В вероятностном аспекте операция «А» выражается логическим произведением (1.1): Р(А) = Р(Б) · Р(В), (1.1), где Р(А), Р(Б), Р(В) – вероятность событий «А», «Б», «В» соответственно.
Операция «ИЛИ» означает, что событие «Г» будет иметь место, если про изойдет хотя бы одно из нескольких событий или все события, например, «D» и «Е» см. рисунок 1.3
В этом случае вероятность появления события «Г» будет иметь вид алгебраической суммы (1.2):
Р(Г) = Р(D) + Р(Е), (1.2) где Р(Г), Р(D), Р(E) – вероятность событий «Г», «D», «Е» соответственно.
Каждой вершине дерева отказов, отображающей первичный и результирующий отказ, соответствует определённая вероятность(частота)возникновения отказа.
Одним из основных преимуществ дерева отказов является то, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов систем и событий, которые приводят к постулируемому отказу или аварии. Г D Е ИЛИ А А А И Пример построения «деревьев отказов», приводящих к разгерметизации ёмкостного оборудования и технологического трубопровода приведены на рисунках 1.4, 1.5. Качественный анализ дерева отказов заключается в определении аварийных сочетаний. Аварийное сочетание – это определённый набор исходных событий (причин). Если все эти исходные события случаются, существует гарантия, что конечное событие происходит.
Модель оценки дерева отказов отражена на рисунке 1.6, где выражен механизм последовательно подключенных частей, который включает клапан и насос, что имеют соответственно вероятность бесперебойного функционирования 0,95 и 0,98, а ещё показано древо решений для данного механизма. Нужно подчеркнуть, что на основе принятого правила ветвь, которая находится выше (рисунок 1.6) отвечает требуемому варианту функционирования механизма, а которая находится ниже – нежелательному.
В случае, когда насос не функционирует, механизм отказывает вне зависимости от исправности клапана. В случае, когда насос функционирует, благодаря второй узловой точке рассматривается вопрос, функционирует ли клапан. На основании графика решений (рисунок 1.6) вероятность бесперебойного функционирования механизма будет: 0,98·0,95=0,931. Вероятность отказа механизма 0,98·0,05+0,02=0,069, и общая вероятность 2 состояний механизма будет равной единице.
Способ оценки «деревьев событий» Оценка «дерева событий» — последовательность построения следующих друг за другом событий, которые исходят из основополагающего события (аварии). Применяется для оценки вероятных сценариев аварийной ситуации.
Этот способ даёт возможность отследить вероятные аварии, которые возникают в ходе прерывания процесса либо отказа оборудования, выступающих в роли первичных событий.
Способ «дерева отказа» (неполадок) отличается от способа «дерева событий» тем, что является «осмысливаемым вперёд» процессом, другими словами процессом, где пользователь исходит от первичного события и изучает цепочки дальнейших событий, которые приводят к аварии.
Способ применяется для оценки происшествия аварии и подсчета частоты их осуществления, основываясь на частоте осуществления первичных событий и сравнительной вероятности осуществления первичных событий и сравнительной вероятности осуществления разных ветвей логического дерева событий. Моделью (в обобщенной форме) формирования оценки дерева событий–алгоритм построения событий, которые следовали друг за другом, имеющих исход из первичного события (авария) отражен на рисунке 1.7
Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается умножением частоты основного события (Р) на условную вероятность конечного события. Более подробный анализ дерева событий приведено в разделе «Оценки риска».
А сейчас мы рассмотри количественный анализ опасностей
Количественный анализ опасностей
Популярной «шкалой» для количественного определения опасностей стала «шкала», где как измерение применяется единица риска. «Риск» сегодня не редко применяется для анализа влияния негативных показателей производства. Это происходит из-за того, что риск, как количественный критерий осуществления опасностей, можно применять для анализа экономического ущерба, условий труда, которые определяются заболеваниями и несчастными случаями на производстве, созданием механизма социальной структуры на производстве (обеспечение льгот, компенсаций).
Применение согласованного эталона для анализа опасностей разного происхождения дает возможность сопоставить их между собой для определения более значимых с позиции вероятного ущерба, установить результативность разных мероприятий, которые направлены на понижение уровня опасности. В виде данного эталона применяется понятие риска.
Чаще всего риск является произведением частоты осуществления нежелательного события на масштаб определенного типа исходов. Общематематическая суть данного произведения заключается в нахождении усредненного значения (математического ожидания) ущерба. При этом, под выражением ущербом может подразумеваться не лишь прямой ущерб от пришедшего в непригодность промышленного объекта, но число вероятных смертельных исходов среди сотрудников в ходе возникновения либо аварии, либо катаклизмов природного происхождения.
