ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 671
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, ys–1 < y ≤ ys . (10.13)
… …
Pk, yk–1 < y < y,,
0, yk< y < ∞ .
из формул (10.11)и (10.13)следует, что никакие точки, обозначающие отдельные события, не могут лежать выше F/Y-кривой.
Функция плотности распределения (плотность вероятности) для непрерывной случайной величины материальных потерь при аварии G:
(10.14)
Рассматриваются основные числовые характеристики случайных величин. Математическое ожидание, мода, медиана и дисперсия характеризуют положение и разброс значений случайной величины на числовой оси.
Математическое ожидание дискретной случайной величины N определяется как
(10.15)
Если ввести в рассмотрение случайную величину числа рискующих попасть в аварию U, то можно записать общее выражение среднего группового индивидуального риска Rинд как математическое ожидание частного случайных величин N и U:
(10.16)
где КN / U – корреляционный момент случайных величин N и 1/U.
В частном случае при U = const:
(10.17)
где u – общее число людей, подвергающихся риску.
Математическое ожидание непрерывной случайной величины G (ожидаемый ущерб) определяется как
(10.18)
Полный ожидаемый вред/ущерб от аварии определяется как математическое ожидание случайной величины, определяемой как коллективным риском, так и ожидаемым ущербом:
(10.19)
где Н – стоимостная оценка человеческой жизни.
Дисперсия случайной величины Y – математическое ожидание квадрата соответствующей центрированной величины
.
Таким образом, при анализе риска необходимо учитывать следующие рекомендации и выводы:
1) при количественной оценке риска аварии ОПО задача максимум – определить полный ряд распределения рассматриваемых случайных величин X,D и N, построить F/Y-кривые или функцию плотности вероятности потерь G от аварии, а задача минимум – построить репрезентативный статистический ряд Y и оценить основные числовые характеристики случайных величин материальных G и людских N потерь – математическое ожидание, моду и дисперсию;
2) использование более полного набора достоверных количественных показателей позволяет более обоснованно оценивать риск аварии и, соответственно, предлагать рекомендации, направленные на обеспечение промышленной безопасности ОПО;
3) применение в промышленности новых технологий, использование нетрадиционных технических решений не предполагает быстрого получения достаточного числа статистически достоверных данных по аварийности, а также безотказности эксплуатируемого оборудования. Расчеты вероятности аварийных ситуаций, как правило, необходимы для сравнительного анализа различных вариантов, обоснования и оптимизации предлагаемых мер безопасности.
Контрольные вопросы
1. Применение распределения Пуассона для оценки риска аварий.
2. Как можно оценить степень риска поражения людей и нанесения ущерба при авариях?
3. С помощью каких величин анализируют аварии на ОПО?
11. Обеспечение надежности
11.1. Организация работ по обеспечению надёжности
Решение проблем надёжности зависит не только от того, насколько глубоко разработаны теория надёжности и инженерные методы, но также и от того, как организована работа по обеспечению надёжности.
Чтобы объект был надёжным в работе, необходимо осуществить в определенной последовательности комплекс мероприятий на всех стадиях его разработки, изготовления и использования. Содержание таких мероприятий и их последовательность различны для разных видов объектов, так как при разработке мер по обеспечению надёжности должны учитываться особенности объекта, способы его изготовления и условия использования.
Перечень мероприятий по обеспечению надёжности объекта на всех этапах его разработки, изготовления и эксплуатации с указанием сроков и исполнителей называется программой обеспечения надёжности (ПОН) объекта.Особенность такой программы в том, что она объединяет усилия большого числа исполнителей и выполняется на протяжении значительного периода времени.
Программа обеспечения надежности разрабатывается отдельно для каждого из трех этапов создания объекта.
1. Предварительные исследования объекта, в ходе которых анализируются требования к объекту, изучается объём и характер информации, а также форма ее представления (передача по каналам связи и др.), выбирается техническое обеспечение с учётом возможности удовлетворения заявок на оборудование; изучаются характеристики надежности изделий, предназначенных для оборудования объекта; в случае необходимости проводятся специальные испытания материалов, комплектующих элементов и аппаратуры с целью проверки характеристик, влияющих на надежность (сопротивляемость износу и старению, устойчивость работы при воздействии неблагоприятных факторов и т. п.).
2. Техническое проектирование объекта, в ходе которого решаются следующие вопросы обеспечения надёжности: обоснование выбора структуры объекта и математического обеспечения; выбор методов контроля за правильностью работы объекта и его техническим состоянием; обеспечение рабочих режимов работы элементов аппаратуры в пределах заданных технических условий; защита элементов от неблагоприятных воздействий; выбор способа резервирования. Решение этих вопросов сопровождается расчётами, испытаниями, математическим и физическим моделированием.
