Методика количественного анализа безопасности с помощью дерева отказов

Основные понятия

Событие - это авария, травма, отказ от какого-то элемента или устройства.

Частота этих событий связана с количеством работающих и продолжительности работы. Частота событий трактуется как вероятность, лежащая между 0 и 1.

0<=Pi<=1, где Pi - вероятность какого-то события.

Дерево отказов - разновидность графа. Строится от начального события , которое является аварией, несчастным случаем.

События бывают :

1. Нормальные - события характеризующие ожидаемый (нормальный) ход рассматриваемого процесса. Например работник пришел и включил станок, либо при аварии какого-то устройства включается резервное устройство.

2. Если нормальное событие не появляется определенное время оно рассматривается как отказ.

Виды отказа:

- первичный (событие вызванное особенностями самого элемента системы, например, его износом или производственным дефектом);

- вторичный (событие вызванное внешними причинами (отказ других элементов, отклонение условий внешней среды и т.д.);

- ошибочная команда. Это неправильный сигнал управления, ошибочные действия оператора, сигналы помех.)

3. Исходное событие. В данном случае может выступить либо нормальное событие , либо отказ. Проявляется на элементарном уровне ( на уровне элементов).

Элемент - это наименьшее анализируемое составная часть системы. В качестве исходных событий ( отказов) могут выступать повреждения , отказы элементов, ошибки человека, отклонения в условиях окружающей Среды.

4. Головное событие - событие на вершине дерева отказов, которое затем анализируется с помощью остальной части дерева.

5. Основное событие - результирующий отказ, выводящий машину или человека из работоспособного состояния.

Символика используемая при построении дерева отказов:

Прямоугольник – событие, головное событие, или событие анализируемое далее.

Круг – нормальное событие (исходное событие, которое долее не анализируется).

Ромб – событие не достаточно детально разработанное, и поэтому далее не анализируется.

Знаки логических операций:

События, входные для операции “или”, должны формулироваться таким образом, чтобы вместе они исчерпывали все возможные пути появления выходного события.

Для любого события подлежащего анализу сначала рассматриваются все события являющиеся входами операций “или”, а затем события, являющиеся входами операций “и”.

Любое из событий являющиеся исходом операции “или” должно обеспечивать появление выходного события.

События являющееся входами операции “и” приводят к реализации выходного события, если они происходят все вместе.

Этапы построения дерева отказов:

1. Выбирается уровень детализации эрготической системы, и рассматриваются все возможные нежелательные события в системе.

2. События разделяются на самостоятельные группы.

3. Для каждой группы выделяется головное событие, т.е. событие, которому в различных комбинациях приводят все события данной группы, которое д.б. предотвращено.

4. Рассматриваются все первичные и вторичные события, которые могут вызвать головное событие.

5. Устанавливается связь между событиями через соответствующие логические операции.

6. Рассматриваются события, необходимые для анализа каждого из предыдущих событий.

7. События представляются в виде дерева отказов.

8. Выполнятся количественный анализ опасности, а именно вычисление вероятности головного события.

Пример. Работа на заточном станке. Возможные травма-опасности:

1) Травмы пальцев и кисти руки.

2) Травма локтевой части руки.

3) Попадание одежды в станок.

4) Попадание металлической (образиной) крошки в глаз.

5) Перегрузка двигателей и пожар.

6) Неполадки с электропроводкой и электросистемой, в результате - поражение током.

Любое событие можно представить в виде логической функции:

А=В+С

С=D*E*F*G

При построении дерева каждому событию присваивается определенная вероятность.

Pс = Pд *Pe*Pf*Pg

Pа =1-(1-Pb)(1-Pc)

Для большого числа событий удобно использовать формулы:

“и”: Т=А1*А2*...Аn

тогда вероятность запишется как произведение:

если “или”: Т=А1+А2+А3...+Аn, тогда

Исходным выходом является определение вероятности НС, т.е. Р(НС)!

Схема.