Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту)




Скачать 91.79 Kb.
НазваниеМетод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту)
Дата публикации21.03.2013
Размер91.79 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Химия > Документы
УДК 658.382.3
Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов
доц., канд. техн. наук Откидач В. В.,

доц., канд. техн. наук Темнохуд В.А., Бутенко В. В., (ДонГТУ)

Основной целью анализа безопасности является уменьшение вероятности аварий и связанных с ними человеческих жертв, экономических потерь и нарушений в окружающей среде.

При изучении опасностей, свойственных системе, определяют причинные взаимосвязи между аварийными исходными событиями, относящимися к оборудованию, персоналу, окружающей среде и приводящими к авариям в системе, а также изыскивают способы устранения вредных воздействий.

При решении данных задач может быть применена теория графов. При этом следует придерживаться терминологии, принятой в теории, не касаясь подробностей самой теории графов.

Причинные взаимосвязи устанавливают с помощью дерева отказов, которое затем подвергается количественному и качественному анализам. Данный метод является логическим методом локализации наиболее опасных участков системы.

В проблемах профессиональной безопасности и охраны здоровья его применение пока ограничено, хотя этот метод может быть использован при классификации аварий, несчастных случаев и, наконец, при определении экономической эффективности разработки профилактических мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций.

Ценность данного метода заключается в следующем:

  1. анализ ориентируется на отыскание отказов;

  2. выявляются такие аспекты системы, которые имеют важное значение для рассматриваемых отказов;

  3. обеспечивается графический, наглядный материал для той части руководства, которая детально не информируется о проводимых изменениях конструкции;

  4. обеспечивается возможность проведения качественного или количественного анализа надежности системы;

  5. метод позволяет специалисту поочередно сосредотачиваться на отдельных конкретных отказах системы;

  6. обеспечивается глубокое проникновение в процесс работы системы;

  7. отыскивается оптимальное решение возможности снижения вероятности аварии (несчастного случая).

Дерево отказов и диаграммы причин-последствий являются сложными логическими структурами, их построение и количественный анализ требуют знаний булевой алгебры, теории множеств и других разделов математики. Дерево отказов – это ориентированное дерево и лежит оно в основе словесно-графического способа.

В теории графов ориентированным деревом называют ориентированный граф, если он имеет корень и соответствующий ему неориентированный граф, являющимся обычным деревом. Для ориентированного графа вершина называется корнем, если любая другая вершина графа достижима из корня.

При описании метода дерева отказов используют следующие понятия: событие, отказ, нормальное событие, основное событие, первичное событие, вторичное событие, головное событие. Введем эти понятия.

Событие определяется на уровне системы или компонента (примеры: а) отказ реле А; б) отказ реле А вызван предельной температурой; в) режим работы системы изменяется при отказе реле А). Предварительно определяются и оговариваются условия его появления в системе. В технике безопасности удобно события определять так, чтобы они имели двоичный характер, т.е. они либо появляются, либо нет – только два состояния. Событие не обязательно связано с отказом, оно может появляться в нормальном состоянии системы.

Отказ – это событие, характеризуемое тем, что одно из двух его состояний связано с ненормальной работой, являющейся следствием поломки или дефекта.

^ Нормальное событие – это событие, которое может появиться или не появиться в определенное время. Это событие может рассматриваться как отказ, если оно произошло не вовремя.

^ Основное событие – это событие, которое появляется на элементном уровне. Под элементом имеется в виду наименьшая анализируемая составная часть системы.

^ Первичное событие – это событие, вызванное особенностями самого компонента. Пример, отказ работы электролампы, связанного с перегоранием нити накала.

Вторичное событие – это событие, вызванное внешней причиной. Пример, отказ работы электролампы, связанного со скачком напряжения в сети.

^ Головное событие – это событие при вершине дерева отказов, которое анализируется с помощью всей остальной части дерева. Обычно это результирующий отказ, выводящий систему из нормального состояния.

Чтобы отыскать и наглядно представить причинную взаимосвязь с помощью дерева отказов, необходимы элементарные блоки, подразделяющие и связывающие большое число событий. Таких блоков два типа – логические символы и символы событий. Логические символы связывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями. Обозначения логических знаков и символов событий приведены табл. 1.

Деревья отказов, как и другие виды подобных технических материалов, являются средством общения специалистов, поэтому они должны быть представлены в четкой, наглядной форме. Основная структура дерева отказов может быть представлена в виде:

1) отказ системы, или происшествие (конечное событие);

2) дерево отказов состоит из последовательностей событий, которые ведут к отказам системы или происшествию;

3) последовательности событий строятся с помощью логических знаков «И», «ИЛИ» и др.;

4) событие над логическим знаком и все события, которые имеют элементарные причины отказов, помещаются в прямоугольнике, а само событие описано в этом прямоугольнике;

5) последовательности в конечном итоге ведут к исходным причинам, для которых имеются данные по частоте отказов. Эти исходные причины обозначают кругом. Они представляют разрешающую способность данного дерева отказов.

