Основи безпеки та теорія ризику

Введення.

Необхідною умовою існування людського суспільства є діяльність. Існує велика кількість видів діяльності, які охоплюють практичні, інтелектуальні і духовні процеси, що протікають в побуті, громадській, культурній, виробничій, науковій та інших сферах життя.

Модель процесу життєдіяльності в найбільш загальному вигляді можна представити що складається з двох елементів: людини і середовища її проживання. Між собою ці елементи дуже пов'язані двосторонніми зв'язками (рис.1).

Прямі зв'язку людини з середовищем очевидні.

Зворотні зв'язку обумовлені загальним законом реактивності матеріального світу.

Система "людина - середовище" є двухцелевой:

одна мета полягає у досягненні певного ефекту в процесі діяльності;

друга - у виключенні небажаних наслідків від цієї діяльності.

Іншими словами, навколишня природа розглядається людиною з двох протилежних позицій. З одного боку, для нормального існування нам необхідно забезпечувати стабільність всіх факторів навколишнього середовища. Наприклад, потепління, зміна тиску, вологості, рівня радіації, зменшення кількості рослин і т.д. може мати шкідливий вплив на людський організм. Наскільки важлива ця проблема, можна судити за збільшеною ролі "зелених" у політичному житті розвинених країн.

З іншого боку, життєдіяльність людини неможлива без згубного впливу на природу. Витяг корисних копалин, різні забруднення грунту, вод і повітря, виділення великої кількості тепла - ось лише невелика частина "наслідків" людської діяльності, які надають шкідливий вплив на навколишнє середовище.

Саме в одночасності цих двох сторін полягає протиріччя у взаємодії людини з природним середовищем. Людська практика дає підставу стверджувати, що будь-яка діяльність потенційно небезпечна (так звана "аксіома про потенційну небезпеку").

Тема взаємодії людини і навколишнього середовища виходить за межі будь-якої однієї науки або сфери людської діяльності. Це зумовило необхідність поява нової галузі знань - безпеки життєдіяльності (БЖД).

БЖД - комплексна дисципліна, що вивчає можливості забезпечення безпека людини стосовно до будь-якого виду людської діяльності.

БЖД вирішує три взаємопов'язані завдання:

Ідентифікація небезпек, тобто розпізнавання виду небезпеки із зазначенням її кількісних характеристик і координат небезпеки.

Захист від небезпек на основі зіставлення витрат і вигод.

Ліквідація можливих небезпек (виходячи з концепції залишкового ризику).

Теоретичні основи безпеки життєдіяльності.

Небезпека. Основні поняття і визначення.

Небезпека - це явище, процеси, об'єкти, здатні в певних умов завдавати шкоди здоров'ю людини безпосередньо чи опосередковано.

Небезпека зберігають всі системи, які мають енергію, хімічно або біологічно активні компоненти та ін

Дане визначення небезпеки в БЖД є найбільш загальним і включає такі поняття як небезпечні, шкідливі фактори виробництва, що вражають чинники і пр.

Існує кілька способів класифікації небезпек:

за природою походження:

а) природні;

б) технічні;

в) антропогенні;

г) екологічні;

д) змішані.

по локалізації:

а) пов'язані з літосферою;

б) пов'язані з гідросферою;

в) пов'язані з атмосферою;

г) пов'язані з космосом.

по викликуваним наслідків:

а) стомлення;

б) захворювання;

в) травма;

г) летальний результат і ін

Згідно з офіційним стандартом небезпеки поділяються на фізичні, хімічні, біологічні та психофізичні.

Фізичні небезпеки (рис.2) - рухомі машини і механізми, підвищена запиленість і загазованість повітря робочої зони, аномальна температура повітря, підвищений рівень шуму, вібрацій, звукових коливань і т.д.

Хімічні небезпеки - Загальнотоксичні, дратівливі, канцерогенні, мутагенні і т.д.

Біологічні небезпеки - патогенні мікроорганізми (в т.ч. віруси) і продукти їх життєдіяльності.

