Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Судовые энергетические установки

Диссертационная работа:

Семионичев Дмитрий Сергеевич. Управление техническим состоянием судовой энергетической установки на основе метода формализованной оценки безопасности : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.05 / Семионичев Дмитрий Сергеевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. ун-т вод. коммуникаций].- Санкт-Петербург, 2010.- 228 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/3254

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

  • Этап 1 ФОБ - выявление и оценка опасностей 27

    Принципиальные особенности методики выполнения первого этапа ФОБ.... 39

    Этап 2 ФОБ - анализ рисков, связанных с выявленными опасностями 43

    Принципиальные особенности методики выполнения второго этапа ФОБ.... 43

    Этап 3 ФОБ - определение вариантов управления рисками 48

    Этап 4 ФОБ - оценка затрат/выгоды для вариантов управления рисками 49

    Этап 5 ФОБ - рекомендации по принятию решений 51

    • Применение методов статистического моделирования 54

      Использование основных законов теории вероятности 57

      Используемые показатели надежности 52

      Классификация отказов 70

      Применение статистических законов распределения для определения показателей надежности 73

      Оценка погрешности статистического моделирования 4

      Скорость изнашивания

      2.2.3. Определение остаточной долговечности деталей по критерию износа д\

    2.3.1. Надежность основных элементов дизелей 93

    1. Надежность элементов валопровода Щ

    2. Надежность подшипников 122

    3. Надежность муфт 126

    4. Надежность редукторов 127

    5. Надежность электрических машнн 133

    Формирование дерева событий для систем СЭУ 153

    Определение тяжести последствий отказа элементов СЭУ 172

    Разработка математической модели для определения риска, надежности и остаточного ресурса элементов СЭУ. Реализация модели 175

    ПРИЛОЖЕНИЯ

    Введение к работе:

    При проектировании, изготовлении, ремонте и модернизации судовой энергетической установки необходимо определять наиболее рациональный вариант компоновки и состава судовой энергетической установки (СЭУ) для достижения экономичной, надежной и долговечной работы СЭУ, а также обеспечить ее безопасность и эргономичность в процессе эксплуатации.

    Эти качества обеспечиваются только в том случае, если при проектировании СЭУ учитывается современный уровень развития техники, а при изготовлении и сборке деталей соблюдаются все требования и технические условия, согласованные в контролирующих и сертификационных органах.

    В дальнейшем, в процессе эксплуатации СЭУ по различным причинам возникают дефекты деталей и узлов (износы, повреждения). В результате чего общее техническое состояние механизмов и агрегатов перестает соответствовать указанному в технической документации и силовая установка теряет свои спецификационные качества.

    Для того, чтобы механизмы и механическая установка судна работали нормально и поддерживался заданный при проектировании уровень безопасности, периодически предусматриваются осмотры с разборкой и дефектацией узлов СЭУ и ремонты [1,2].

    С учетом результатов проверки и дефектации делается вывод о возможности продления срока действия судовых документов, а также о необходимости и объемах ремонта и замены изношенных деталей.

    Начиная с 1990-х годов, наметилась тенденция к повышению среднего возраста судов эксплуатирующихся в территориальных водах России и под флагом Российской Федерации. Так, по данным [152] средний возраст судов в классе Российского морского регистра судоходства возрос с 16 (в 1993 году) до 23 лет (в 2008). Для судов в классе Российского Речного Регистра ситуация аналогична [7].

    В настоящее время в связи со старением флота у большого количества

    судов срок эксплуатации уже превысил ресурс, назначенный проектантом.

    Начиная с середины 90-х годов, значительная часть судов перешла в собственность небольшим судоходным компаниям, имеющим, как правило, от одного до пяти-шести разнотипных судов [111]. В связи с этим, а также из-за стремления судовладельцев сократить издержки в условиях жесткой конкуренции и их ограниченных финансовых возможностей для поддержания флота в должном техническом состоянии объем проводимых профилактических работ зачастую сводится к минимуму и, как правило, устраняются только полученные повреждения и выполняются работы только по выставленным классификационными обществами требованиям при освидетельствовании судна.

    Дополнительно на ухудшение технического состояния флота оказывают негативное влияние следующее:

    частая смена судовладельцев и увеличение количества судов, управляемых операторами, не позволяют создать перспективную программу повышения уровня технического состояния;

    сокращенная численность экипажей, а также снижение уровня квалификации экипажей судов и контроля со стороны ряда судовладельцев не позволяют проводить текущее техническое обслуживание судов на должном уровне;

    разнотипность судов, а как следствие различные марки и типы механизмов на судах не позволяют планировать количество необходимых запасных частей и оптимизировать процессы технического обслуживания и ремонта;

    выбор места очередного ремонта и технического обслуживания судна осуществляется в соответствии со стремлением судовладельца минимизировать затраты, в связи с чем последовательные ремонты одного судна осуществляется на различных судоремонтных предприятиях, зачастую в разных странах. Национальные стандарты работы, устоявшаяся практика проведения ремонта, в некоторых случаях недостаточный опыт и квалификация специалистов предприятия не способствуют повышению уровня технического состояния судов.

    Вместе с тем, обеспечение безопасности мореплавания, выполнение анализа целесообразности замены отдельных узлов СЭУ, обоснование объемов ремонта, допуска СЭУ судна к дальнейшей эксплуатации возможно только с применением современных средств оценки технического состояния и использования современных математических моделей, учитывающих особенности конструкции энергетической установки судна и позволяющих заблаговременно провести оценку надежности СЭУ и дать прогноз уровня ее безопасности на заданный период эксплуатации.

    Одним из основных путей повышения эффективности использования судов является улучшение качества и надежности механизмов и судового оборудования, а также совершенствование практических методов исследования надежности СЭУ и их элементов. Их надежность влияет не только на безопасность мореплавания и эксплуатации судна, но и в значительной мере обуславливает продолжительность простоев судна, стоимость и трудоемкость ремонтов и технического обслуживания.

    По этим причинам разработку мероприятий по повышению долговечности и безотказности деталей и узлов судовых энергетических установок, обоснование нормативов расхода и запасов сменно-запасных частей, оценку уровня безотказности изделий, планирование объемов и периодичности технического обслуживания и проверок, включая комплекс диагностических и планово-предупредительных мероприятий, а также подготовку рекомендаций относительно возможности или недопустимости дальнейшей эксплуатации частично изношенного изделия рационально проводить на основе детального анализа надежности.