Построение дерева отказов начинается с процессов синтеза и анализа.

При проведении синтеза можно выделить несколько стадий:

  1. определяется наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все события, являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы;

  2. разделяется событие на несовместные группы, причем группы формируются по некоторым общим признакам, например, по одинаковым причинам возникновения;

  3. используя общие признаки, выделяется одно событие, к которому приводят все события каждой группы. Выделенное событие является головным и рассматривается с помощью отдельного дерева отказов.

Таблица 1 – Символы для построения дерева отказов


Символ

Описание




Событие, вводимое логическим элементом

Возникает в результате взаимодействия событий, происходящих через логическую ячейку




Первичное, базовое исходное событие

Обеспечено достаточными данными (имеются сведения по интенсивности отказов), не требует дальнейшего исследования




Событие, недостаточно детально разработанное (не разлагаемое первичное событие)

Причины события не исследуются




Логический знак «И»

Выходное событие происходит, когда имеют место все входные события




Логический знак «Приоритетное И»

Выходное событие происходит, когда все входные события осуществляются в строгом порядке слева направо




Логический знак «ИЛИ»


Выходное событие происходит, если имеется одно или несколько входных событий




Логический знак «m из n» (голосование)

Выходное событие происходит, если поступает не менее m из n входных событий




Логический знак «^ Исключающее ИЛИ»

Выходное событие происходит, если случается одно (но не оба) из входных событий



Логический знак «Запрет»

Входное событие вызывает выходное, если происходит условное событие


При проведении анализа также можно выделить несколько стадий:

  1. определяется головное событие, которое образует вершину дерева;

  2. определяются все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие;

  3. определяются отношения между вызывающими и головными событиями в терминах логических операций «И» и «ИЛИ». При этом логический знак может иметь один или несколько входов, но только один выход, или выходное событие. Выходное событие логического знака «И» наступает в том случае, если все входные события появляются одновременно. С другой стороны, выходное событие у логического знака «ИЛИ» происходит, если имеет место любое из входных событий. Для любого события, подлежащего дальнейшему анализу, вначале рассматриваются все события, являющиеся входами операции «ИЛИ», а затем входы операции «И». Это правило справедливо как для головного события, так и для любого события, анализ которого целесообразно продолжать. Следует отметить, что выполнение данного правила необходимо для изучения исходных данных и вероятностного анализа;

  4. определяются величины, необходимые для дальнейшего анализа каждого из событий на этапах 2) и 3). Для каждого вызывающего события, которое уточняется далее, повторяются этапы 2) и 3), причем, термин «головное событие» в этом случае относиться к данному событию – причине, которое продолжаем анализировать;

  5. п
    родолжаются этапы 2). 3), 4) пока либо все события не выразятся через основные события, либо прекращается дробиться анализ дальше в силу незначительности событий, отсутствия данных и т. п.;

  6. представляются события в виде диаграммы, используя стандартные символы событий и логические символы;

  7. выполняется качественный и количественный анализ. Основным принципиальным моментом при анализе оказывается выделение общих признаков. Другим важным фактором, который должен учитываться при количественных методах, служат возможные результаты последствий, связанных с головным событием. Разные головные события требуют различные степени внимания в зависимости от последствий.

Обычно для каждой системы строят несколько деревьев отказов. Впоследствии они могут быть связаны, но на этапе построения с ними работают отдельно. Аналогично, если система функционирует в различных режимах, то может понадобиться анализ деревьев отказов для каждого из них.

Рассмотрим пример построения дерева, представленного на рис.1 и описывающего аварию – разрыв реактора [2].
Р
ис. 1 – Дерево аварии – разрыв реактора

Исходные события: А – закрыт и неисправный предохранительный клапан, Б – открыт клапан подачи окислителя, В – неисправна система блокировки при высокой температуре, Г – малая подача сырья, Д – клапан окислителя открыт и неисправен, Е – неисправна система регулирования расхода окислителя, Ж – увеличено открытие диафрагмы, З – понижен напор.

При построении дерева аварии события располагаем по уровням. Главное событие занимает верхний – нулевой уровень. Ниже располагаем события первого уровня, а затем второго уровня и т. д. Если на первом уровне содержится одно или несколько начальных событий, например событие А, объединяемых логическим знаком «ИЛИ», то возможен непосредственный переход от начального события к аварии.