Психофізичні небезпеки - фізичні та нервово-психічні перевантаження.

Зазначені класифікації носять приватний характер, оскільки здійснюють класифікацію тільки з якого-небудь одній ознаці. Тому більш осяжний видається така класифікація.

Усі небезпеки (чинники, що призводять до появи небезпеки), по об'єкту впливу, часу і простору представляється доцільним розділити на три групи:

фактори, що безпосередньо впливають на оператора, ступінь впливу яких може накопичуватися або релаксувати в часі - фактори інкубаційного дії;

фактори миттєвої дії, що носять випадковий характер, вплив яких поширюється на оператора або локалізовано ноксосфери;

фактори екологічного впливу, як правило, опосредственного дії, які проявляються поза оператора, поза даного виробництва, але є наслідком реалізації конкретного технологічного процесу на даному виробництві.

Така класифікація є найбільш зручною при аналізі конкретного виробництва, тому що дозволяє виявити, спрогнозувати і дати кількісну оцінку можливих небезпек ще на ранніх стадіях технологічної підготовки виробництва.

Принципи, методи і засоби забезпечення безпеки.

У структурі загальної теорії безпеки принципи і методи грають значну роль і дають цілісне уявлення про зв'язки в даній галузі знання. Принципи, методи, засоби - це логічні етапи забезпечення безпеки. Вибір їх залежить від конкретних умов діяльності, рівня небезпеки, вартості та інших критеріїв.

Принципів забезпечення безпеки багато. Їх можна класифікувати за кількома ознаками. Наприклад, орієнтують, технічні, організаційні, управлінські.

Орієнтують: активності оператора, гуманізації діяльності, деструкції, заміни оператора, класифікації, ліквідації небезпеки, системності, зниження небезпеки.

Технічні: блокування, вакуумування, герметизації, захисту відстанню, компресії, міцності, слабкої ланки, флегматизації, екранування.

Організаційні: захист часом, інформації, резервування, несумісності, нормування, підбору кадрів, послідовності, резервування, ергономічності.

Управлінські: адекватності, контролю, зворотного зв'язку, відповідальності, плановості, стимулювання, управління, ефективності.

Розглянемо детальніше деякі принципи.

Принцип нормування полягає у встановленні таких параметрів, дотримання яких забезпечує захист людини від відповідної небезпеки. Наприклад, гранично допустима концентрація (ГДК), гранично допустимий рівень (ГДР), норми перенесення і підйому ваги, тривалість трудової діяльності та ін

Принцип слабкої ланки полягає в тому, що в аналізовану систему (об'єкт) з метою забезпечення безпеки вводиться елемент, який влаштований так, що сприймає або реагує на зміну відповідного параметра, запобігаючи небезпечне явище. Приклади реалізації даного принципу: запобіжні клапани, розривні мембрани, захисне заземлення, громовідводи, запобіжники та ін

Принцип інформації полягає у передачі і засвоєнні персоналом відомостей, виконання яких забезпечує відповідний рівень безпеки, попереджувальні написи, маркування обладнання та ін

Принцип класифікації (категорирования) полягає в розподілі об'єктів на класи і категорії за ознаками, що з небезпеками. Приклади: санітарно-захисні зони (5 класів), категорії виробництва (приміщень) за вибухо-пожежної небезпеки (А, Б, В, Г, Д) і ін

Для визначення методів забезпечення безпеки дамо визначення наступних понять:

Ноксосфери - простір, в якому постійно існують або періодично виникають небезпеки.

Гомосфера - простір (робоча зона), де знаходиться людина в процесі аналізованої діяльності.

Поєднання гомосфери і ноксосфери з позиції безпеки неприпустимо, але це не завжди вдається.