    Это позволяет не только повысить безаварийность мореплавания, за счет

    снижения до минимума вероятности возникновения неожиданных отказов

    оборудования в процессе эксплуатации, но и значительно повышает

    рентабельность судоходства за счет исключения преждевременного списания

    оборудования, выработавшего нормативный временной ресурс, но фактически еще не достигшего границ опасного технического состояния и способного безаварийно работать в течение длительного времени.

    С целью создания единой структурированной и систематизированной методики повышения безопасности мореплавания судов, эксплуатации морских стационарных платформ различного назначения, для защиты человеческой жизни на море, здоровья, экологической безопасности морской среды и собственности путем использования оценок рисков для выбора наиболее эффективных и экономичных средств повышения безопасности Международной Морской Организацией (ИМО) в 1996 году была создана специальная рабочая группа. По результатам ее работы в 2001 году на 74-ой сессии Комитета по безопасности на море (КБМ) было принято «Руководство по формализованной оценке безопасности (ФОБ) для использования в процессе нормотворчества ИМО» (М8С Огс.Ю23/МЕРС СЛгс.392).

    Инструмент ФОБ основан на заблаговременных действиях и представляет собой структурированный метод, позволяющий определить потенциально опасные ситуации заранее, до возникновения аварии с тем, чтобы после этого оценить величину риска, провести оценку затрат и выгод, связанных с применением возможных вариантов управлением рисками и, на основании систематизированного анализа, принять обоснованные решения по снижению величины риска.

    К настоящему времени выполнено несколько работ по оценке безопасности с использованием метода ФОБ в морской индустрии. К ним относится работы по снижению аварийности судов, перевозящих навалочные грузы, оценке надежности корпусов химовозов и танкеров, снижению вероятности разливов нефти при бункеровочных операциях, повышению безопасности эксплуатации буровых установок и стационарных платформ. В ФГУ «Российский морской регистр судоходства» были выполнены работы по оценке технического состояния корпуса судна, холодильных установок, главного судового двигателя и котлов.

    Вместе с тем необходимо отметить, что к настоящему времени в отечественной практике не создано комплексных инструментов для оценки остаточного ресурса СЭУ, рассматриваемой в качестве единого комплекса элементов с использованием современных математических моделей, соответствующих международным стандартам качества как практическая реализация требований Международной конвенции по охране человеческой жизни на море СОЛАС-74 и, в частности, в соответствии с положениям раздела 9 Конвенции - Международного кодекса по управлению безопасностью (МКУБ), резолюций и руководств КБМ ИМО, в соответствии с положениями основного инструмента по реализации Стратегии судостроения, утвержденной приказом Минпромэнерго 6 сентября 2007 г. (№ 354) - Федеральной Целевой Программы РФ «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы» [11, 165].

    Учитывая вышесказанное, проблема разработки математической модели для оценки надежности судовой энергетической установки, риска при ее эксплуатации, и ее реализация в программном комплексе, позволяющем проводить систематизированный анализ на основе оценки риска, является актуальной научно-технической задачей.

    Целью работы является определение эффективных путей обеспечения надёжности СЭУ и их элементов в процессе эксплуатации, а также разработка технических решений, направленных на реализацию указанных путей.

    Для достижения поставленной цели необходимо разработать модель, позволяющую оценивать возможность дальнейшей эксплуатации СЭУ, имеющих наработку с определением остаточного ресурса механизмов и возможностью выбора наиболее эффективных и экономичных путей для его повышения в процессе ремонта и модернизации с использованием метода формализованной оценки безопасности.

    В процессе достижения поставленной цели требуется решить следующие основные задачи:

    проанализировать метод ФОБ с целью оценки возможности и рациональности его применения в процессе принятия решений об уровне безопасности и допустимости дальнейшей эксплуатации СЭУ;

    выполнить анализ отказов основных элементов СЭУ;

    разработать структурную модель, описывающую состав элементов СЭУ современных судов, техническое состояние которых существенно влияет на уровень надежности установки;

    создать уточненные математические модели отказов элементов СЭУ, базирующиеся на физических законах и учитывающие закономерности протекающих в СЭУ процессов, с использованием современных численных методов;

    реализовать разработанные модели в едином программном комплексе;

    на основании результатов экспериментальных исследований и обмеров элементов СЭУ оценить адекватность разработанных моделей, проверить эффективность применения разработанного программного комплекса;

    разработать и применить на практике методику принятия технических решений, направленных на обоснованное увеличение срока эксплуатации элементов СЭУ.

    В работе применены общие методы научного познания - методы теоретического и эмпирического исследования, в том числе, абстрагирование, анализ, синтез, моделирование. Применен системный подход, в соответствии с которым судовая энергетическая установка представлена как иерархическая система взаимосвязанных элементов.

    Основные уравнения и связи разработанной математической модели базированы на известных физических законах и решены с использованием современных численных методов с учетом результатов дефектоскопии элементов СЭУ. Широко использованы методы статистического моделирования.

    Достоверность теоретических выводов подтверждена экспериментами,

    выполненными автором диссертации. Результаты применения разработанных

    автором математических моделей отражают качественное соответствие известным частным результатам. Достоверность содержащихся в диссертации практических рекомендаций установлена посредством их использования в плановых работах Российского морского регистра судоходства.

    Научная новизна результатов работы состоит:

    в применении метода ФОБ по новому назначению - для управления техническим состоянием судовой энергетической установки (СЭУ) различных типов судов, имеющих наработку;

    в уточнении ряда формулировок понятий, относящихся к безопасности судов, в частности, терминов «риск» и «управление техническим состоянием» применительно к СЭУ;

    в предложении отличающейся комплексностью методики прогнозирования вероятности безотказной работы и остаточного ресурса СЭУ и ее элементов, а также оценки риска отказа СЭУ с учетом ее текущего технического состояния и результатов мониторинга;

    в разработке и реализации математической модели надежной работы СЭУ, позволяющей получить заключение о вероятности безотказной наработки и риске возникновения отказов в течение исследуемого периода, а также выбрать технически целесообразные и экономически обоснованные инженерные решения при ремонте, модернизации или реновации СЭУ, принимаемые на основе прогноза и оценки риска с учетом фактического технического состояния;

    в развитии метода ФОБ в части количественной оценки последствий отказа элементов СЭУ;

    в предложении принципов принятия технических решений, направленных на обоснованное увеличение срока эксплуатации элементов СЭУ с учетом их фактического технического состояния; указанные принципы основаны на использовании формализованной оценки безопасности СЭУ.

    Выполненные технические разработки позволяют решать задачи определения остаточного ресурса и уровня безопасности СЭУ по результатам оценки ее технического состояния.

