Файл: БЖД конспект лекцій.doc

Основні правила:

• при побудові дерева відмов використовується концепція швидкої відмови, тобто кожна подія представляється такою, яка відстоюється в даний момент;

• спочатку звертається увага на необхідні і достатні причини виникнення верхньої події, потім причину цієї причини і так далі послідовно всі причини.

При побудові дерева відмов також необхідно враховувати і інші аспекти:

1. На початку побудови дерева відмов повинні бути узгоджені: межі систем, логічні символи, індексація (кодування) подій, а також представлення помилок персоналу і відмов із загальних причин;

2. Всі допуски, зроблені в процесі побудови дерева відмов, повинні бути відбиті в звітній документації разом з джерелами використаної проектної інформації. Таким чином, буде забезпечена узгодженість дій впродовж всього аналізу, а також можливість прослідкувати хід дослідження;

3. Якщо система не моделюється в деталях і використовуються дані з надійності системного рівня, то подія відмов, що є загальним і для інших систем, повинна бути виділена і розглянута;

4. Настійно рекомендується ще до початку аналізу встановлювати точні визначення меж системи. В ході аналізу необхідно дотримуватися встановлених меж;

5. Важливо, щоб використовувалася стандартизована форма для кодування базисних подій в деревах відмов. Вибрана схема повинна бути сумісна з вибраним комп'ютерним кодом для аналізу систем і чітко ідентифікувати базисні події:

• види відмов устаткування;

• визначення вигляду і типу конкретного устаткування;

• приналежність устаткування до конкретної системи.

  6. Дерева відмов повинні відображати всі можливі види відмов, які можуть вплинути на неготовність системи. Повинні враховуватися складові, причетні до виведення устаткування з ладу для випробування і технічного обслуговування. У необхідних випадках потрібно враховувати помилки персоналу, пов'язані з помилковими діями з приведення устаткування в робочий стан після випробувань і технічного обслуговування, а також помилковими діями в процесі аварії.

  7. У дерев відмов повинні знайти відображення наступні аспекти залежних відмов:

     • взаємозалежність вихідних подій і реакцій систем;

     • відмови загальних підтримуючих систем, що впливають більш ніж на одну фронтальну систему або елемент через функціональну залежність;

     • помилки персоналу, пов'язані із загальними операціями випробувань і технічного обслуговування;

     • загальні елементи фронтальних систем.

При виконанні моделювання треба визначити і описати всі функціональні і системні дерева відмов, охоплених в аварійних послідовностях (дерева подій). При побудові системних дерев відмов повинні бути враховані всі системи, що забезпечують роботу системи, та необхідні для виконання функцій безпеки.

---

У всіх випадках, де в імовірнісній моделі передбачається втручання персоналу, треба представити і описати дерево відмов для персоналу і всіх його дій (операції, на підставі яких вони побудовані). Ці події, пов'язані з відновленням функцій оператором, як і відмови із загальної причини, повинні бути доповнені в дерево відмов на завершальному етапі, в кінцевому результаті.

Розглянемо приклад побудови дерева відмов.

Для побудови дерева відмов приймаються умовні позначення елементів:

Б азисні події

Б азисна подія – базисна подія є дефектом – це

відмова устаткування, людська помилка. Круг позначає

що подія відмови не вимагає подальшої розробки;

П рямокутний базисний елемент – додатковий символ для

б азисної події – події, яка містить в прямокутному

елементі короткий опис базисної події.

Неописана (нерозвинене) подія – позначає базисну подію

тобто фактично складніша подія, яка не була далі

розвинена логікою дерева відмов.

Елемент типу «будинок» - визначено подію, використовується, що б

позначати відмову, яку гарантовано завжди здійснюється або

ніколи не здійснюється.

Логічні елементи

«І» - всі входи (базисні події) повинні здійснюватися, щоб

подія відбулася.

«АБО» - означає, що подія матиме місце, якщо відбудеться

хоч би одна з подій або обидві.

Третя стадія: аналіз наслідків.

При аналізі наслідків використовуються дані, одержані на стадії попередньої оцінки небезпеки і на стадії виявлення послідовності небезпечних ситуацій.

З
а даними дерева відмов і набутого значення вірогідності можливих відмов можна побудувати гістограму частот для різних величин витоків (на прикладі ядерного реактора).

Рис 2. 3. Гістограма частот для різних величин витоків.

Якщо за даними гістограми побудувати криву, то ми одержимо граничну криву частоти аварійних витоків (крива Фармера). Вважається, що крива відокремлює верхню область неприпустимо великого ризику від області прийнятного ризику, розташованої нижче і лівіше кривій.

Рис 2.4. Крива Фармера.

Інші прийоми аналізу ризику:

1. Аналіз видів відмов і наслідків.