На підставі аналізу можливих небезпек і їх наслідків можна виявити загальні закономірності, на базі яких сформульовані три найбільш загальних методу захисту від небезпек:

Просторове і (або) тимчасовий поділ гомосфери і ноксосфери. Це досягається засобами дистанційного управління, автоматизації, роботизації, спеціальної організації та ін

Нормалізація ноксосфери шляхом виключення або зменшення кількісних характеристик небезпеки. Це сукупність заходів, що захищають людину від шуму, газу, пилу та ін засобами колективного захисту.

Адаптація людини до умов ноксосфери і підвищення його захищеності. Метод реалізує можливості професійного відбору, навчання, психологічного впливу, застосування засобів індивідуального захисту.

У реальних умовах реалізується комбінація всіх трьох факторів.

Засоби забезпечення безпеки.

Засоби забезпечення безпеки поділяються на засоби колективного (СКЗ) та індивідуального захисту (ЗІЗ). У свою чергу, СКЗ та ЗІЗ поділяються на групи в залежності від характеру небезпек, конструктивного виконання, області застосування і т.д.

ТЕОРІЯ РИЗИКУ

Основні положення теорії ризику.

Однією з основних завдань БЖД є визначення кількісних характеристик небезпеки (ідентифікація). Тільки знаючи ці характеристики можна на базі загальних методів розробити ефективні приватні методи забезпечення безпеки і оцінювати існуючі технічні системи та об'єкти з точки зору їх безпеки для людини.

При аналізі технічних систем широко використовується поняття надійності.

Надійність - властивість об'єкта виконувати і зберігати в часі задані йому функції в заданих режимах і умовах застосування, технічного обслуговування, ремонтів, зберігання і транспортування.

Надійність є внутрішньою властивістю об'єкта. Воно проявляється у взаємодії цього об'єкта з іншими об'єктами всередині технічної системи, а також із зовнішнім середовищем, що є об'єктом, з яким взаємодіє сама технічна система відповідно до її призначення. Це властивість визначає ефективність функціонування технічної системи в часі через свої показники. Будучи комплексним властивістю, надійність об'єкта (залежно від його призначення та умов експлуатації) оцінюється через показники приватних властивостей - безвідмовності, довговічності, ремонтопридатності і збереженості - окремо або певному поєднанні.

При аналізі безпеки технічної системи, характеристики її надійності не дають вичерпної інформації. Необхідно провести аналіз можливих наслідків відмов технічної системи в сенсі збитку, що наноситься обладнанню та наслідків для людей, що знаходяться поблизу нього. Таким чином, розширення аналізу надійності, включення до нього розгляду наслідків, очікувану частоту їх появи, а також збиток, спричинений втратами обладнання та людськими жертвами, і є оцінкою ризику. Кінцевим результатом вивчення ступеня ризику може бути, наприклад, таке твердження: "Можливе число людських жертв протягом року в результаті відмови дорівнює N людина".

Таким чином, можна дати таке визначення ризику: ризик - частота реалізації небезпек. Кількісна оцінка ризику - це відношення кількості тих чи інших несприятливих наслідків їх можливого числу за певний період.

Приклад. Визначити ризик загибелі людини на виробництві за рік, якщо відомо, що щорічно гине близько n = 14000 чоловік, а чисельність працюючих складає N = 140 млн. чоловік:

З точки зору суспільства в цілому цікаво порівняння отриманої величини із ступенем ризику звичайних умов людського життя, для того щоб отримати уявлення прийнятному рівні ризику і мати основу для прийняття відповідних рішень.

За даними американських вчених індивідуальний ризик загибелі з різних причин, по відношенню до всього населення США за рік становить:

Таким чином, повна безпека не може бути гарантована нікому, незалежно від способу життя.

При зменшенні ризику нижче рівня 1? 10-6 на рік громадськість не виражає надмірної заклопотаності і тому рідко вживаються спеціальні заходи для зниження ступеня ризику (ми не проводимо своє життя в страху загинути від удару блискавки). Грунтуючись на цій передумові, багато фахівців приймають величину 1? 10-6 як той рівень, до якого слід прагнути, встановлюючи ступінь ризику для технічних об'єктів. У багатьох країнах ця величина закріплена в законодавчому порядку. Незначою вважається ризик 1? 10-8 на рік.