    Применение созданного программного комплекса при проведении освидетельствования энергетической установки морских и речных судов позволяет оценить уровень надежности и риска при возникновении отказов ее элементов в течение исследуемого периода эксплуатации, а также выявить те элементы, ремонт которых обеспечивает повышение уровня безопасности СЭУ до заданного с учетом экономической эффективности принимаемых мер.

    По результатам диссертационной работы предложены к внедрению в нормативные документы Российского морского регистра судоходства новые требования к обеспечению безопасности судов. Выполнение этих требований дает возможность управления техническим состоянием СЭУ на основании оценки фактического состояния ее элементов и результатов анализа риска.

    На защиту выносится:

      1. Метод ФОБ, усовершенствованный для использования с целью управления техническим состоянием СЭУ;

      2. Методика прогнозирования вероятности безотказной работы, остаточного ресурса СЭУ и риска при ее отказе;

      3. Математическая модель СЭУ, позволяющая прогнозировать ее надежность с учетом текущего технического состояния установки и результатов мониторинга;

      4. Принципы принятия технических решений, направленных на обоснованное увеличение срока эксплуатации элементов СЭУ с учетом их фактического технического состояния;

      5. Предложение о включении в нормативные документы Российского морского регистра судоходства новых требований к обеспечению безопасности судов за счет управления техническим состоянием СЭУ;

      6. Результаты применения предложенной методики прогнозирования

      вероятности безотказной работы СЭУ ряда конкретных судов.

      1. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТОДА ФОРМАЛИЗОВАННОЙ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

      1.1 Варианты поддержания технического состояния СЭУ

      До 1991-го года в нашей стране за поддержание уровня технического состояния морских судов отвечали в основном пароходства, в структуру которых помимо судов входили порты, судоремонтные базы, отделы планирования, мореходные школы и другие подразделения. Проводился систематический сбор данных о типичных отказах оборудования, которые впоследствии доводились до сведения изготовителя и учитывались при модернизации изделий и проектировании судов.

      В 1960-е - 1980-е годы существовали две концепции поддержания технического состояния и обеспечения надежности оборудования. Первая из них регламентировала списание оборудования после выработки им назначенного изготовителем ресурса [74, 78, 128] (концепция «Эксплуатации до выработки заявленного ресурса»). Этот вариант отличается простотой и позволяет еще на стадии проектирования предусмотреть и распланировать даты ремонта, потребность в запасных частях и в новом оборудовании для замены выработавшего ресурс.

      Несмотря на то, что ресурс назначается, как правило, с некоторым запасом в безопасную сторону, практика показала, что такой подход не позволяет полностью исключить вероятность возникновения аварий в связи с преждевременным выходом из строя оборудования, поскольку срок его службы в общем случае является случайной величиной. При неблагоприятном сочетании отклонений от норм при изготовлении, монтаже и техническом обслуживании ресурс может оказаться ниже заявленного. Кроме того, этот метод не всегда экономически оправдан в связи с тем, что нередко механизм, выработавший «календарный» ресурс остается в годном техническом состоянии [181].

      Задача перехода от концепции «Эксплуатации до выработки заявленного ресурса» к «Эксплуатации с возможностью продления периода эксплуатации после выработки назначенного ресурса с учетом фактического технического состояния» и планированием необходимого резерва запасных частей решалась отечественными изготовителями оборудования совместно со специалистами научных институтов: Центрального Научно-Исследовательского Института Морского Флота, Центрального Научно-Исследовательского Института им. академика Крылова, Центрального Научно-Исследовательского Дизельного Института, Гипрорыбфлота и других организаций [37, 72, 77, 178, 179].

      При этом отмечалось, что в будущем целесообразно совершить переход к третьей концепции - к «Управлению техническим состоянием судового оборудования исключительно по фактическому состоянию» с осуществлением научно-обоснованной оценки надежности на заданный период эксплуатации [78, 181, 183, 185, 141, 179, 192].

      Необходимо отметить вклад отечественных ученых и научных коллективов, работавших в области, связанной с решением вопросов повышения надежности СЭУ и других объектов морской техники в том числе и с использованием метода ФОБ: работы, посвященные повышению надежности судовых двигателей внутреннего сгорания, выполненные Медведевым В. В., Румбом В. К, Семионичевым С. Р., (СПбГМТУ), работы посвященные надежности СЭУ, выполненные Ефремовым JI. В. (ИПМаш РАН), работы Б. А. Горелика (СПбГМТУ) в области анализа надежности судовых систем и трубопроводов, разработки по повышению надежности дизельных двигателей и винто-рулевых колонок, в том числе с применением систем мониторинга технического состояния и вибродиагностики, выполненные Е. С. Голубом, В. А. Сорокиным и Розенбергом Г. Ш. (ЗАО «ЦНИИМФ»), работы по повышению надежности корпусов морских и речных судов с использованием анализа риска, выполненные под руководством Г. В. Егорова (ЗАО «МИБ-СПБ»), работы Туркина В.А., Никитина A.M. (ГМА им. адмирала Макарова) и других исследователей [37, 78, 181, 183, 185, 141, 179, 191, 192,195].

      Однако к началу 90-х годов переход к управлению техническим состоянием судового оборудования исключительно по фактическому состоянию не был выполнен в связи с несколькими факторами, одним из которых являлось отсутствие в мире подходящего инструмента, который позволял бы провести систематизированный анализ судна для комплексной оценки его состояния и прогноза изменения уровня его безопасности.

      С целью создания такого инструмента в 1996 г. в ИМО была создана специальная рабочая группа. По результатам ее работы в 2001 г. было разработано «Руководство по формализованной оценке безопасности (ФОБ) для использования в процессе нормотворчества».

      1.2 Основные свойства формализованной оценки безопасности

      Формализованная оценка безопасности (ФОБ) представляет собой систематизированный метод повышения безопасности мореплавания судов и эксплуатации морских стационарных платформ путем использования оценок рисков с целью выбора наиболее эффективных и экономичных средств повышения безопасности.

      ФОБ была разработана ИМО в качестве инструмента, обслуживающего процесс принятия решений с целью сделать процедуры принятия решений более рациональными и обеспечить целостный подход по стандартной схеме, учитывающий вместе с тем все индивидуальные особенности конструкций для уменьшения числа необоснованных предложений и повышения эффективности принятия решений.