Говоря иначе, риск – это численная мера опасности, которая определяется как частота осуществления нежелательного события с определенными исходами, которое вероятно случится в рамках определенного периода либо в определенных условиях.
Изучим признаки главных численных критериев риска:
1)При оценке опасностей, которые связаны с выходом из строя технических средств, можно выделить технический риск, параметры которого выявляются соответствующими способами теории надежности.
2)Наиболее применяемым признаком опасности считается индивидуальный риск – это частота поражений конкретного человека (индивидуума) в ходе влияния изучаемых причин опасности. Чаще всего численно (количественно) индивидуальный риск определяется отношением количества пострадавших лиц к общему количеству рискующих за отдельно взятый период.
Данный метод определения индивидуального риска дает возможность дать оценку риска отдельно для жителей прилегающей территории и для сотрудников объекта, либо при потребности, для более узких групп, к примеру, для рабочих разной специальностей (ремонтника, аппаратчики, мастера и прочих).
При определении риска, распределенного по территории, прилегающей к объекту (картировании риска) индивидуальный риск выражается вероятным территориальным риском и возможностью пребывания человека в пределах вероятного влияния опасных факторов.
3)Критерием риска, который характеризует распределение в пространстве опасности по близлежащей территории и объекту, является потенциальный территориальный риск – это частота осуществления поражающих воздействий в изучаемом диапазоне территории.
Вероятный территориальный, или вероятный, риск не имеет связи с фактом пребывания объекта воздействия (к примеру, человека) в определенном месте пространства.
- В такой ситуации предусматривается, что ситуация потенциального пребывания объекта (человека) влияния равна 1, (другими словами, человек пребывает в этой точке пространства в весь рассматриваемый период). Вероятный риск не имеет зависимости от того, располагается ли опасный объект в пустынном либо многолюдном месте и может изменяться в широком промежутке.
- Вероятный риск, как понятно из названия, является вероятностью максимальной опасности для определенных объектов влияния (реципиентов), которые находятся в этой точке пространства.
- Чаще всего, вероятный риск бывает интервальной мерой опасности, которая применяется для анализа индивидуального и социального риска при крупных аварийных ситуациях.
Рассредоточение индивидуального риска и жителей в анализируемом районе дает возможность получить численную оценку социального риска для жителей.
В этих целях необходимо определить число пораженных при каждом исходе событий от каждого источника опасности и после этого вычислить частоту событий F, в которых могут быть поражены на так или иначе N и больше лиц.
4)Социальный риск дает характеристику вероятности (частоты) и масштаба аварийных ситуаций и вычисляется функцией распределения потерь (ущерба), которая называется – F/N – кривая (в заграничных трудах – кривая Фермера).
Чаще всего в зависимости от целей оценки под N можно подразумевать и общее количество потерпевших, и количество смертельно раненных либо иной критерий тяжести исходов. Соответственно показатель допустимого риска будет выражаться уже не количеством для определенного события (одного типа развития аварийной ситуации), а графиком, который построен для разных сценариев аварийных ситуаций, упитывая их вероятности.
Потому что за данными принятыми наименованиями (F/N – кривая, график, F/N – кривая) «скрывается» традиционная функция распределения потерь.
5)Коллективный риск – это ожидаемое число пораженных (гибели или травмированных) двух или больше лиц из-за вероятных аварийных ситуаций за какой-либо промежуток времени.
Методы оценки риска
Анализ риска на производстве включает в себя:
-оценку опасностей производственного объекта;
-рассмотрение всех возможных сценариев происшествия и развития аварийных ситуаций, изучение (определение) частоты всех сценариев;
-проектирование интервалов поражающих факторов аварийных ситуаций для разных сценариев их протекания;
-анализ последствий опасных факторов аварийных ситуаций для разных сценариев их протекания;
-определение риска.
Оценка опасностей производственного объекта включает в себя:
— оценку (токсичной, взрывной, пожарной) технологической области и показателей технологических процессов на объекте производства;
— выявление списка аварийных (токсичных, взрывоопасных, пожароопасных) ситуаций и показателей для каждого процесса;
— выявление перечня факторов, проявление которых дают возможность характеризовать аварию, для всех процессов;
— проектирование сценариев проявления и протекания аварийных ситуаций, которые ведут к гибели людей.
Оценка опасностей (токсичной, взрывной, пожарной) производственных процессов включает формирование эталонных критериев опасности материалов и веществ, которые обращаются в производственном процессе с показателями производственного процесса.