Необхідно зазначити, що оцінку ризику тих чи інших подій можна робити тільки при наявності достатньої кількості статистичних даних. В іншому випадку дані будуть не точні, так як тут йде мова про так званих "рідкісних явищах", до яких класичний імовірнісний підхід не застосовний. "Так, наприклад, до чорнобильської аварії ризик загибелі в результаті аварії на атомній електростанції оцінювався в 2? 10-10 на рік ".

Аналіз ризику дозволяє виявити найбільш небезпечні діяльності людини. За даними американських вчених частота нещасних випадків зі смертельним результатом становить (за часом доби) (рис.3):

Рис. 3. Найбільш небезпечні діяльності людини.

Таким чином, повинні розглядатися всі технічні та соціальні аспекти в їх взаємозв'язку. При цьому можливо забезпечити прийнятний ризик, який поєднує в собі технічні, економічні, соціальні та політичні аспекти і є певний компроміс між рівнем безпеки й можливостями її досягнення.

Спрощений приклад визначення прийнятного ризику можна проілюструвати графіком (мал. 5):

Витрачаючи надмірні кошти на підвищення надійності технічних систем, можна завдати шкоди соціальній сфері. Величина прийнятного ризику визначається рівнем розвитку суспільства і темпами науково - технічного прогресу.

Початковий імпульс до створення чисельних методів оцінки надійності був даний авіаційною промисловістю. Після першої світової війни у ​​зв'язку зі збільшенням інтенсивності польотів та авіакатастроф були вироблені критерії надійності для літаків і вимоги до рівня безпеки. Зокрема, проведено порівняльний аналіз одномоторних і багатомоторних літаків з точки зору успішного завершення польоту і вироблені вимоги щодо частоти аварій, віднесених до 1ч. польотного часу. До 1960р., Наприклад, було встановлено, що одна катастрофа припадає в середньому на 1млн. посадок. Таким чином, для автоматичних систем посадки літаків можна було б встановити вимоги за рівнем ризику, що не перевищує однієї катастрофи на 1? 107 посадок.

Подальший розвиток математичного апарату надійності стосовно до складних систем послідовного типу показало неможливість застосування старого закону "ланцюг не міцніше, ніж найслабше її ланка". Був отриманий закон твори для послідовних елементів:

Таким чином, в системі послідовного типу надійність окремих елементів повинна бути значно вище для задовільного функціонування системи.

У 40-і роки збільшення надійності йшов по шляху поліпшення конструкційних матеріалів, підвищення точності і якості виготовлення та складання виробів. Велика увага приділялася технічному обслуговуванню і ремонту устаткування (до тих пір, поки міністерство оборони США не виявило, що річна вартість обслуговування обладнання складає 2 $ за кожен 1 $ його вартості; тобто при 10-річний термін його експлуатації необхідно 20млн. $ на утримання обладнання вартістю 1млн. $).

У подальшому від аналізу надійності технічних систем почали переходити до оцінки ризику, включивши в аналіз помилкові дії оператора. Сильний поштовх розвитку теорії надійності дала військова техніка - вимога ураження цілі "з одного пострілу".

Розвиток космонавтики та ядерної енергетики, ускладнення авіаційної техніки призвело до того, що вивчення безпеки систем було виділено в незалежну окрему область діяльності. У 1969р. МО США прийняло стандарт MIL - STD - 882 "Програма щодо забезпечення надійності систем, підсистем та обладнання": Вимоги як основного стандарту для всіх промислових підрядників з військових програмах. А паралельно МО розробило вимоги по надійності, працездатності і ремонтопридатності промислових виробів.

Методика вивчення ризику.

Вивчення ризику проводиться в три стадії

Перша стадія: попередній аналіз небезпеки.