      ФОБ призвана охватывать как проектные, так и эксплуатационные аспекты и обеспечивать получение корректной информации об опасностях, рисках, вариантах управления рисками, а также о связанных с этим затратах и выгодах в рациональной, структурированной и проверяемой форме. ФОБ позволяет совершенствовать решения, касающиеся управления выявленными рисками отказов для снижения частоты их возникновения и тяжести возможных последствий.

      По своей сути, ФОБ - это подход, основанный на оценке риска возникновения нежелательной ситуации и направленный на выявление опасностей до того, как они вызовут аварийные ситуации [12].

      Применению ФОБ предшествует подготовительная работа - описание установки, определение цели и задач исследования. В общем случае ФОБ состоит из шести взаимосвязанных этапов, схематично представленных на рис. 1.1:

      Подготовительная работа - описание установки, определение целей и задачи исследования;

      Выявление и оценка опасностей;

      Анализ рисков, связанных с выявленными опасностями;

      Определение вариантов управления рисками;

      Оценка затрат/выгоды для вариантов управления рисками;

      Рекомендации по принятию решений на основе информации, полученной на предшествующих этапах.

      Безопасность рассматриваемого объекта определяется при помощи оценки риска, сопутствующего конкретным аспектам эксплуатации или его составному элементу, например, конкретной операции или конструкции механизма. Решение о допустимости риска принимается на основе изучения и анализа различных возможных решений с использованием критериев приемлемости риска.

      Метод ФОБ имеет существенные отличия от традиционно применяемых

      подходов к оценке безопасности. Так до настоящего времени традиционно

      решение о внесении изменений в правила ИМО, требования администраций и

      классификационных обществ зачастую принимаются в качестве ответной

      реакции на аварию. При этом действия, предпринимаемые после возникновения

      проблемы, в основном сосредоточены на том, чтобы предотвратить возможное

      повторение подобной неисправности в будущем. Как правило, решения

      принимаются быстро, а оценка затрат и выгоды от их последствий зачастую, не

      проводится. Такой подход приводит к постоянному пересмотру и без того

      сложной и подчас несогласованной системы правил и нормативов. Решение комплексных задач в области безопасности и появление функциональных требований были бы более рациональны, поскольку они предполагают достижение соответствия целей уровню эффективности в области безопасности и включают в себя как технические, так и экономические аспекты. Этот тип правил часто называют «правилами, основанными на уровне эффективности» [35].

      Рис. 1.1 Структура ФОБ

      Подход ФОБ основан на заблаговременных действиях и предоставляет собой попытку определить потенциально опасные ситуации заранее, до возникновения аварии с тем, чтобы после этого оценить риск, провести оценку затрат и выгод, связанных с применением вариантов управления рисками и уже на основании систематизированного анализа принимать решения по повышению надежности.

      В применяемом сегодня подходе к оценке безопасности риск может оцениваться как в абсолютном, так и в относительном виде. В первом случае при наличии достаточной информации определяется фактическое численное выражение уровня риска. Относительная оценка может применяться в том случае, когда нет возможности непосредственно обратиться к достаточной статистической информации: при создании новых видов техники, при использовании новых технологий и оценке изделий единичного производства. При этом риск в числовом выражении обычно не оценивается явно, а варианты управления рисками и тяжести последствий могут быть ранжированы относительно друг друга с помощью известной методики, которая будет описана ниже.

      ФОБ позволяет выстроить целостную структуру для более детального понимания причин опасности, путей развития опасных сценариев и определить множество соответствующих ситуации вариантов управления риском для рассматриваемого объекта безопасности с целью выработки и выбора наименее затратного пути для снижения вероятности возникновения или тяжести последствий аварийной ситуации.

      В целом, подход ФОБ - это метод для объективной оценки вероятности развития опасных ситуаций по конкретным сценариям, а также градации тяжести их последствий, для вычисления уровня риска на основе комплексного и системного анализа изучаемого объекта.

      1.3 Терминология формализованной оценки безопасности

      В рамках метода ФОБ обычно применяют следующие термины [35]:

      Авария - непредусмотренное при нормальной эксплуатации объекта событие, влекущее за собой смерть, телесное (или моральное) повреждение человека, потерю или повреждение судна, потерю или повреждение другого имущества, ущерб или вред окружающей среде.

      Инцидент — неожиданное событие, которое может вызвать аварию, но при котором повреждения персоналу и/или ущерб судну или окружающей среде не были нанесены, другими словами, инцидент - это возникновение опасной, «рискованной» ситуации.

      Категория аварии — признак классификации аварий в соответствии с их природой, например, пожар, столкновение, посадка на мель, хрупкое разрушение, усталостное разрушение и т.д.

      Начальное событие - первое происшествие в последовательности событий (происшествий), которое ведет к возникновению опасной ситуации или аварии.

      Опасность — возможность нанесения ущерба человеческой жизни, здоровью, имуществу или окружающей среде.

      Ошибка - происшествие, при котором часть или части системы не способны выполнять требуемую функцию.

      Последствие - результат аварии. Описание последствий может быть в виде качественной или количественной оценки воздействия аварии, в частности, на здоровье, экономические потери и ущерб окружающей среде.

      Риск — сочетание частоты и тяжести последствий события (предполагаемые потери за единицу времени).

      Сценарий аварии - последовательность событий, ведущая к нежелательным последствиям.

      Частота событий - число событий в единицу времени.

      Управление риском - комплекс мер, направленный на изменение риска при эксплуатации рассматриваемого объекта.

      При анализе опубликованных источников нами обнаружено отсутствие в отечественных научных исследованиях точных, достаточно полных формулировок терминов, в частности, терминов «риск» и «управление техническим состоянием» применительно к сложным инженерным сооружениям, например, к СЭУ. В связи с этим в рамках данной работы дадим собственную формулировку указанных терминов:

      - «Риск» - мера нежелательности события, определяемая частотой его

      возникновения и тяжестью последствия;

      - «Управлением техническим состоянием СЭУ» - совокупность технически целесообразных и экономически эффективных действий, обеспечивающих поддержание заданного уровня надежности установки в течение расчетного срока эксплуатации на основе количественной оценки риска возникновения отказов.

      1.4 Содержание этапов формализованной оценки безопасности и основные

      принципы их реализации

      1.4.1 Этап подготовительной работы для ФОБ

      Для обеспечения эффективного выполнения ФОБ перед применением метода необходимо выполнить предварительную работу. Она заключается в решении ряда задач:

      1. Во-первых, необходимо уяснить и сформулировать цель исследования безопасности и четко определить перечень решаемых при этом вопросов, чтобы ограничить область исследования.