За допомогою аналізу видів відмов і наслідків систематично, на основі послідовного розгляду одного елементу за іншим аналізуються всі можливі види відмов або аварійні ситуації і виявляються їх результуючі дії на систему. Окремі аварійні ситуації і види відмов елементів виявляються і аналізуються для того, щоб визначити їх дію на інші довколишні елементи і систему в цілому.

Аналіз видів відмов і наслідків істотно детальніший, ніж аналіз за допомогою дерева відмов, оскільки при цьому необхідно розглянути всі можливі види відмов або аварійні ситуації для кожного елементу системи.

Наприклад, реле може відмовити з наступних причин:

• контакти не розімкнулися або не стулилися;

• запізнювання в замиканні або розмиканні контактів;

• коротке замикання контактів на корпус, джерело живлення, між контактами і в ланцюгах управління;

• брязкіт контактів (нестійкий контакт);

• контактна дуга, генерування перешкод;

• розрив обмотки;

• коротке замикання обмотки;

• низький або високий опір обмотки;

• перегрів обмотки.

---

Для кожного виду відмови аналізуються наслідки, намічаються методи усунення або компенсації відмов.

Додатково для кожної категорії повинен бути складений перелік необхідних перевірок.

Наприклад, для баків, ємкостей, трубопроводів цей перелік може включати наступне:

• змінні параметри (витрата, кількість, температура, тиск, насичення і т.д.);

• системи (нагріву, охолоджування, електроживлення, управління і т.д.);

• особливі стани (обслуговування, включення, виключення, заміна вмісту і т.д.);

• зміна умов або стану (дуже великі, дуже малі, гідроудар, осад, незмішуваність, вібрація, розрив, витік і т.д.)

Використовувані при аналізі форми документів подібні вживаним при виконанні попереднього аналізу небезпек, але в значній мірі деталізовані.

2. Аналіз критичності.

Цей вид аналізу передбачає класифікацію кожного елементу відповідно до ступеня його впливу на виконання загального завдання системою. Встановлюються категорії критичності для різних видів відмов:

категорія 1 – відмова, що приводить до додаткового незапланованого обслуговування;

категорія 2 – відмова, що приводить до затримок в роботі або втраті працездатності;

категорія 3 – відмова, що потенційно приводить до невиконання основного завдання;

категорія 4 – відмова, що потенційно приводить до жертв.

Даний метод не дає кількісної оцінки можливих наслідків або збитків, але дозволяє відповісти на наступні питання:

• який з елементів повинен бути підданий детальному аналізу з метою виключення небезпек, що приводять до виникнення аварій;

• який елемент вимагає особливої уваги в процесі виробництва;

• які нормативи вхідного контролю;

• де слід вводити спеціальні процедури, правила безпеки і інші захисні заходи;

• як найефективніше витратити засоби для запобігання аваріям.

Порівняльні дані різних методів аналізу.

1. Попередній аналіз небезпек – визначає небезпеки для системи і виявляє елементи для проведення аналізу за допомогою дерева відмов і аналізу наслідків. Частково співпадає з методом аналізу наслідків і аналізом критичності.

Переваги: є першим необхідним кроком.

Недоліки: не має

2. Аналіз за допомогою дерева відмов – починається з ініціюючої події, потім розглядаються альтернативні послідовності подій.

Переваги: широко застосовний, ефективний для опису взаємозв'язків відмов, їх послідовності і альтернативних відмов.

Недоліки: великі дерева відмов важкі в розумінні, потрібне використання складної логіки. Непридатні для детального вивчення.

3. Аналіз видів відмов і наслідків – розглядає всі види відмов по кожному елементу. Орієнтований на апаратуру.

Переваги: простий для розуміння, широко застосовний, несуперечливий, не вимагає застосування математичного апарату.

Недоліки: розглядає безпечні відмови, вимагає багато часу, часто не враховує поєднання відмов і людського чинника.

---

4. Аналіз критичності – визначає і класифікує елементи для удосконалення системи.

Переваги: простий для користування і розуміння, не вимагає застосування математичного апарату.

Недоліки: часто не враховує ергономіку, відмови із загальною причиною і взаємодію системи.

На практиці, при дослідженні небезпеки системи, найчастіше послідовно застосовуються різні методи (наприклад, попередній аналіз, потім - дерево відмов, потім – аналіз критичності і аналіз видів відмов і наслідків).

Для оцінки ефективності витрат, пов'язаних із зменшенням ризику, можна використовувати спрощений підхід, розглянутий раніше (графік Rт + Rсэ) або скористатися іншими.

Одним із способів оцінки зменшення ризику є порівняння оцінюваних витрат з очікуваними результатами в грошовому виразі. Цей вид аналізу суперечливий, оскільки вимагає оцінки безпеки для людського життя у вартісному виразі.

У дослідницькій лабораторії «Дженерал моторс» розроблений спосіб оцінки, що не стосується цієї проблеми, та зосереджує увагу на тривалості життя. Початкова передумова: засоби для скорочення ризику призначені збільшити тривалість життя.

