毒理效應：化學品在食物鏈中的生物累積性（Bioaccumulation）與生物放大作用（Biomagnification）。

核心觀念

本題旨在測驗考生對《職業安全衛生法》第十五條第三項授權訂定之《製程安全評估定期實施辦法》法定內容的熟悉程度，以及對「製程安全管理」（Process Safety Management, PSM）架構中首要基石——「製程安全資訊」（Process Safety Information, PSI）之實務應用認知。

法規基準提醒：本題詳解以命題當年（民國 107 年）之法規為準。現行法後續雖有修正（民國 109 年部分條文修正），但條文關於製程安全資訊之三大範疇及各款細目之核心架構仍維持一致，解題依民國 107 年有效之法規標準作答。

製程安全資訊（PSI）係所有製程危害分析與安全管理活動的基礎數據集，涵蓋化學品、技術及設備三個核心面向。若缺乏完整且正確的 PSI，後續的製程危害分析（PHA）、標準作業程序（SOP）訂定、設備完整性（MI）維護及變更管理（MOC）均將失所附麗。

解題方法

本題為標準的法規記憶與實務推論申論題，採「雙層次法」進行論述：

1. 法規條文化詳述：精確引用《製程安全評估定期實施辦法》第四條第一項第一款至第三款之法定要項，分項條列其子項目（化學品 9 項、技術 5 項、設備 8 項），使用標準工安法規專業術語，展現考生對法規條文的掌握度。
2. 管理系統化延伸：說明應用目的時，緊扣 OSHA PSM 14 項要項之關聯性，從「危害辨識與分析」、「操作規範訂定」、「設備壽命週期管理」、「變更管理」及「培訓與應變」等維度切入，說明 PSI 如何貫穿整個工廠安全運作體系。

選項分析

本題為專技高考之申論問答題，無客觀選項分析。

解題技巧

1. 架構化聯想與記憶口訣：

• 化學品危害資訊（9項）：聯想安全資料表（SDS）內容——「物化常數、燃爆、毒性、健康、反應、相容、腐蝕、穩定、暴露標準」。
• 製程技術資訊（5項）：聯想「圖、理、量、限、果」——流程圖（BFD/PFD）、化學反應原理、最大存量、安全操作限度、偏離操作限度後果。
• 製程設備資訊（8項）：聯想「材、圖、洩、風、標、平、安、電」——材質、管線及儀表圖（P&ID）、洩壓系統、通風系統、設計代碼、質能平衡、安全系統（連鎖/警報）、電氣分類圖。

2. 常見扣分陷阱：

• 僅籠統寫出三大項名稱，未寫出法定的具體子項目（例如僅寫「設備要有圖說」，未寫出 P&ID、電氣分類圖或安全連鎖系統）。
• 「應用目的」寫得太過空泛（如「為了防止職災」、「保護勞工」），必須精確對應至製程危害分析（HAZOP 等）、設備維護、標準作業程序及變更管理等專業管理體系。

【答案】

一、製程安全資訊（PSI）之詳細內容

依據民國 107 年《製程安全評估定期實施辦法》第四條第一項規定，雇主應提供之三項完整製程安全資訊內容如下：

(一) 高度危險化學品危害資訊

指製程中所使用、製造、儲存或處理之危害性與高度危險化學品之各項特性資料，共包含 9 大項：

1. 毒性：化學品對生物體之毒理反應特性（如急性毒性、致癌性等指標）。
2. 容許暴露標準：法規規定之勞工工作場所化學有害物容許暴露濃度（如八小時日時量平均容許濃度 PEL-TWA、短時間時量平均容許濃度 PEL-STEL、最高容許濃度 PEL-C）。
3. 物理性常數：包括沸點、蒸氣壓、密度、溶解度、外觀及氣味等。
4. 火災及爆炸危害資料：包括閃火點（閃點）、著火點（自燃溫度）、爆炸界限（爆炸下限 LFL 及上限 UFL）及燃燒熱等。
5. 反應特性資料：包括熱反應性、化學不相容性（混觸危害）等。
6. 腐蝕性資料：化學品對人體組織及管線設備建構材質之腐蝕速率及特性。
7. 熱及化學穩定性資料：化學品遇熱分解、聚合、自燃或受震動、衝擊時之穩定度。
8. 混合可能產生危險之評估資料：不同物料或受雜質污染時產生暴走反應、發熱、釋放劇毒氣體之評估數據。

核心觀念

本題旨在評量工業安全技師在「系統可靠度分析」（System Reliability Analysis）中針對串聯系統（Series System）​之可靠度評估與計算能力，主要依據為卜瓦松分配（Poisson distribution）所引申之指數失誤模型（Exponential Failure Model）：