      Эта область может быть ограничена определенным типом или размером судна, некоторыми элементами конструкции судна, в том числе отдельными механизмами или операциями, конкретными сценариями аварии, конкретными эксплуатационными условиями и т. д. Также рассматриваемая область может быть ограничена конкретным типом риска, который следует рассматривать при анализе. Например, это может быть риск для человека (жизнь и здоровье экипажа или обслуживающего персонала), риск утраты собственности (например, утраты судна или его элементов, перевозимого груза, элементов портовой инфраструктуры) или риск для окружающей среды.

      1. Чтобы максимально полно включить опыт прошлого в круг вопросов, рассматриваемых в рамках исследования безопасности, необходимо по возможности собрать данные о соответствующих авариях, инцидентах, условиях эксплуатации и о надежности эксплуатации подобных объектов в прошлом (при условии возможности получения такой статистики).

      3. Поскольку метод ФОБ предполагает возможность управления риском для рациональной организации работы, целесообразно заранее определить критерии приемлемости риска.

      ВИДЫ РИСКА И КРИТЕРИИ ИХ ПРИЕМЛЕМОСТИ

      Необходимо отметить, что в настоящее время нет принятых на международном уровне общепринятых критериев приемлемости риска. В зависимости от вида отрасли промышленности, исторической и культурной предрасположенности общественности в разных странах они могут широко варьироваться.

      Вместе с тем даже несмотря на то, что риск и связанные с ним угроза и ущерб не являются объективными категориями, при условии, что критерии приемлемости для исследования ФОБ определены и документированы при предварительной работе, решения, принятые на основе этих критериев, можно будет прослеживать и оценивать на последующих этапах [35].

      В методе ФОБ риск определяется по формуле:

      R=PC, (1.1)

      где Р - частота (или вероятность) нежелательного события,

      С - тяжесть последствий нежелательного события (стоимость потерянного имущества, объем денег, затраченных на предотвращение последствий, возникших в результате нежелательного события, количество жертв, понесенных в результате одного нежелательного события и т.д.).

      Таким образом, понятие «риск» состоит из двух частей: из вероятности возникновения события, причиняющего вред, вызванного опасностью, и последствий этого вредного события.

      Количественно риск определяется на втором этапе, а суммирование рисков обычно выполняется на основе «деревьев событий» (Events Tree) или «деревьев отказа» (Fault Tree) которые будут рассмотрены ниже.

      При оценке последствий рекомендуется опираться на следующий подход: если невыполнение какой-либо функции элементом объекта или

      персоналом может повлечь несколько видов ущерба, то конечное состояние связывается с наибольшим ущербом. В результате проведенного последовательного анализа и суммирования риска каждому конечному состоянию может быть поставлена в соответствие величина эквивалентного ущерба [15].

      Однозначных критериев приемлемости в настоящее время в Руководстве ИМО по ФОБ на данный момент не определено. Нами проведен анализ, систематизация и обобщение применяемых различными исследователями подходов при оценке приемлемости риска. В общем случае считается, что приемлемым является решение, основанное на сочетании выгоды и рисков? при условии, что выгоды превосходят риск в приемлемой степени [35].

      Риск для человека

      Риск для человека - это риск, который испытывает индивид, находясь на борту судна (член экипажа или пассажир), или третьи стороны, на которые может оказать воздействие нежелательное событие, происходящее с судном. Риск смертельного случая для индивида может быть представлен как годовой уровень смертельных случаев или как значение FAR (отношение количества

      смертельных случаев к 10 рабочих часов). Такие уровни могут быть установлены посредством сравнения с другими отраслями, с естественными опасностями, с хорошо изученными решениями, по которым накоплена обширная статистическая информация и т.д.

      Степень приемлемости, соответствующая 10 на судно в год для членов экипажа используется многими регулятивными органами как предел неприемлемости для экипажа. Для пассажиров в морской индустрии обычно используется более строгий критерий, поскольку пассажиры менее информированы о рисках, не получают «компенсации за риск», выраженной в заработной плате, а наоборот тратят собственные средства и в меньшей степени контролируют ситуацию. В этом случае обычно считается допустимым уровень, соответствующий 10~5 - 10~6 [34].

      Кроме гибели риском для человека также является риск снижения числа

      лет жизни в добром здравии и риск получения телесных повреждений. В некоторых опытных приложениях телесные повреждение оцениваются по шкале тяжести и переводятся в эквивалент смертельных случаев, например, по установленной градации [13, 33, 50] 10 легких повреждений эквивалентны одному повреждению средней тяжести, 10 повреждений средней тяжести приравниваются к одному тяжелому повреждению, а 10 тяжелых повреждений переводятся в один эквивалент смертельного случая. В связи с 3THMf параметром принятия решения является не смертность, а «эквивалент смертельного случая», включающий также риск телесных повреждений индивида.

      Риск для общества (групповой риск)

      В практике анализа риска риск для общества (т.е. риск, которому подвергаются все люди за определенное время) обычно оценивают с использованием характеристики случайной величины потерь, называемой f/N- кривой (диаграммой). Такую же f/N-диаграмму принято использовать и при выполнении ФОБ [16, 33].

      Кривые f/N — это интегральные функции распределения N или более смертельных случаев в зависимости от частоты возникновения начальных событий f, представленные в логарифмической шкале. При этом наклоны большинства из используемых кривых f/N составляют «-1»: (log(f) = - log(N) + const) (рис. 1.2).

      Наклон, равный «-1» наиболее распространен среди используемых показателей неприятия риска. Однако некоторые регулятивные органы (например, в Швейцарии и Нидерландах) используют наклон, равный «-2», акцентируя внимание на крайнем неприятии риска больших аварий.

      1.0Е-02

      ей К

      со

      5 Й

      н и

      а о

      а (-1

      а» <х> К О Ю

      сз и о н

      _ неприемлемые

      танкер-хпмовоз

      / - . I ь

      1.0Е-04

      1.0Е-05

      . пренеорежныо малые }

      1.0Е-03

      о 5

      1.0Е-06

      Количество смертельных случаев, N

      Рис. 1.2 Примеры распределения N или более смертельных случаев в зависимости от частоты возникновения начальных событий

      Экологические потери - этот вид потерь может быть оценен через возможную площадь загрязнения или количество загрязняющего вещества (химические, грузы, нефтепродукты и т.д.), попавшего в окружающую среду при аварии, а также ориентировочной стоимостью ликвидации последствий аварии.

      Экономические показатели потерь за промежуток времени

      В качестве абсолютных показателей потерь могут выступать также суммарные финансовые потери за определенный промежуток времени. По размеру этих потерь в некоторых случаях делают вывод о приемлемости или недопустимости риска.