3. Производство и эксплуатация объекта; на протяжении этого этапа продолжается работа по обеспечению надежности: выбор оптимальной технологии и программы производственных испытаний, оптимизация обслуживания объекта, обеспечение запасными изделиями, организация ремонта, сбор информации о надежности объекта в процессе эксплуатации.
Успешное выполнение программы обеспечения надежности зависит от качества организационного, технического, информационного и методологического обеспечения.
Организационное обеспечение – планирование и реализация работ по обеспечению надежности; организация служб надежности; планирование экономических, административных и правовых отношений между заказчиком, разработчиком и изготовителем продукции.
Техническое обеспечение определяется экспериментальной и производственной базой, уровнем технологии и метрологии.
Информационное обеспечение
– сбор, накопление, обработка и использование данных о процессах разработки и эксплуатации систем, результатов анализа отказов и дефектов, данных об изменении документации, нарушении стабильности производства и других факторах отклонений от плана разработки и применения техники, а также данных по принятым мерам для предупреждения этих отклонений и защиты от их последствий.
Методологическое обеспечение включает в себя теоретическую базу и инженерные методы анализа надежности систем на различных стадиях разработки, а также методы и алгоритмы, которые используются при реализации и анализе результатов внедрения программ обеспечения надёжности.
Типовая программа обеспечения надежности состоит из четырёх разделов, в которых указываются общие положения, работы и мероприятия по обеспечению надёжности, методическое обеспечение и порядок контроля за выполнением ПОН и ее корректировки.
В частности, раздел 1 содержит исходные данные для разработки ПОН сложной системы (сведения о назначении и структуре, эксплуатационно-технические характеристики, пути обеспечения надежности, условия эксплуатации). Здесь же приводится перечень ПОН подсистем. Он содержит требования, предъявляемые к надежности подсистем, и научно-технические проблемы, которые должны быть решены при создании сложной системы.
Для наглядности и обобщения опыта реализации ПОН, возможности использования при машинной обработке материалы разделов 2–4 оформляют
в виде таблиц (табл. 11.1–11.5).
Таблица 11.1
Работы и мероприятия по обеспечению надёжности
Таблица 11.2
Распределение работ и мероприятий по типовым отказам
… …
Pk, yk–1 < y < y,,
0, yk< y < ∞ .
из формул (10.11)и (10.13)следует, что никакие точки, обозначающие отдельные события, не могут лежать выше F/Y-кривой.
Функция плотности распределения (плотность вероятности) для непрерывной случайной величины материальных потерь при аварии G:
(10.14)Рассматриваются основные числовые характеристики случайных величин. Математическое ожидание, мода, медиана и дисперсия характеризуют положение и разброс значений случайной величины на числовой оси.
Математическое ожидание дискретной случайной величины N определяется как
(10.15)Если ввести в рассмотрение случайную величину числа рискующих попасть в аварию U, то можно записать общее выражение среднего группового индивидуального риска Rинд как математическое ожидание частного случайных величин N и U:
(10.16) где КN / U – корреляционный момент случайных величин N и 1/U.
В частном случае при U = const:
(10.17)где u – общее число людей, подвергающихся риску.
Математическое ожидание непрерывной случайной величины G (ожидаемый ущерб) определяется как
(10.18)Полный ожидаемый вред/ущерб от аварии определяется как математическое ожидание случайной величины, определяемой как коллективным риском, так и ожидаемым ущербом:
(10.19)где Н – стоимостная оценка человеческой жизни.
Дисперсия случайной величины Y – математическое ожидание квадрата соответствующей центрированной величины
.Таким образом, при анализе риска необходимо учитывать следующие рекомендации и выводы:
1) при количественной оценке риска аварии ОПО задача максимум – определить полный ряд распределения рассматриваемых случайных величин X,D и N, построить F/Y-кривые или функцию плотности вероятности потерь G от аварии, а задача минимум – построить репрезентативный статистический ряд Y и оценить основные числовые характеристики случайных величин материальных G и людских N потерь – математическое ожидание, моду и дисперсию;
2) использование более полного набора достоверных количественных показателей позволяет более обоснованно оценивать риск аварии и, соответственно, предлагать рекомендации, направленные на обеспечение промышленной безопасности ОПО;
3) применение в промышленности новых технологий, использование нетрадиционных технических решений не предполагает быстрого получения достаточного числа статистически достоверных данных по аварийности, а также безотказности эксплуатируемого оборудования. Расчеты вероятности аварийных ситуаций, как правило, необходимы для сравнительного анализа различных вариантов, обоснования и оптимизации предлагаемых мер безопасности.
Контрольные вопросы
1. Применение распределения Пуассона для оценки риска аварий.
2. Как можно оценить степень риска поражения людей и нанесения ущерба при авариях?
