Методика количественного анализа безопасности с помощью дерева отказов
Событие — это авария, травма, отказ от какого-то элемента или устройства.
Частота этих событий связана с количеством работающих и продолжительности работы. Частота событий трактуется как вероятность, лежащая между 0 и 1.
Дерево отказов — разновидность графа. Строится от начального события , которое является аварией, несчастным случаем.
1. Нормальные — события характеризующие ожидаемый (нормальный) ход рассматриваемого процесса. Например работник пришел и включил станок, либо при аварии какого-то устройства включается резервное устройство.
2. Если нормальное событие не появляется определенное время оно рассматривается как отказ.
— первичный (событие вызванное особенностями самого элемента системы, например, его износом или производственным дефектом);
— вторичный (событие вызванное внешними причинами (отказ других элементов, отклонение условий внешней среды и т.д.);
— ошибочная команда. Это неправильный сигнал управления, ошибочные действия оператора, сигналы помех.)
3. Исходное событие. В данном случае может выступить либо нормальное событие , либо отказ. Проявляется на элементарном уровне ( на уровне элементов).
Элемент — это наименьшее анализируемое составная часть системы. В качестве исходных событий ( отказов) могут выступать повреждения , отказы элементов, ошибки человека, отклонения в условиях окружающей Среды.
4. Головное событие — событие на вершине дерева отказов, которое затем анализируется с помощью остальной части дерева.
5. Основное событие — результирующий отказ, выводящий машину или человека из работоспособного состояния.
Символика используемая при построении дерева отказов:
Прямоугольник – событие, головное событие, или событие анализируемое далее.
Круг – нормальное событие (исходное событие, которое долее не анализируется).
Ромб – событие не достаточно детально разработанное, и поэтому далее не анализируется.
Знаки логических операций:
События, входные для операции “или”, должны формулироваться таким образом, чтобы вместе они исчерпывали все возможные пути появления выходного события.
Для любого события подлежащего анализу сначала рассматриваются все события являющиеся входами операций “или”, а затем события, являющиеся входами операций “и”.
Любое из событий являющиеся исходом операции “или” должно обеспечивать появление выходного события.
События являющееся входами операции “и” приводят к реализации выходного события, если они происходят все вместе.
Этапы построения дерева отказов:
1. Выбирается уровень детализации эрготической системы, и рассматриваются все возможные нежелательные события в системе.
2. События разделяются на самостоятельные группы.
3. Для каждой группы выделяется головное событие, т.е. событие, которому в различных комбинациях приводят все события данной группы, которое д.б. предотвращено.
4. Рассматриваются все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.
5. Устанавливается связь между событиями через соответствующие логические операции.
6. Рассматриваются события, необходимые для анализа каждого из предыдущих событий.
7. События представляются в виде дерева отказов.
8. Выполнятся количественный анализ опасности, а именно вычисление вероятности головного события.
Пример. Работа на заточном станке. Возможные травма-опасности:
1) Травмы пальцев и кисти руки.
2) Травма локтевой части руки.
3) Попадание одежды в станок.
4) Попадание металлической (образиной) крошки в глаз.
5) Перегрузка двигателей и пожар.
6) Неполадки с электропроводкой и электросистемой, в результате — поражение током.
Любое событие можно представить в виде логической функции:
При построении дерева каждому событию присваивается определенная вероятность.
Для большого числа событий удобно использовать формулы:
тогда вероятность запишется как произведение:
если “или”: Т=А1+А2+А3. +Аn, тогда
Исходным выходом является определение вероятности НС, т.е. Р(НС)!
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.shpora-zon.narod.ru/
База рефератов на портале KM.RU существует с 1999 года. Она пополнялась не только готовыми рефератами, докладами, курсовыми, но и авторскими публикациями, чтобы учащиеся могли использовать их и цитировать при самостоятельном написании работ.
Это популяризирует авторские исследования и научные изыскания, что и является целью работы истинного ученого или публициста. Таким образом, наша база — электронная библиотека, созданная в помощь студентам и школьникам.