      В общем случае суммарные потери могут быть определены как сумма

      потерянных/поврежденных ценностей К^:

      Ку = К1+К2+К3+К4+К5, где

      К1 - стоимость судна и его оборудования, а также мероприятий по спасению судна при аварии;

      К2- стоимость перевозимого груза;

      К3 - стоимость ликвидации последствий возможного экологического загрязнения, возникшего в результате аварии;

      К4 - порча имущества третьих лиц (повреждения других судов, мостов, причалов и т.д.);

      К5 - потери человеческой жизни или повреждения здоровья (членов экипажа, пассажиров, третьих лиц).

      При таком подходе величины Кь К2, К3 могут определяться исходя из объема страховой компенсации, при наступлении страхового случая, или стоимости воспроизводства поврежденных материальных ценностей.

      Значения К3, и К2 могут быть приблизительно оценены, исходя из статистической оценки аварий прошлого и исторического анализа, а также в результате применения «информативного интуитивного суждения» [35] группы экспертов, созданной для выработки возможных сценариев загрязнения окружающей среды с дальнейшей оценкой стоимости ликвидации последствий аварии.

      Определение значения К5 наиболее противоречиво. Многие исследователи следуют общепринятой оценке затрат и выгоды (ОЗВ), при которой критерий приемлемости состоит в том, что выгода «перевешивает» затраты. При этом значимость жизни оценивается с учетом значимости человека как источника для экономической деятельности и его способности создавать материальные ценности в течение периода дальнейшей жизни. При таком подходе стоимость жизни ребенка не стоит почти ничего из—за низких издержек при «замене». То же самое имеет место для лиц пожилого возраста из-за невысокого потенциала создания материальных ценностей за остаток их жизни [35].

      Однако такой подход во многом противоречит этическим нормам, существующим в обществе, так как в большинстве этических систем благополучие и жизнь человека являются приоритетным фактором в экономической деятельности государства. Экономическая активность, как правило, имеет своей целью поддержку человека, а целью жизни человека не является лишь поддержка активности экономического производства. Кроме того, в ОЗВ не учитываются потери от несозданных благ потенциального потомства погибшего человека, а также влияние на экономическую эффективность и работоспособность угнетение близких и родственников погибшего человека и снижение их производительности труда. В связи с этим для упрощения и приблизительной оценки К5 можно пользоваться данными о средних выплатах страховыми компаниями при наступлении несчастного случая.

      В национальных правилах, программных заявлениях, а также в политике в области охраны труда, окружающей среды и технике безопасности, в зависимости от государства и политики крупных мировых корпораций можно найти как более высокие, так и менее высокие цифры оценки стоимости потери

      человеческой жизни. Они варьируются от 10 USD до 4-10 USD, составляя в среднем около 3-106 USD.

      Приемлемость риска:

      Принятие решения о приемлемости риска делается при выполнении условия:

      R < Rflon , (1.2)

      где R40n - допустимый (приемлемый) риск нежелательного события.

      Анализ зависимости (1.1) показывает, что при фиксированной величине Rdon условие (1.2) может быть соблюдено при различных соотношениях между Ри С. Поэтому, если при анализе разных вариантов проектов одного судна или его энергетической установки (СЭУ) степень тяжести последствий нежелательного события задать постоянной, то можно перейти к нормированию риска по величине Рдоп, определяемой из соотношения:

      Рдоп — Кдои I С , где С = const. В этом случае принятие решения о приемлемости риска возможно при выполнении условия:

      Р < Р

      г — ^доп.

      1.4.2 Этап 1 ФОБ - выявление и оценка опасностей

      Задача первого этапа заключается в определении всех существенных и исследуемых видов опасностей для рассматриваемого объекта. При этом должны быть выявлены не только те виды опасностей, которые встречались в прошлом, но и те возможные отказы, которые скрыты в системе или операции, не проявлявшиеся ранее и представляющие собой потенциальную опасность.

      Результатом выполнения первого этапа должен стать максимально подробный перечень возможных опасностей. В течение дальнейших этапов ФОБ на основании подготовленного списка выявленные опасности будут проанализированы и подготовлены рекомендации по снижению вероятности возникновения опасных ситуаций в том случае, если риск для каких-либо из выявленных сценариев превысит допустимый показатель риска возникновения нежелательного события

      Первый этап «Выявление и оценка опасностей» можно разделить на две фазы. В результате первой из них «Выявление опасностей» группой экспертов выявляются и перечисляются все опасности (комбинации опасных событий), существенные для рассматриваемой области безопасности, фиксируются возможные аварии, их причины и механизмы, возможные последовательности развития сценариев аварийных ситуаций.

      Во время выполнения второй фазы «Оценка опасностей» определяется частота возникновения начальных событий. Затем выполняется подробный анализ с целью установления последствий выявленных начальных событий.

      Рассмотрим основные принципы выполнения указанных двух фаз первого этапа ФОБ.

      МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ОПАСНОСТЕЙ

      Выявление опасностей (HAZID - Hazard Identification Studies) может выполнять группа специально отобранных экспертов в различных областях с целью предоставить все необходимые знания по теме анализа. Обычно группа состоит из шести - десяти человек достаточной квалификации. Состав группы зависит от темы анализа и объема выполняемой работы; он, как правило, определяется координатором проекта и обычно включает экспертов как теоретического плана (например, инженеров, исследователей, проектантов), так и практических специалистов (капитан судна, строители, обслуживающий персонал, представитель контролирующих органов (инспектор/сюрвейер).

      Исходной информацией для выявления опасностей в общем случае является:

      -детальное описание объекта (включает в себя техническое задание к проекту, спецификации, чек-листы, судовые чертежи, схемы эвакуационных путей судна, технологические карты, инструкции к операциям, руководства, разработанные производителями оборудования);

      определение целей и ограничение области деятельности в которой будет производиться исследование;

      информация об опыте эксплуатации подобных объектов в прошлом, о произошедших инцидентах и авариях;

      определение количества и состава группы экспертов;

      план реализации первого этапа (определение общего количества и продолжительности собраний экспертов, разработка расписания и повестки дня собраний);

      выбор методов, которые будут использованы при выявлении опасностей.

      Существует достаточно большое количество методов, которые как порознь, так и в комбинации могут быть использованы при выявлении опасностей на первом этапе. Наиболее распространенные из них следующие."