1. 串聯系統可靠度（Reliability, $R_s$）： 串聯系統之特性為「只要任一元件失效，整體系統即失效」。若各元件之失效事件互相獨立，則系統可靠度為各元件可靠度之乘積： $R_s(t) = \prod_{i=1}^{n} R_i(t) = R_1(t) \times R_2(t) \times \dots \times R_n(t)$

2. 系統失誤頻率（Failure rate, $\mu_s$）： 在失誤率為常數（指數分配）的假設下，串聯系統之總失誤頻率為各元件失誤頻率之代數和： $\mu_s = \sum_{i=1}^{n} \mu_i = \mu_1 + \mu_2 + \dots + \mu_n$ 此時系統可靠度亦可表示為： $R_s(t) = e^{-\mu_s t}$

3. 系統失誤機率（Failure probability, $P_s$ / 不可靠度 Unreliability）： 系統在時間 $t$ 內發生失效的累積機率為可靠度之補數： $P_s(t) = 1 - R_s(t)$

4. 平均失誤期間（Mean Time Between Failure, MTBF）： 失誤率為常數 $\mu_s$ 時，兩次失誤間的時間期望值即為總失誤頻率之倒數： $\text{MTBF} = \frac{1}{\mu_s}$

解題方法

題目圖示說明冷卻水系統元件採串聯運作，表格提供「控制閥」、「流量控制器」與「熱電偶式溫度感測器」三項元件於操作期 $t = 1\text{ 年}$ 時之失誤數據（示意圖中之泵浦與流量計未提供失誤率數據，依題意以表格所列三項串聯元件計算）。

步驟一：計算系統失誤頻率（$\mu_s$）

串聯系統之總失誤頻率為各元件失誤頻率之總和： $\mu_s = \mu_{\text{閥}} + \mu_{\text{控制器}} + \mu_{\text{感測器}}$ $\mu_s = 0.60 + 0.29 + 0.52 = 1.41 \text{ 次/年（故障/年）}$

步驟二：計算平均失誤期間（MTBF）

系統平均失誤期間為系統失誤頻率之倒數： $\text{MTBF} = \frac{1}{\mu_s} = \frac{1}{1.41} \approx 0.7092 \text{ 年}$ 換算為月數約為：

核心觀念

1. 浴缸曲線（Bathtub Curve）之定義： 浴缸曲線是用來描述單元設備或零組件在整個生命週期（Life cycle）中，瞬間失誤率（Failure rate / Hazard rate，通常以 $\mu(t)$ 或 $\lambda(t)$ 表示）​隨運轉時間 $t$ 變化之典型特徵曲線。因曲線外觀兩端高、中間平坦，形似浴缸而得名。

2. 三大生命週期階段：

• 早期失誤期（Early Failure Period / Infant Mortality Period）：失誤率隨時間遞減。
• 正常操作期／有用壽命期（Useful Life Period / Normal Operating Period）：失誤率保持為常數（$\mu(t) = \text{常數}$）。
• 耗損失誤期／磨損期（Wear-out Period）：失誤率隨時間遞增。

3. 常數失誤率與指數可靠度模型之關係： 題幹指出失誤頻率 $\mu$ 為常數，且時間 $t$ 之可靠度為 $R(t)=e^{-\mu t}$、失誤密度函數為 $f(t)=\mu e^{-\mu t}$。在可靠度工程中，失誤率函數（Hazard function）定義為： $h(t) = \frac{f(t)}{R(t)} = \frac{\mu e^{-\mu t}}{e^{-\mu t}} = \mu = \text{常數}$ 此特性具備無記憶性（Memoryless property），代表零件的失效與其已使用時間無關，僅受隨機外在環境衝擊影響。這正是浴缸曲線中​「正常操作期」​的理論核心。

解題方法

本題要求繪製「浴缸曲線」並予以說明，且題目特別強調「若失誤頻率 $\mu$ 為一常數值」。解答應循以下脈絡切入：

1. 繪製浴缸曲線圖：清楚標明縱軸（失誤率 $\mu(t)$）、橫軸（時間 $t$），並以垂直虛線明確劃分三階段，在圖上特別標示題幹所指「$\mu = \text{常數}$」之區段。
2. 分階段詳細說明：針對各階段說明其「失誤率特徵（斜率正負）」、「失效主因」以及「工程改善與管理對策」。
3. 回扣題旨之重要性：特別指出工廠評估可靠度（如題幹所列之控制閥、流量控制器、熱電偶感測器）多以常數 $\mu$ 計算，其前提就是假設設備已渡過早期失誤期，並於磨損期前進行汰換或維護，使系統運作完全落在「有用壽命期」內。