Ризик найчастіше пов'язаний з безконтрольним звільненням енергії або витоками токсичних речовин (фактори миттєвої дії). Зазвичай одні відділення підприємства становлять велику небезпеку, ніж інші, тому в самому початку аналізу слід розбити підприємство, для того щоб виявити такі ділянки виробництва або його компоненти, які є вірогідними джерелами безконтрольних витоків. Тому першим кроком буде:

Виявлення джерел небезпеки (наприклад, чи можливі витоку отруйних речовин, вибухи, пожежі і т.д.?);

Визначення частин системи (підсистем), які можуть викликати ці небезпечні стану (хімічні реактори, ємності і сховища, енергетичні установки та ін)

Засобами для досягнення розуміння небезпек в системі є інженерний аналіз і детальний розгляд навколишнього середовища, процесу роботи і самого обладнання. При цьому дуже важливо знання ступеня токсичності, правил безпеки, вибухонебезпечних умов, проходження реакцій, корозійних процесів, умов возгораемости і т.д.

Перелік можливих небезпек є основним інструментом в їх виявленні. Фірма "Боїнг" використовує наступний перелік:

Звичайне паливо.

Рухове паливо.

Инициирующие вибухові речовини.

Заряджені електричні конденсатори.

Акумуляторні батареї.

Статичні електричні заряди.

Ємності під тиском.

Пружинні механізми.

Підвісні пристрої.

Газогенератори.

Електричні генератори.

Джерела високочастотного випромінювання.

Радіоактивні джерела випромінювання.

Падаючі предмети.

Катапультовано предмети.

Нагрівальні прилади.

Насоси, вентилятори.

Обертові механізми.

Приводні пристрої.

Ядерна техніка.

і т.д.

Процеси та умови, що представляють небезпеку:

Розгін, гальмування.

Забруднення.

Корозія.

Хімічна реакція (дисипація, заміщення, окиснення).

Електричні: ураження струмом; опік; непередбачувані включення; відмови джерела живлення; електромагнітні поля.

Вибухи.

Пожежі.

Нагрівання і охолодження: висока температура, низька температура; зміна температури.

Витоку.

Волога: висока вологість, низька вологість.

Тиск: висока; низька; швидка зміна.

Випромінювання: термічне; електромагнітне; іонізуюче; ультрафіолетове.

Механічні удари і т.д.

Зазвичай необхідні певні обмеження на аналіз технічних систем і навколишнього середовища (Наприклад, нераціонально в деталях вивчати параметри ризику, пов'язаного з руйнуванням механізму або пристрою в результаті авіакатастрофи, тому що це рідкісне явище, проте потрібно передбачати захист від таких рідкісних явищ при аналізі ядерних електростанцій, тому що це тягне за собою велику кількість жертв). Тому необхідний наступний крок.

Введення обмежень на аналіз ризику (наприклад, потрібно вирішити, чи буде він включати детальне вивчення ризику в результаті диверсій, війни. Помилок людей, ураження блискавкою, землетрусів і т.д.).

Таким чином, метою першої стадії аналізу ризику є визначення системи і виявлення в загальних рисах потенційних небезпек.

Небезпеки після їх виявлення, характеризуються відповідно до викликаються ними наслідками.

Характеристика проводиться відповідно до категорій критичності:

1 клас - пренебрежимо ефекти;

2 клас - граничні ефекти;

3 клас - критичні ситуації;

4 клас - катастрофічні наслідки.

Надалі необхідно намітити попереджувальні заходи (якщо таке можливо) для виключення небезпек 4-го класу (3-го, 2-го) або зниження класу небезпеки. Можливі рішення, які треба розглянути, подаються у вигляді алгоритму, званого деревом рішень для аналізу небезпек.

Після цього можна прийняти необхідні рішення щодо внесення виправлень у проект в цілому або змінити конструкцію обладнання, змінити цілі та функції і внести нештатні дії з використанням запобіжних і запобіжних пристроїв.

Типова форма, що заповнюється при проведенні попереднього аналізу ризику має такий вигляд (рис.7.).

Рис.7. Типова форма для проведення попереднього аналізу.