      Анализ "что-если'7 Анализ чек—листа;

      Анализ опасности и работоспособности;

      Анализ характера отказов и их последствий;

      Анализ дерева отказов;

      Анализ дерева событий;

      Функционально-физический анализ;

      Количественный анализ риска;

      Анализ заданий.

      Суть методов рассмотрена ниже. Рекомендации по выбору методов анализа риска для различных видов деятельности и этапов функционирования объекта представлены в таблице 1.1 [36].

      Таблица 1.1 - Рекомендации по выбору методов анализа риска для различных видов

      деятельности

      Анализ "Что-если'7 Анализ чек-листа

      Методы проверочного листа (Check-List) и "Что будет, если...?" (What - If) или их комбинация относятся к группе методов качественной оценки опасности, которые основаны на изучении соответствия условий эксплуатации

      объекта или проекта действующим требованиям промышленной безопасности [35, 17].

      При использовании данного метода выявление опасностей выполняется при помощи постановки ряда вопросов, которые начинаются словами «Что, если?», например:

      -Что произойдет, если выйдет из строя турбокомпрессор главного двигателя?

      Что произойдет, если механик сделает данную ошибку?

      Что произойдет, если возникнет резонанс?

      В дополнение к методу «Что-если» часто используется предварительно разработанный чек-лист, в котором объект разделен на отдельные компоненты, подсистемы, на отдельные функции или физические области для того, чтобы упорядочить анализ.

      После определения перечня потенциально опасных событий, касающихся возможных аварийных ситуаций, эксперты рассматривают каждую ситуацию, качественно определяют потенциальное воздействие аварии и перечисляют меры, препятствующие возникновению возможной аварии или меры по смягчению ее последствий. Затем группа экспертов оценивает существенность каждой ситуации и определяет конкретный вариант повышения безопасности, который может быть рекомендован. Результаты анализа документируются.

      Метод анализа «Что-если/чек—листа» является одним из наиболее

      простых в использовании (особенно при обеспечении его вспомогательными

      формами, унифицированными бланками, облегчающими на практике

      проведение анализа и представление результатов), он не дорог (результаты

      могут быть получены одним человеком в течение одного дня) и наиболее

      эффективен при исследовании безопасности хорошо изученных объектов или

      объектов с незначительным риском крупной аварии. Однако после его

      использования нельзя с уверенностью констатировать, что рассмотрены все

      потенциально опасные сценарии развития аварий, особенно для технологически

      сложных, наукоемких промышленных объектов.

      Анализ опасности и работоспособности (HAZOP)

      Анализ опасности и работоспособности представляет собой метод идентификации возможных опасностей по всему объекту путем перечисления потенциальных отклонений от нормального хода происходящих в нем процессов и последующей оценки опасности этих «отклонений». При этом «отклонения» получают при помощи ряда заранее определенных ключевых слов-указателей, которые помогают структурировать и систематизировать процесс поиска возможных отклонений.

      Отклонения, определенные? как способные привести к существенным нежелательным последствиям, анализируются в дальнейшем с целью выявления их причин.

      Основные задачи, которые решаются в ходе применения метода:

      составление полного описания объекта или процесса, включая предполагаемые состояния конструкции;

      систематическая проверка каждой части объекта или процесса с целью обнаружения путей возникновения отклонений от проектного замысла;

      принятие решения о возможности возникновения опасностей или проблем, связанных с данными отклонениями.

      Исследование в общем случае предусматривает следующие этапы [35, 18]:

      Этап 1 - определение целей, задач и области применения исследования;

      Этап 2 - комплектование группы экспертов по исследованию НА20Р. Данная группа должна состоять из проектировщиков и эксплуатационников, обладающих достаточной компетентностью для оценки последствий отклонений от нормального функционирования системы;

      Этап 3 - сбор необходимой документации, чертежей и описаний технологического процесса. Сюда могут входить: графики последовательности технологических операций; чертежи трубопроводов и измерительного оборудования; технические условия на оборудование, трубопроводы и измерительная аппаратура; логические диаграммы управления технологическим процессом; проектные схемы; методики эксплуатации и технического обслуживания; методики реагирования на чрезвычайные ситуации и т. д.;

      Этап 4 - анализ каждой основной единицы оборудования и всего вспомогательного оборудования, трубопроводов и контрольно-измерительной аппаратуры с использованием документов, собранных на этапе 3.

      Этап 5 - определение цели проектирования технологического процесса и на основании информации, собранной на этапе 4, составление полного списка атрибутов (параметров) рабочего процесса - «характеристики» или свойства оборудования или рассматриваемой операции, например, температура, давление, расход, уровень и химический состав, деформация, бортовая качка, килевая качка и т.д.

      Этап 6 - применение слов-указателей (табл. 1.2) к каждой единице оборудования по отношению к параметрам, определенным на предыдущем этапе, в результате чего можно выделить отклонения, для которых необходима разработка смягчающих мер.

      Образец такого рабочего листа слов-указателей «не, нет» по отношению к «расходу жидкости в системе пожаротушения» представлен в таблице 1.3.

      Таблица 1.2 - Пример использования стандартных слов-указателей при анализе опасности и

      работоспособности

      Таблица 1.3 - Пример рабочего листа слов-указателей «нет, не, никакой» при анализе опасности и работоспособности системы пожаротушения (расход жидкости)

      Анализ характера отказов и их последствий

      Анализ характера отказов и их последствий (FMEA - Failure Mode and Effects Analysis) представляет собой метод, при котором рассматриваются различные ошибки в элементах оборудования и производится оценка последствий этих ошибок системы.

      Технология проведения FMEA-анализа включает два основных этапа [19-21]:

      этап построения структурной и функциональной моделей объекта анализа;

      этап исследования моделей.

      На этапе исследования моделей:

      анализируется рассматриваемый процесс или система с целью определения перечня возможных отказов;

      составляется список возможных последствий каждого отказа;

      каждое последствие в соответствии с его значимостью оценивается экспертами обычно по 10-балльной шкале (при этом 10 соответствует самым

      тяжким последствиям);

      вероятность возникновения последствия, а также вероятность обнаружения отказа и его последствий оцениваются обычно также по 10- балльной шкале;

      для каждого последствия производится количественная оценка комплексного риска дефекта, являющаяся произведением баллов значимости, возникновения и обнаружения для данного дефекта, так называемое «приоритетное число риска» (ПЧР)

      разрабатываются и принимаются меры для устранения или сокращения отказов с высоким ПЧР;

      Метод FMEA позволяет проанализировать потенциальные дефекты, их причины и последствия, оценить риски их появления и необнаружения при проектировании и изготовлении, а также принять меры для устранения или снижения вероятности и ущерба от их появления.