選項分析（各階段特徵與成因分析）

本題為申論繪圖題，非選擇題。以下針對浴缸曲線劃分之三個階段，逐一分析其失誤率特徵、成因與工程因應對策：

解題技巧

1. 圖形座標與標示不能漏：

• 橫軸（$X$ 軸）：時間 $t$（Operating Time）。

核心觀念

本題出自勞動部職業安全衛生署編印之《事業單位實施定期製程安全評估參考手冊》（內容對應美規 OSHA 29 CFR 1910.119(j) 製程安全管理之「機械完整性, Mechanical Integrity, MI」單元）。法規基準以命題當年（民國 107 年）之《職業安全衛生法》第 15 條及相關安全衛生技術指引為準（現行安全評估技術規範仍維持相同核心架構）。

機械完整性旨在確保高危害性化學物質製程中，所有攸關安全的設備在「設計、採購、建造安裝、運轉、檢查、維護至汰換」之生命週期中，均能維持其機能健全與結構強度，避免因設備破裂、劣化或故障而造成火災、爆炸或毒性洩漏等重大工安事故。題目所列之 6 類設備，即為標準規範明定機械完整性涵蓋之關鍵製程設備範圍。

解題方法

本題屬標準的「法規與指引制度型」申論題，解題切入點應採雙層架構法：

1. 第一層（制度程序面）：先說明手冊中對關鍵設備共同適用的五大執行事項（書面程序、人員訓練、檢查與測試、缺失改正、品質保證），這是本題的核心答題主幹。
2. 第二層（設備技術面）：針對題旨列舉的 6 大類關鍵製程設備，分別具體列出各該設備應執行的檢測、校正與預防保養重點，以展現工程實務深度，爭取評閱委員之高分。

選項分析

本題為專業科目申論題，非選擇題。考生作答時不可僅就單一設備隨意條列零碎維修經驗，亦不可僅背誦法規抽象條文；評分重點在於能否將「五大管理要項」與「六大實務設備」緊密結合，條理分明地展現系統化管理概念。

解題技巧

1. 口訣記憶（五大執行事項）： 「程、訓、檢、改、品」

• 程（書面程序：建立與落實 SOP）
• 訓（人員訓練：維護人員教育訓練）
• 檢（檢查測試：依 RAGAGEP 執行定期巡檢與測試）
• 改（缺失改善：超標缺失即刻改正並記錄）
• 品（品質保證：材料採購與安裝符合規範）

2. 常見失分陷阱：許多考生只背出六種設備名詞，卻漏答手冊規範的「應執行之事項」（即上述 MI 五大核心程序）；或反過來只抄了五大程序，完全未著墨題目特別指定的六大設備應做哪些具體項目。兩者兼顧方為滿分策略。
3. 關鍵加分專業術語：作答時帶出「公認良好工程實務（RAGAGEP）」、「非破壞檢測（NDT）」、「功能跳脫測試（Trip test）」、「迴路測試（Loop test）」等關鍵詞，可顯著提升解答的專業度。

【答案】

依據勞動部職業安全衛生署《事業單位實施定期製程安全評估參考手冊》及製程安全管理（PSM）之規範，為確保題列六大重要設備維持其機械完整性，事業單位應執行之核心事項及各設備具體執行內容如下：

一、製程設備機械完整性應執行之五大核心事項

1. 建立並實施書面作業程序（Written Procedures）

• 事業單位應建立並落實書面的保養與維護標準作業程序（SOP），以維持製程設備持續之完整性。
• 程序應明確規範各項保養、拆卸、檢驗、組裝及試車之安全步驟與合格標準。

2. 維護保養人員之教育訓練（Training）

• 對負責製程設備維修之內部員工與承攬商人員進行訓練。
• 確保人員充分瞭解製程概述、潛在化學與物理危害，並熟練掌握安全維修作業技術及個人防護具之使用。

3. 設備之檢查與測試（Inspection and Testing）

• 依據標準：檢查與測試程序及週期應依循公認良好工程實務（RAGAGEP，如 API、ASME、NFPA 等規範）或設備原廠指引，並考量過往運轉經驗適當調整。
• 測試紀錄：每次檢查測試均應完整記錄並存檔保存，紀錄應載明：
• 檢查或測試日期。
• 執行人員姓名或簽章。
• 設備編號及識別名稱。
• 檢查或測試項目之詳細描述。
• 檢測結果及合格判定基準。

4. 設備缺失之改正（Equipment Deficiencies）