3. С помощью каких величин анализируют аварии на ОПО?
11. Обеспечение надежности
11.1. Организация работ по обеспечению надёжности
Решение проблем надёжности зависит не только от того, насколько глубоко разработаны теория надёжности и инженерные методы, но также и от того, как организована работа по обеспечению надёжности.
Чтобы объект был надёжным в работе, необходимо осуществить в определенной последовательности комплекс мероприятий на всех стадиях его разработки, изготовления и использования. Содержание таких мероприятий и их последовательность различны для разных видов объектов, так как при разработке мер по обеспечению надёжности должны учитываться особенности объекта, способы его изготовления и условия использования.
Перечень мероприятий по обеспечению надёжности объекта на всех этапах его разработки, изготовления и эксплуатации с указанием сроков и исполнителей называется программой обеспечения надёжности (ПОН) объекта.Особенность такой программы в том, что она объединяет усилия большого числа исполнителей и выполняется на протяжении значительного периода времени.
Программа обеспечения надежности разрабатывается отдельно для каждого из трех этапов создания объекта.
1. Предварительные исследования объекта, в ходе которых анализируются требования к объекту, изучается объём и характер информации, а также форма ее представления (передача по каналам связи и др.), выбирается техническое обеспечение с учётом возможности удовлетворения заявок на оборудование; изучаются характеристики надежности изделий, предназначенных для оборудования объекта; в случае необходимости проводятся специальные испытания материалов, комплектующих элементов и аппаратуры с целью проверки характеристик, влияющих на надежность (сопротивляемость износу и старению, устойчивость работы при воздействии неблагоприятных факторов и т. п.).
2. Техническое проектирование объекта, в ходе которого решаются следующие вопросы обеспечения надёжности: обоснование выбора структуры объекта и математического обеспечения; выбор методов контроля за правильностью работы объекта и его техническим состоянием; обеспечение рабочих режимов работы элементов аппаратуры в пределах заданных технических условий; защита элементов от неблагоприятных воздействий; выбор способа резервирования. Решение этих вопросов сопровождается расчётами, испытаниями, математическим и физическим моделированием.
3. Производство и эксплуатация объекта; на протяжении этого этапа продолжается работа по обеспечению надежности: выбор оптимальной технологии и программы производственных испытаний, оптимизация обслуживания объекта, обеспечение запасными изделиями, организация ремонта, сбор информации о надежности объекта в процессе эксплуатации.
Успешное выполнение программы обеспечения надежности зависит от качества организационного, технического, информационного и методологического обеспечения.
Организационное обеспечение – планирование и реализация работ по обеспечению надежности; организация служб надежности; планирование экономических, административных и правовых отношений между заказчиком, разработчиком и изготовителем продукции.
Техническое обеспечение определяется экспериментальной и производственной базой, уровнем технологии и метрологии.
Информационное обеспечение
– сбор, накопление, обработка и использование данных о процессах разработки и эксплуатации систем, результатов анализа отказов и дефектов, данных об изменении документации, нарушении стабильности производства и других факторах отклонений от плана разработки и применения техники, а также данных по принятым мерам для предупреждения этих отклонений и защиты от их последствий.
Методологическое обеспечение включает в себя теоретическую базу и инженерные методы анализа надежности систем на различных стадиях разработки, а также методы и алгоритмы, которые используются при реализации и анализе результатов внедрения программ обеспечения надёжности.
Типовая программа обеспечения надежности состоит из четырёх разделов, в которых указываются общие положения, работы и мероприятия по обеспечению надёжности, методическое обеспечение и порядок контроля за выполнением ПОН и ее корректировки.
В частности, раздел 1 содержит исходные данные для разработки ПОН сложной системы (сведения о назначении и структуре, эксплуатационно-технические характеристики, пути обеспечения надежности, условия эксплуатации). Здесь же приводится перечень ПОН подсистем. Он содержит требования, предъявляемые к надежности подсистем, и научно-технические проблемы, которые должны быть решены при создании сложной системы.
Для наглядности и обобщения опыта реализации ПОН, возможности использования при машинной обработке материалы разделов 2–4 оформляют
в виде таблиц (табл. 11.1–11.5).
Таблица 11.1
Работы и мероприятия по обеспечению надёжности
| Работы и мероприятия | Характер | Действительность | Отказ | Исполнитель | Методическое обеспечение | Срок | Отчетность | Примечание | |
| Шифр | Формулировка | ||||||||
| | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
Таблица 11.2
Распределение работ и мероприятий по типовым отказам
| Типовой отказ | Изделие | Период эксплуатации | Опасность появления | Опасность последствий | Мероприятия | Примечание | |||
| Шифр | Формулировка | Предупре- дительные | Контрольные | Защитные | |||||
| | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |