Значения вероятностей состояния системы

№ п/п	Состояние системы	Вероятность	Отметка о работоспособном состоянии
	∩ ∩	0,9 × 0,8 × 0,95 = 0,684	+
	∩ ∩	0,1 × 0,8 × 0,95 = 0,076	+
	∩ ∩	0,9 × 0,2 × 0,95 = 0,171	+
	∩ ∩	0,9 × 0,8 × 0,05 = 0,36	+
	∩ ∩	0,1 × 0,2 × 0,95 = 0,019	–
	∩ ∩	0,1 × 0,8 × 0,05 = 0,004	–
	∩ ∩	0,9 × 0,2 × 0,05 = 0,009	–
	∩ ∩	0,1 × 0,2 × 0,05 = 0,001	–
		∑ = 1,00	0,967

Таким образом, количественная оценка вероятности отказа системы требует довольно сложной работы, особенно системы, состоящей из большого количест­ва элементов.

Рассмотренный метод оценки безопасности системы можно назвать индук­тивным. При анализе математической модели вначале вычисляют вероятности состояний системы для всех возможных отказов элементов системы, затем определяют влияние отказа каждого элемента или комбинации элементов на работоспособность системы. При таком подходе случайный пропуск неработо­способных состояний системы маловероятен. Однако метод очень трудоемок, приходится рассматривать все возможные варианты.

При дедуктивном методе оценки безотказности системы создание математи­ческой модели начинают с выделения одного или нескольких наиболее опасных неработоспособных состояний системы. Переход в каждое из этих состояний, т. е. опасный отказ системы, считается завершающим (главным) событием, которое происходит в результате появления определенных сочетаний первичных событий – отказов отдельных элементов, неправильных действий людей и т. д. Условия, при которых возникает рассматриваемое завершающее событие (опасный отказ системы), сводят в логическую схему, которую изображают в виде ориентированного графа с ветвящейся структурой – «дерева неисправностей».

Контрольные вопросы

1. Какие виды резервирования существуют? В чем отличие нагруженного и ненагруженного резервирования?

2. Что такое кратность резервирования и в чем отличие целой и дробной кратности?

3. Что представляет собой ненагруженное резервирование и как случайная наработка до отказа системы связана со случайными наработками составляющих систему элементов?

4. Каковы основные допущения, принятые при расчете системы с ненагруженным резервированием?

5. К какому закону распределения стремится наработка до отказа системы при больших значениях кратности резервирования?

6. Проанализируйте, как изменяется вероятность безотказной работы системы с увеличением кратности резервирования.

7. При каких условиях ненагруженное резервирование становится значительно эффективнее нагруженного?

8. Что представляет собой облегченный резерв и видом какого резервирования он является?

9. Приведите логическую цепь вывода выражения «вероятность безотказной работы» для системы с облегченным резервом.

10. Что представляет собой скользящее резервирование и видом какого резервирования оно является?

7. ОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
И ЗАЩИТА ОТ НИХ

7.1. Анализ риска

Под опасностью подразумевается источник потенциального вреда или ситуация с потенциальной опасностью.

Опасным называется такое событие, которое может нанести вред.

Риск определяется как сочетание частоты (вероятности) события и его последствий. Термин «риск»применяется в случаях, когда возникает возможность отрицательных последствий.

Анализ риска – действия, выполняемые для определения вероятности и размеров вреда, наносимого людям, имуществу и окружающей среде.

Посредством анализа риска осуществляется поиск ответов на вопросы:

– какое опасное событие может произойти (идентификация опасности);

– какова вероятность этого события (определение частоты);

– каковы последствия опасного события (анализ последствий).

Процесс анализа риска, являющийся частью процесса управления риском, предусматривает такие этапы, как:

– определение области применения;

– идентификация опасности и предварительная оценка последствий;

– оценка величины риска;

– проверка результатов анализа;

– документальное обоснование;

– уточнение результатов анализа с учетом последних данных.

Содержание этапов определено стандартом [16].

Объектами анализа риска могут быть системы, единицы оборудования или изделий.

Под системой понимается составной объект любого уровня сложности, содержащий персонал, действия, материалы, оборудование, инструменты, средства обслуживания, программное обеспечение.