Апаратура або функціональний елемент, піддаються аналізу.

Відповідна фаза роботи системи або вид операції.

Аналізований елемент апаратури або операція, що є за своєю природою небезпечними.

Стан, небажана подія або помилка, які можуть бути причиною того, що небезпечний елемент викличе певне небезпечний стан.

Небезпечний стан, який може бути створено в результаті взаємодії елементів у системі або системи в цілому.

Небажані події або дефекти, які можуть викликати небезпечний стан, що веде до певного типу можливої ​​аварії.

Будь-яка можлива аварія, яка виникає в результаті певного небезпечного стану.

Можливі наслідки потенційної аварії у разі її виникнення.

Якісна оцінка потенційних наслідків для кожного небезпечного стану у відповідності з наступними критеріями:

клас 1 - безпечний (стан, пов'язаний з помилками персоналу, недоліками конструкції або її невідповідністю проекту, а також неправильною роботою), не призводить до суттєвих порушень і не викликає пошкоджень обладнання та нещасних випадків з людьми;

клас 2 - граничний (стан, пов'язаний з помилками персоналу, недоліками конструкції або її невідповідністю проекту, а також неправильною роботою), призводить до порушень в роботі, може бути компенсовано або взято під контроль без пошкоджень обладнання або нещасних випадків з персоналом;

клас 3 - критичний: (стан, пов'язане з помилками персоналу, недоліками конструкції або її невідповідністю проекту, а також неправильною роботою), призводить до суттєвих порушень у роботі, пошкодженню обладнання та створює небезпечну ситуацію, ситуацію вимагає негайних заходів з порятунку персоналу та обладнання;

клас 4 - катастрофічний (стан, пов'язаний з помилками персоналу, недоліками конструкції або її невідповідністю проекту, а також неправильною роботою), призводить до подальшої втрати обладнання і (або) загибелі або масового травмування персоналу.

Рекомендовані захисні заходи для виключення або обмеження виявлених небезпечних станів і (або) потенційних аварій; рекомендовані превентивні заходи повинні включати вимоги до елементів конструкції, введення захисних пристосувань, зміна конструкцій, запровадження спеціальних процедур та інструкцій для персоналу.

Слід реєструвати введені превентивні заходи та стежити за складом інших дійових превентивних заходів.

Таким чином попередній аналіз небезпеки являє собою першу спробу виявити обладнання технічної системи та окремі події, які можуть призвести до виникнення небезпек і виконується на початковому етапі розробки системи.

Приклад попереднього аналізу небезпеки хімічного реактора:

Друга стадія: виявлення послідовності небезпечних ситуацій.

Друга стадія починається після того, як визначена конфігурація системи та завершено попередній аналіз небезпек. Подальше дослідження проводять за допомогою двох основних аналітичних методів:

побудови дерева подій;

побудови дерева відмов.

Розглянемо побудову дерева подій і дерева відмов на прикладі ядерного реактора.

Нехай на першій стадії (попередній аналіз небезпеки) було встановлено, що найбільший ризик пов'язаний з радіоактивними витоками, а підсистемою, з якої починається ризик, є система охолодження реактора (рис.8).

Рис.8. Сім головних завдань, що вирішуються при аналізі безпеки реактора.

Аналіз ризику на другій стадії починається з простеження послідовності можливих подій, починаючи від ініціюючого події (руйнування трубопроводу холодильної установки), імовірність якого дорівнює РА.

Звернемося до блоку 1 і розглянемо дерево подій (рис.9). Аварія починається з руйнування трубопроводу, що має ймовірність виникнення РА. Далі аналізуються можливі варіанти розвитку подій, які можуть піти за руйнуванням трубопроводу.

На основі аналізу можливих подій будується дерево відмов (рис.9). При цьому виконується правило: верхня гілка відповідає бажаному події ("успіх"), нижня небажаного ("відмова").

