1.2. Символика, используемая при построении
Исходные события являются первопричинами, которые прямо или косвенно приводят к головным событиям. Деревья отказов могут также содержать промежуточные события, в том числе причины -реализаторы головного события. События дерева отказов обозначаются условными символами (таблица 1)и соединяются с помощью символов логических операций в соответствии с их причинными взаимосвязями. Символы логических операций представлены в таблице 2.
1.3. Правила построения дерева отказов
1.3.1.События, входные для операции “ИЛИ” должны формулироваться так, чтобы каждое из них способно было вызвать появление выходного события, а вместе они исчерпывали бы все возможные пути появления выходного события.
1.3.2. Для любого события, подлежащего анализу, вначале рассматриваются все события, являющиеся входами операций “ИЛИ”, а затем входы операций «И».
1.3.3.События, входные для операции “И” должны формулироваться так, чтобы появления выходного события было возможно лишь при совместной их реализации.
1.3.4.Если в системе возможны головные события. различающиеся по характеру и тяжести последствий, для каждого из таких событий строят отдельное дерево отказов. Эти деревья могут объединяться в общее дерево отказов системы.
Таблица 1. Символы событий
Событие, вводимое логическим знаком и анализируемое в дереве отказов (головное или промежуточное событие)
Исходное событие, обеспеченное достаточными данными
Событие, недостаточно детально разработанное. Далее в дереве отказов оно не анализируется из-за отсутствия данных или из-за нецелесообразности.
Таблица 2. Символы логических операций
Выходное событие происходит, если все входные события случаются одновременно
Выходное событие происходит, если случается любое из входных событий
1.4. Этапы построения дерева отказов
1.4.1. Выбирается уровень детализации рассматриваемой эргатической системы. Рассматриваются все возможные нежелательные события в системе.
1.4.2.События разделяются на самостоятельные группы.
1.4.3.Для каждой группы выделяется головное событие т.е. событие, к которому в различных комбинациях приводят все события данной группы и которое должно быть предотвращено.
1.4.4. Рассматриваются все первичные и вторичные события которые могли вызвать головное событие,
1.4.5. Устанавливается связь между событиями через соответствующие логические операции (логическое «И«,логическое «или»).
1.4.6.Рассматриваются события, необходимые для анализа каждого из предыдущих событий, и повторяются па. 1.4.1, 1.4.2 и т.д., пока все события не будут основными, или прекращаем дальнейший анализ в силу незначительности событии, нецелесообразности или отсутствия данных.
1.4.7. События представляются графически в виде дерева отказов.
1.4.8. Выполняется количественный анализ (вычисление вероятностей событий).
Рассмотрим процесс построения дерева отказов на примере работы на заточном станке. Предположим, что рассматриваемой системой является операция заточки инструмента.
В соответствии с этапом 1.4.1перечислим нежелательные события -аварийные ситуации, которые долины быть предотвращены.
а) касание кистью или пальцами наждачного круга.
б) контакт локтевой части руки с кругом.
в) попадание одежды в станок.
г) попадание металлической крошки в глаз.
д) поражение током из-за плохого заземления.
е) воспламенение из-за перегрузки двигателя.
Подробный список опасных ситуаций можно составить на основе данных о несчастных случаях за прошедшее время.
На этапе 1.4.2разделяем перечисленные события на независимые группы. Здесь трудно сформулировать определенный алгоритм, и успех этого этапа во многом зависит от опыта и способностей человека, проводящего анализ, но в рассматриваемом примере можно дать некоторые рекомендации.
Так события «а» и «б», тесно связаны и могут анализироваться совместно. То же можно сказать о событиях «д» и «е». Событие «г» обособлено и должно рассматриваться отдельно. Событие «в» можно рассматривать как часть группы, в которую входят события «а» и «б», но оно относится к захвату одежды движущимися частями, а не к прямому контакту, поэтому также может быть изучено отдельно.
Итак, для четырех групп мы можем сформировать четыре головных события.
Для каждого из этих головных событий можно построить дерево отказов в соответствии с 1.4.4 — 1.4.8.Рассмотрим построение дерева отказов для головного события «г» (рис. 1). Согласно правилу 1.3.1построения дерева отказов вначале анализируем вход операции “ИЛИ”. При этом целесообразно рассмотреть две несовместные категории лиц: рабочий, работающий на станке (оператор), и постороннее лицо (неоператор). Следует также предположить, что если на человеке защитные очки, то попадания частиц в глаз не происходит.