Уважаемые авторы! Если Вы все же возражаете против размещения Вашей публикации или хотите внести коррективы, напишите нам на почту info@corp.km.ru, мы незамедлительно выполним Вашу просьбу или требование.
Источник
4. Вероятностные методы оценки безопасности. Дерево отказов
Широко используемым в настоящее время является метод анализа безопасности эргатических систем методом так называемого «дерева отказов» («дерево событий», «дерево происшествий»).
Широкому применению этих моделей в зарубежных исследованиях аварийности и травматизма способствует целый ряд достоинств, присущих диаграммам типа «дерево». Основные из них проявляются в следующем: сравнительная простота построения, дедуктивный характер выявления причинно-следственных связей исследуемых явлений. направленность на их существенные факторы, легкость преобразования таких моделей, наглядность реакции изучаемой системы на изменение структуры, декомпозируемостъ «дерева» и процесса его изучения, возможность качественного анализа исследуемых процессов, легкость дальнейшей формализации и алгоритмизации, приспособленность к обработке на средствах ЭВТ, доступность для статистического моделирования и количественной оценки изучаемых явлений, процессов и их свойств.
Приведенные и другие достоинства моделей типа «дерево» обеспечили их приемлемость для исследования процесса возникновения и предупреждения происшествий в ведущих отраслях народного хозяйства — ядерной энергетике, химической промышленности, аэрокосмической индустрии и на транспорте.
По своей сути, представление процессов возникновения или предупреждения происшествий в виде дерева является графической иллюстрацией т.н. булевых условий(вспомним элементы булевой алгебры), направленных либо на появление предпосылок и перерастание их в причинную цепь происшествия, либо на обеспечение таких свойств исследуемого объекта и системы обеспечения безопасности его функционирования, которые исключают указанные условия.
1. Методика количественного анализа безопасности с использованием дерева отказов
Дерево отказов представляет собой графическое представление причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в системе в обратном порядке (от конечного нежелательного события до начальных), чтобы отыскать возможные причины их возникновения. При построении дерева отказов используются определенные понятия и правила, а также графическая символика.
1.1 Основные понятия, используемые при построении дерева отказов
1.1.1 Событие: в вашем случае событие — это авария. травма, отказ какого-либо устройства, элемента. Частота этих событий связана с продолжительностью работы и количеством работающих. События эти следуют одно за другим в случайные моменты времени, скачкообразно меняя состояние системы. Говоря о вероятности перехода системы в то или иное состояние, мы имеем в виду вероятность появления события в потоке за отрезок времени от tдоt+t.
Теория вероятностей определяет случайное событие как исход опыта. Для удобства рассуждений в нашем случае можно трактовать опыт как отрезок t на интервале времени, в течение которого наблюдалось состояние системы. Обычно на производстве таким интервалом времени является год, выраженный в часах (1800 рабочих часов) или, с учетом количества рвоботающих, в человеко-часах.
Табличные значения вероятностей отказов различных устройств даются обычно за определенное количество часов и при расчетах вероятностей по дереву отказов необходимо приводить исходные данные к единому интервалу оценивания.
С точки зрения безопасной эргатической системы необходимо выделить следующие виды событий:
а) нормальное событие[функционирование]: событие, характеризующее ожидаемый [нормальный] ход рассматриваемого процесса. Оно может появиться или не появиться в определенное время. Если нормальное событие произошло не вовремя, оно рассматривается как отказ;
б) отказ:событие, характеризуемое тем, что одно из двух его состояний связано с ненормальной работой, являющейся следствием поломки илидефекта. События “а” и “б” взаимно исключают друг друга и исчерпывают все множество событий, т.е. являются несовместными. Различают три вида отказов:
первичный отказ:событие, вызванное особенностями самого элемента системы, например его износом;
вторичный отказ:отказ, вызванный внешними причинами, т.е. отказом других элементов, отклонениями условий среды, внешних факторов [например электрического напряжения];
- ошибочная команда:неправильный сигнал управления, сигналы помех, ошибочные действия оператора;
Источник