Список эталонных критериев опасности материалов и веществ относительно их фазы, достаточных и необходимых для определения опасности производственной среды контролируются Федеральным Законом «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
Перечень вероятных источников разжигания пожароопасной производственной среды определяется с помощью формирования критериев технологического процесса и вероятных источников разжигания с критериями пожарной опасности материалов и веществ.
Для всех опасных ситуации на технологическом объекте производится описание источников происхождения и протекания аварий, территории их проявления и обстоятельств аварий (взрыва, пожара), которые представляют опасность для здоровья и жизни людей на территории их нахождения. Для выявления источников происхождения опасных (аварийных) ситуаций, производится учет событий, осуществление которых может повлечь формирование горючей среды и возникновение причины зажигания.
Более ожидаемыми событиями, что могут стать причинами аварий, на производственных объектах являются следующие события:
— переход показателей технологических процессов на значения выше нормы, из-за нарушения технологического распорядка (к примеру, перелив топлива в случае сливно-наливных операций, разрушение оборудования из-за критического давления технологического характера, возникновение факторов воспламенения в местах скопления горючих газопаровоздушных веществ);
— потеря герметичности технологического оборудования, которое вызвано механическим (воздействием пониженного либо повышенного давления, динамических нагрузок и прочего); температурным (воздействием пониженных либо повышенных температур) и агрессивным химическим (воздействием биохимической, электрохимической, кислородной и иных форм коррозии) влияниями;
— механические нарушения оборудования из-за ошибок сотрудников, падения инструментов, недобросовестного проведения регламентных и ремонтных работ и прочего (к примеру, потеря герметичности оборудования либо выход из рабочего состояния частей его защиты из-за нарушения при ремонте либо столкновения с автомобильным или железнодорожным транспортом).
Для определения опасных случаев рекомендуется реализовать разделение технологической оснастки (технологических систем объекта) на блоки (участки) для определения их энергетических возможностей и выявления степени опасности. Данное разделение реализуется, основываясь на возможности отдельной герметизации данных блоков (участков) при появлении аварийных ситуаций. Изучаются опасные ситуации, как на вспомогательном, так и на основном технологическом оборудовании. Помимо этого, нужно учесть вероятность проявления аварийных ситуаций в сооружениях, строениях и зданиях разного назначения, которые расположены в пределах территории производственного объекта.
При проявлении аварий, которые связаны с потерей герметичности технологического оборудования, оценивается протекание опасных веществ при разных диаметрах утечки (включая максимальные – при полном обрушении оборудования либо отводящих/подводящих трубопроводов).
Для выявлений частоты первичных событий (выход из строя оборудования) на производственном объекте применяются данные:
— выходе из строя оборудования, применяемого на производственном объекте;
— о показателях надежности оборудования, применяемого на производственном объекте;
— о совершенных ошибках сотрудников производственного объекта;
— о гидрометеорологическом положении в регионе расположения производственного объекта;
— о географической специфике местности в регионе расположения производственного объекта
Сведения о частотах осуществления аварий (включая возникшие из-за ошибок сотрудников), которые необходимы для анализа риска, могут быть получены напрямую из данных о работе изучаемого объекта либо из данных о работе иных аналогичных подобных объектов.
Оценка индивидуального, коллективного и социального рисков гибели людей.
Индивидуальный риск – это частота поражения одного лица из-за влияния изучаемых факторов опасности аварийных ситуаций.
Коллективный риск – это возможное число пораженных из-за вероятных аварий за определенный срок.
Социальный риск – отношение частоты проявлений событий F, где пострадало в определенной степени не меньше N лиц, от этого количества N.
Процесс количественного анализа риска происходит как на схеме, которая представлена на рисунке 3.1.
Для вычисления степени индивидуального риска необходимо брать в расчет источник аварийной ситуации, часть времени пребывания в «зоне риска» и расположение «рискующего».
Условная возможность поражения лица превышенным давлением, которое развивается при горении паровоздушных смесей на какой-либо дистанции от эпицентра, а ещё температурным излучением в случае пожара пролива, определяется с применением «пробит-функции».
Индивидуальный риск чаще всего определяется для разных категорий сотрудников, с учетом периода присутствия сотрудников определенной специальности (ИТР – начальник цеха, слесари, аппаратчики, технолог, мастер смены и прочие) на территории поражающего воздействия определенной аварийной ситуации, при этом применяются сведения карт занятости сотрудников на рабочих местах.
Качественные и коллективные методы которые были указаны выше , необходимы для дальнейшего анализа и оценки рисков, для применения этих методов в решений задач в нашей работе. А дальше мы переходим к Документаций системы управления ОПО.