Контакт человека с кругом
Источник
Практическая работа №2
I I -я стадия изучения риска — выявление последовательности опасных ситуаций. Дерево отказов. Дерево событий
Цель работы – получение практических навыков в выявлении последовательности опасных ситуаций и построении деревьев отказов и деревьев событий.
2. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Построение дерева отказов.
Дерево отказов представляет собой сложную структуру, лежащую в основе словесно-графического способа анализа возникновения аварии из последовательностей и комбинаций неисправностей и отказов элементов системы. Дерево отказов идентифицирует событие или ситуацию, создающие риск, после чего ставиться вопрос: как могло возникнуть такое событие? Анализ дерева отказов – это описание всех возможных причин каждого события. Практическая полезность дерева отказов зависит от тщательности оценки итогового (верхнего) события. В анализе дерева отказов учитываются причины, которые привели к верхним событиям. Наиболее доступные для исследования причины – это отказы компонентов, по которым имеется достаточное количество статистических данных.
Методика построения дерева отказов заключается в следующих этапах:
1. Определяют аварийное (верхнее, конечное) событие, которое образует вершину дерева. Данное событие четко формулируют, дают признаки его точного распознавания.
Если конечное событие сразу определить не удается, то приводят прямой анализ работы объекта с учетом изменения состояния работоспособности, перечислением возможных отказов, определения последствий этих событий. 2. Используя стандартные символы событий и логические символы (табл. 1), стоят дерево в соответствии со следующими правилами:
2.1. Конечное (аварийное) событие помещают вверху;
2.2. Дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному событию;
2.3. Последовательности событий образуются с помощью логических знаков И и ИЛИ.
2.4. Событие над логическим знаком помещают в прямоугольник, а само событие описывают в этом прямоугольнике.
2.5. Первичные события (исходные причины) располагают снизу.
При построении дерева события располагают по уровням. Аварийное (конечное) событие занимает верхний –нулевой уровень, ниже располагают события 1-го уровня (среди них могут быть и начальные), затее 2-го уровня и т.д. Если на 1-м уровне содержится одно или несколько начальных событий, объединяемых логическим знаком ИЛИ, то возможен непосредственный переход от начального события и аварии.
3. Сложное дерево имеет различные наборы исходных событий, при которых достигается событие в вершине. Они называются аварийными сочетаниями.
Определяют минимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию для построения дерева.
Минимальным аварийным сочетанием (МАС) называют наименьший набор исходных событий, при котором возникает событие в вершине.
Таблица 1 – Стандартные символы событий и логические символы, применяемые при построении деревьев отказов.
Выходной сигнал В появляется только тогда, когда поступают все входные сигналы
Выходной сигнал В появляется при поступлении любого одного или большего числа сигналов
Результат конкретной комбинации отказов на входе логической схемы
Отказ (неисправность), причины которого выявлены не полностью, например из-за отсутствия информации
4. Качественно и количественно исследуют дерево отказов с помощью выделенных МАС и траекторий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному и определении наиболее опасных путей, приводящих к аварии. При количественном исследовании рассчитывают вероятность появления аварии в течении задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам.
Построение дерева событий.
Дерево событий позволяет проследить последовательность аварии, т.е. набора обстоятельств (не только отказов системы, но и внешних воздействий на нее), ведущих к аварии.
Если дерево отказов позволяет учитывать только причинно-следственные связи между отказами элементов, то дерево событий дает картину физических процессов, приводящих элементы и систему к критическому состоянию.
Анализ дерева событий может дать ответы на следующие вопросы: «Какие нежелательные события могут произойти?» и «Какова вероятность таких событий?». Ответы могут быть получены с помощью анализа потенциальных последовательностей развития аварии. Последовательности определяются, начиная с какого-то исходного события и последующего суммирования прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит, либо предотвращается. Полную картину риска дает анализ всех возможных последствий.
Дерево событий обычно рисуется слева направо и начинается с исходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой либо системы. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими возможными событиями ветвями, а каждая последовательность аварии представляет собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.
С помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые вносят наибольший вклад в риск из-за их высокой вероятности.
Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в конструкцию и эксплуатационные мероприятия системы для уменьшения риска.
Пример 1. Построение дерева отказов и дерева событий для случая схода поезда с рельсов из-за дефектности рельсов, неработоспособности подвижного состава и возникновения резонансных колебаний.
Источник