      Анализ вида и последствий отказа в дальнейшем можно расширить до количественного анализа вида, последствий и критичности отказа (Failure Mode, Effects and Critical Analysis - FMECA) [17]. При этом каждый вид отказа необходимо дополнительно проранжировать с учетом двух составляющих: вероятности (или частоты возникновения) и тяжести последствий отказа.

      Понятие критичности близко к понятию риска и может быть использовано при более детальном количественном анализе риска аварии. Определение параметров критичности необходимо для дальнейшего анализа при выработке рекомендаций и определению приоритетности мер безопасности.

      Результаты анализа FMECA представляются в виде таблиц с перечнем оборудования, видов и причин возможных отказов, частотой, последствиями, критичностью, средствами обнаружения неисправности (сигнализаторы, приборы контроля и т. п.) и рекомендациями по уменьшению опасности.

      Анализ дерева отказов

      Анализ дерева отказов (FTA - Fault Tree Analysis) представляет собой совокупность приемов качественных или количественных, при помощи которых путём анализа системы выявляются и выстраиваются в логическую цепь те условия и факторы, которые могут способствовать определенному нежелательному событию, называемому вершиной событий. Далее, для наглядности построенная логическая цепь представляется в графической форме и производится анализ возникновения отказа, состоящий из последовательностей и комбинаций нарушений и неисправностей. Таким образом, дерево отказов представляет собой многоуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы облегчить отыскание возможных причин возникновения нежелательных событий [18, 22, 23, 41].

      Уровень:

      — Отказ элементов -- События, вызывающие отказ )— Виды воздействий

      - Отказ составных частей

      Отказ системы

      Отказ:

      Рис. 1.3 Граф дерева отказов

      Неисправностями или авариями, идентифицируемыми в «дереве», могут быть события, связанные с повреждениями механической конструкции компонента, ошибками персонала или любыми другими событиями, которые влекут за собой нежелательное событие. Начиная с вершины событий, выявляются возможные причины или аварийные состояния следующего, более низкого функционального уровня системы. Дальнейшая поэтапная идентификация нежелательного функционирования системы в направлении

      Пример дерева отказов приведен на рисунке 1.3
      последовательно снижающихся уровней системы приводит к искомому уровню системы, которым является аварийное состояние компонента.

      Метод FTA можно использовать также и при идентификации опасностей, хотя в первую очередь он обычно применяется при оценке риска в качестве средства для определения вероятностей или частот неисправностей и аварий.

      Преимущество метода анализа дерева отказов заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии, позволяет наглядно выявить ненадежные места в системе, позволяет специалистам поочередно сосредотачиваться на отдельных отказах системы и обеспечивает глубокое представление о поведении системы и проникновение в процесс ее работы. К недостаткам можно отнести значительную трудоемкость построения дерева отказов, трудность учета и понимания влияния на систему комбинации совокупностей нескольких отказов одновременно, в связи с чем для охвата всех видов множественных отказов требуются значительные затраты сил и времени.

      Анализ дерева событий

      Анализ дерева событий (Event Tree Analyisis - ETA) представляет собой общий подход, который может быть использован для самых разнообразных целей. Этот метод предназначен для описания алгоритма построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации) и используется для анализа развития этой аварийной ситуации [35].

      Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на вероятность конечного события (например, утечка топлива в машинном отделении в зависимости от внешних факторов может развиваться как с возгоранием, так и без возгорания топлива).

      Дерево возможных последствий события моделирует возможные исходы

      какого-либо начального события, способное привести к тому или иному

      конечному событию, представляющему интерес для анализа. Такое дерево позволяет систематизировано разграничить последовательности событий при аварии с точки зрения благоприятных или нежелательных исходов для систем и/или событий, образующих эти последовательности событий. В результате, дерево, начавшись с одного исходного события, заканчивается множеством конечных состояний с учетом всевозможных исходов. В связи с этим при использовании метода анализа дерева событий для анализа системы требуется строить отдельное дерево применительно к каждой группе исходных событий, выявленных после группирования исходных факторов.

      Пример дерева возможных последствий события представлен на рис. 1.4.

      События:

      Начальное

      цепочки событий:

      Последствия:

      второе

      третье

      четвертое

      первое

      пятое

      {

      Рис. 1.4. Граф дерева событий

      Преимуществом данного метода является возможность проведения как качественного описания аварийных сценариев, так и количественной оценки вероятности их реализации. Однако в виду высокой трудоемкости данного метода, он применяется, как правило, для анализа проектов или модернизации сложных и нестандартных технических систем и производств.

      Функционально-физический анализ

      Метод функционально-физического анализа (ФФА) был разработан с целью исследования физических принципов действия, технических и физических противоречий в технических объектах, на основании которого может быть дана оценка качества принятых технических решений и при необходимости может быть проведено их усовершенствование.

      Обычно ФФА проводится в следующей последовательности [24, 25]:

      1. Формулировка проблемы, которая должно включать назначение

      технического объекта, описание условий его функционирования и технических требования к нему;

      Составление описания функций назначения технического объекта, включающее его краткую характеристику:

      1. объект (элемент объекта), на который направлено действие;

      2. условия работы рассматриваемого технического объекта на всех стадиях его жизненного цикла;

      3. действия, выполняемые рассматриваемым объектом.

        1. Построение логических связей и проведение анализа над системы технического объекта (внешняя среда и объекты, окружающие и взаимодействующие с анализируемым объектом);

        2. Составление списка технических требований к функционированию рассматриваемого объекта;

        3. Построение функционально-логической модели технического объекта;

        4. Анализ физических принципов действия технического объекта;

        5. Аналитическое определение технических и физических противоречий для функций технического объекта;

        6. Определение способов разрешения противоречий и направлений совершенствования технического объекта.

        Метод ФФА позволяет оценить качество принятых технических решений, предложить новые проектные решения, создавать в короткие сроки высокоэффективные образцы техники и технологии. Однако его применение требует весьма высокой квалификации группы экспертов, проводящей анализ, поскольку в противном случае весьма вероятны пропуски существенных элементов при построении логической модели взаимодействия рассматриваемого объекта (системы) с внешней средой и компонентов внутри анализируемой системы.

        Весьма ответственной задачей является выбор того или иного метода

        анализа опасностей (из числа описанных выше методов). В табл. 1.4 даны

        некоторые рекомендации на этот счет [36].

        Таблица 1.4 - Рекомендации по выбору методов анализа опасностей для различных видов

        деятельности


    © Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
    info@lib.ua-ru.net