На разных этапах анализа риска используются процедуры оценки риска, оценки величины риска и оценивания риска.

Оценка риска – общий процесс анализа риска и оценивания риска.

Оценка величины риска есть процесс присвоения значений вероятности и последствий риска.

Оценивание риска – процесс сравнения присвоенных на предыдущем этапе значений с критериями риска с целью определения его значимости.

Управление риском заключается в анализе риска, получении ответов на вопрос, как снизить риск путем выбора управляющих действий, их осуществления и контроля с целью сокращения гибели людей или ущерба их здоровью, урона имуществу и вреда окружающей среде.

Выбор методов анализа риска

Методы анализа риска представлены в [16] основным и дополнительным перечнями. В основной перечень входят наиболее распространенные методы, например анализ «дерева событий», анализ видов и последствий отказов, анализ видов, последствий и критичности отказов, анализ «дерева неисправностей», исследование опасности и связанных с ней проблем, анализ влияния человеческого фактора и др.

В дополнительном перечне представлены такие методы, как классификация групп риска по категориям, ведомости проверок, Делфи, Монте-Карло
и др.

Выбор метода (методов) анализа производится на основе последовательного обсуждения вопросов, в ходе которого выделяются приемлемые для данной системы факторы, а именно:

1. В какой стадии разработки находится система (в стадии разработки концепций, рабочего проекта, модернизации)?

2. Каковы задачи анализа (выбор мер по снижению риска, сопоставление с объектом риска, сравнение альтернативных вариантов)?

3. Какой тип системы и опасности анализируется (простая система, сложная, технологические опасности)?

4. До какого уровня детализируется потенциальная опасность (большое число смертельных исходов, единичные травмы или смертельные исходы, вред окружающей среде, экономические потери)?

5. Какие ресурсы имеются в наличии (ограничены время и опыт, нет ограничений во времени и в возможностях приобретения опыта)?

6. Что известно о системе (имеется концепция проекта, рабочий проект, опыт эксплуатации)?

7. Нужна ли будет модернизация исследований (не нужна, нужна непрерывная модернизация)?

8. Имеются ли требования контрактные и правовые (нет требований, есть ограничения в выборе, нет выбора)?

На этапе идентификации опасностей(выявление неустранимых опасностей и способов их проявления) соответствующим образом учитывается, что человеческие ошибки являются причинами многих аварий, т. е. варианты аварий, возможных вследствие человеческих и организационных ошибок, рассматриваются наряду с вариантами аварий, в которых преобладают технические причины.

При оценивании рискарешается проблема выбора варианта для проведения основательного количественного анализа риска – определение наихудшего варианта аварийной ситуации. Классификация риска может быть составлена для каждого случая, например, в виде матрицы риска (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Матрица риска

Примечание. В матрице использована следующая классификация величины риска:
В – высокая; С – средняя; М – малая; Н – незначимая.

Применительно к данному примеру серьезность последствия определяется следующим обра­зом:

– катастрофическое последствие – практически полная потеря промышленного объекта или много смертельных исходов;

– значительное последствие – крупный ущерб промышленному объекту или системе, несколько смертельных исходов;

– серьезное последствие – тяжелое ранение, серьезное профессиональное заболевание, серьезный ущерб промышленному объекту или системе;

– незначительное последствие – легкое ранение, профессиональное заболевание легкой формы или незначительное повреждение системы.

С целью устранения возможных в процессе анализа риска элементов субъективизма, способных привести к ошибкам, рекомендуется пересматривать идентифицированные опасности при появлении новых данных.

Анализ последствий – преимущественно качественный метод идентификации опасностей, основанный на системном подходе, имеющий характер прогноза и предусматривающий определение воздействия результатов на людей в случаях наступления нежелательных событий. Анализ последствий обычно осуществляют в следующем порядке:

– объект (техническую систему) подразделяют на компоненты;

– для каждого компонента выявляют возможные отказы;

– изучают потенциальные ЧП, которые может вызвать тот или иной отказ на объекте;

– результаты записывают в виде таблицы;

– отказы ранжируют по опасностям и разрабатывают предупредительные меры, включая конструкционные изменения.