Чтобы исключить субъективные ошибки разработчика, повысить точность и полноту описания объекта и его действий, квалифицированные эксперты проверяют правильность построение дерева. Определяют аварийные минимальные сочетания и траекторию для построенного дерева. При этом сложное может иметь различные наборы исходных событий, при которых достигается событие в вершине. Такие события называются аварийными сочетаниями. Для рассматриваемого дерева сочетание событий А, Б, Г, Д – аварийное. При одновременном возникновении этих событий произойдет разрыв реактора. Наименьший набор исходных событий, при котором возникает событие в вершине, называют аварийным минимальным сочетанием. Для рассматриваемого примера аварийными минимальными сочетаниями являются: (А, Б, Г), (А, В, Г). Полная совокупность аварийных минимальных сочетаний дерева представляет собой все варианты сочетаний событий, при которых может возникнуть авария. События, которые являются критическими для поддержания объекта в рабочем состоянии, представляют собой минимальные траектории, т.е. это наименьшая группа событий, без появления которых авария не происходит. Например, если событие А не произойдет, то не возникнет и авария.

С помощью выделенных аварийных минимальных сочетаний и траекторий исследуют качественно и количественно дерево аварий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному событию и определении наиболее опасных путей, приводящих к аварии. При количественном исследовании рассчитывают вероятность появления аварии в течение задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам [4].

Данный анализ позволяет разработать рекомендации для улучшения показателей безаварийности исследуемого объекта.
Литература


  1. Хенли Е. Дж, Кумамото Х. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984.– 528 с.

  2. Муромцев Ю. Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах. М: Химия, 1990.– 144 с.

  3. Браун Дэвид Б. Анализ и разработка систем обеспечения техники безопасности: (Системный подход в технике безопасности)/ Пер. с англ. М.:: Машиностроение, 1979.– 360 с.

  4. Откидач В.В., Темнохуд В.А., Нестеренко А.Н. Вероятностный подход к оценке производственного травматизма. Наука – практика: Научн. – метод. сб. Вып. 3/Ред. Кол.: В.В. Пак, Е.И. Казакова, Л.П. Мироненко и др. – Донецк: ДонГТУ, 1998. – с. 133 – 137.



Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) icon: 613. 633 Оценка вклада процесса эжектирования воздуха струёй металла...
У, содержащие значительное количество бурого дыма – мелкодисперсной пыли оксидов железа. Для снижения выбросов бурого дыма применяется...

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconКонструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук,...
Горин А. Н., д-р техн наук, проф., Дёмин М. В., канд техн наук, ст преп., Кудрин А. Б., канд техн наук, доц. (Доннуэт, Донецк)

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconЗвенья железобетонные безнапорных труб прямоугольного сечения для...
С. Н. Путилова (руководитель темы); Е. Ф. Кульженко; Г. М. Реминец, канд техн наук; А. С. Герус; В. И. Мелихов, канд техн наук; К....

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconВлияние кавитации на гидравлические характеристики дроссельных устройств гидропривода
М. М. Глазков, канд техн наук, доц.; В. Г. Ланецкий, канд техн наук, доц.; В. Н. Куренков научн сотр.; Т. В. Тарасенко, ассист

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconОсобенности расчетА механического компенсатора погрешностей холодноштамповочного оборудования
В. С. Запорожченко*, канд техн наук, доц.;А. П. Качанов**, канд техн наук, доц

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconГосударственный стандарт союза сср    
И. В. Богданова, канд хим наук; И. Е. Ковалева, канд техн наук; З. Б. Энтин, канд техн наук (руководители темы); С. Г. Незнамова;...

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconОценка эффективности действия добавок системы «релаксол» при пониженных температурах
СоповВ. П., канд техн наук, доц., Синякин А. Г.,канд техн наук, доц., (Хгтуса, Харьков), Лихопуд А. П., технический директор, (Будиндустрия...

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconГосударственный стандарт союза сср установки парогазовые
Е. Н. Прутковский, д-р техн наук (руководитель темы); Г. Г. Ольховский, д-р техн наук; В. П. Дробот, канд техн наук; Н. С. Чернецкий,...

Метод анализа безопасности с помощью дерева отказов доц., канд техн наук Откидач В. В., доц., канд техн наук Темнохуд В. А., Бутенко В. В., (Донгту) iconДержавні будівельні норми україни система стандартів безпеки праці...
Клименко; В. Кокшарьов, канд техн наук; Павлюк, канд техн наук; C. Полонська, канд техн наук(відповідальний виконавець); Р. Цесіс...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<