У методі використовуються дані по всіх категоріях смертельного ризику і визначається їх вплив на тривалість життя незалежно для кожної категорії. У такий спосіб визначається можливість збільшення тривалості життя в літах або днях завдяки впровадженню заходів щодо зменшення ризику. У поєднанні з оцінками витрат це допомагає визначити ефективність таких заходів.

Головною метою при вивченні небезпек, властивих системі, є визначення причинних взаємозв'язків між висхідними аварійними подіями, що відносяться до устаткування, персоналу і навколишнього середовища і приводять до аварій в системі, а також відшукання способів усунення шкідливих дій шляхом перепроектування системи або її удосконалення.

Причинні взаємозв'язки можна встановити за допомогою одного з розглянутих методів, а потім піддати якісному і кількісному аналізам. Після того, як поєднання висхідних аварійних подій, що ведуть до виникнення небезпечних ситуацій в системі виявлені, система може бути вдосконалена і небезпеки зменшені.

Необхідно відзначити, що використання деяких із спрощено розглянутих вище методів вимагає роботи з складними логічними структурами; їх побудова і кількісний аналіз вимагає, щонайменше, твердих знань математичної логіки, булевої алгебри, теорії множин і інших складних розділів сучасної математики.

Учбове питання 3. Управління ризиком

Як підвищити рівень безпеки?

Це основне питання теорії і практики безпеки. Очевидно, що для цієї мети засобу можна витрачати по трьох напрямах:

1. Вдосконалення технічних систем і об'єктів;

2. Підготовка персоналу;

3. Ліквідація надзвичайних ситуацій.

Апріорі важко визначити співвідношення інвестицій по кожному напряму. Необхідний спеціальний аналіз з використанням конкретних даних і умов. Висновки можуть бути при цьому досить несподіваними. Перехід до ризику відкриває принципово нові можливості підвищення безпеки техносфери. До технічних, організаційних, адміністративним додаються економічні методи управління ризиком. До останніх відносяться: страхування, грошова компенсація збитку, платежі за ризик і ін.

---

Фахівці вважають за доцільне в законодавчому порядку ввести квоти за ризик.

Для розрахунку ризику необхідні обґрунтовані дані. Гостра потреба в даних в даний час визнана у всьому світі на національному і міжнародному рівні.

Необхідна ретельно аргументована розробка бази і банків даних і їх реалізація в умовах підприємства, регіону.

На практиці, управління ризиком означає проведення системи заходів, направлених на зниження вірогідності виникнення надзвичайних ситуацій, підвищення ступеня захищеності соціальної сфери від наслідків небезпечних подій, мінімізацію негативної дії чинників небезпеки і контроль за дотриманням відповідних норм і правил, передбачених чинним законодавством при ефективній взаємодії між виробництвом, населенням і державою в процесі формування необхідного рівня безпеки життєдіяльності суспільства. Одночасно ця умова є і головною метою даної концепції.

Згідно з поставленими цілями, формами і способами здійснення, передбачені заходи щодо зменшення ризику діляться на певні однотипні блоки або комплекси.

1) Комплекс заходів організаційно-виробничого напряму торкається загальних питань організації виробництва для забезпечення високого рівня безпеки і систем реагування на не штатні події. У загальних рисах він включає:

- створення центрів (штабів) контролю за безпечним функціонуванням виробництва і розвиток можливих надзвичайних ситуацій з відповідною матеріально-технічною і науково-практичною базою;

- створення спеціальних груп (або мобілізаційних шарів груп) швидкого реагування з урахуванням специфіки виробництва і характеру можливих надзвичайних ситуацій;

- забезпечення дії системи інформування виробничого персоналу про можливі небезпечні події і конкретні чини реагування (алгоритмів поведінки) на них;

- забезпечення необхідних передумов для можливої екстреної евакуації персоналу (або населення в зоні можливого ураження) і проведення ефективних аварійно-рятівних робіт.

2) Комплекс заходів інженерно-технічного напряму включає питання інженерно-технологічного рівня безпеки.

При цьому передбачається:

- створення проектної експертизи з питань техногенної безпеки з метою приведення інженерно-технологічних рішень у відповідність з вимогами безпеки на стадії проектування об'єктів виробництва;

- проведення досліджень з питань удосконалення технологічних процесів і впровадження в практику результатів цих робіт з погляду безпечної експлуатації;

- розробка і впровадження систем ефективного блокування і локалізації осередків аварії у межах промислової зони;

- створення захисних смуг і окремих інженерних конструкцій, що застережують проникнення наслідків надзвичайної ситуації за межі території об'єктів.

3) Комплекс заходів медико-організаційного напряму передбачає забезпечення початкової і тривалої медичної допомоги потерпілим в результаті можливої надзвичайної ситуації. Сюди відноситься:

---