А - поломка трубопроводу; У - електроживлення; С - автоматична система охолодження реактора; D - видалення радіоактивних продуктів; Е - цілісність замкнутого контуру.

Рис.9. Спосіб спрощення дерева подій.

На практиці дерево відмов аналізують за допомогою звичайної інженерної логіки і спрощують, відкидаючи "непотрібні" події.

Наприклад, якщо відсутнє електроживлення (В), то ніякі дії, передбачені на випадок аварії, не можуть проводитися (не працюють насоси, системи охолодження і т.д.). У результаті, спрощене дерево відмов не містить вибору у разі відсутності електроживлення і т.д.

Таким чином, друга стадія закінчується визначенням всіх можливих варіантів відмов у системі та перебуванням значень ймовірності для цих варіантів.

Третя стадія: аналіз наслідків.

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

За даними дерева відмов і отриманим значенням ймовірності можливих відмов можна побудувати гістограму частот для різних величин витоків (на прикладі ядерного реактора).

Рис.10. Гістограма частот для різних величин витоків.

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

Рис.11. 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 елемента за іншим аналізуються всі можливі види відмов або аварійні ситуації та виявляють їх результуючі впливу на систему. Окремі аварійні ситуації та види відмов елементів виявляються і аналізуються для того щоб визначити їх вплив на інші сусідні елементи і систему в цілому.

Аналіз видів відмов і наслідками значно більш детальний, ніж аналіз за допомогою дерева відмов, тому що при цьому необхідно розглянути всі можливі види відмов або аварійні ситуації для кожного елемента системи

Наприклад, реле може відмовити з наступних причин:

контакти не розімкнулися або не зімкнулися;

запізнювання в замиканні або розмиканні контактів;

коротке замикання контактів на корпус, джерело живлення, між контактами і в колах керування;

дребезг 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, ємностей, трубопроводів цей перелік може включати наступне:

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

системи (нагрівання, охолодження, електроживлення, управління і т.д.);

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

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

Використовувані при аналізі форми документів подібні застосовуваним при виконанні попереднього аналізу небезпек, але значною мірою деталізований.

2. Аналіз критичності.

Цей вид аналізу передбачає класифікацію кожного елемента відповідно зі ступенем його впливу на виконання спільного завдання системою. Встановлюються категорії критичності для різних видів відмов:

категорія 1 - відмова, що призводить до додаткового незапланованого обслуговування;

категорія 2 - відмова, що призводить до затримок в роботі або втрати працездатності;

категорія 3 - відмова, потенційно призводить до невиконання основного завдання;

категорія 4 - відмова, потенційно призводить до жертв.

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

який з елементів має бути підданий детальному аналізу з метою виключення небезпек, що призводять до виникнення аварій;

який елемент вимагає особливої ​​уваги в процесі виробництва;

які нормативи вхідного контролю;

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

як найбільш ефективно витратити кошти для запобігання аварій.

Порівняльні дані різних методів аналізу.

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

Переваги: ​​є першим необхідним кроком.

Недоліки: немає.

Аналіз за допомогою дерева відмов - починається з ініціювання події, потім розглядаються альтернативні послідовності подій.

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

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

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

Переваги: ​​простий для розуміння, широко застосуємо, непротиворечив, не вимагає застосування математичного апарату.

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

Аналіз критичності - визначає і класифікує елементи для вдосконалення системи.

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

Недоліки: часто не враховує ергономіку, відмови з загальної причиною і взаємодія 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 зі зменшенням ризику, можна використовувати спрощений підхід, розглянутий раніше (графік Rт + Rсе) або скористатися іншими.

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

У дослідницькій лабораторії "Дженерал моторс" розроблено спосіб оцінки, не стосується цієї проблеми, зосереджуючи увагу на тривалості життя. Вихідна передумова: кошти 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. Таким способом визначається можливість збільшення тривалості життя в роках або днях завдяки впровадженню заходів щодо зменшення ризику. У поєднанні з оцінками витрат це допомагає визначити ефективність таких заходів (рис.3).

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

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

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