Оценка влияния на надежность человеческого фактора

Метод учитывает влияние человеческого фактора на работу систем и позволяет оценить воздействие ошибок персонала на безопасность и производительность.

Потенциальные возможности для ошибок персоналавозникают во многих процессах, при этом зачастую время на принятие верного решения ограничено.

Рассматриваются следующие типы ошибочных действий:

а) ошибка по оплошности, недосмотр, когда требуемое действие не выполняется;

б) ошибка несоответствия, которая может предусматривать:

1) выполнение требуемого действия несоответствующим образом;

2) выполнение действия слишком большим или слишком малым усилием, либо без требуемой точности;

3) выполнение действия в неподходящее для него время;

4) выполнение действия в неправильной очередности;

в) лишнее или ненужное действие, выполняемое вместо требуемого действия или в дополнение к нему. Метод позволяет выявлять действия, которые позволяют воссоздать предшествующие ошибки.

Опыт показывает, что ошибочной является практика ограниченной оценки риска, когда внимание концентрируется на механической конструкции и системах управления, а ошибки персонала игнорируются.

Рекомендуется, чтобы процедура анализа содержала следующие этапы:

1) анализ задачи с её подробным описанием;

2) выявление ошибки персонала – идентифицируются и описываются возможные ошибочные действия при исполнении задачи (выявление ошибки персонала может включать выявление возможных последствий и причин ошибочных действий, а также предложение мер по снижению вероятности этой ошибки, совершенствованию перспектив для исправления и/или уменьшению последствий ошибочных действий);

3) количественное определение влияния на надежность человеческого фактора – оценка вероятности правильного выполнения задачи или вероятности ошибочных действий.

7.3.7 «Дерево решений»

Метод «дерева решений», описанный в [46], является разновидностью «дерева событий». В «дереве событий» рабочие состояния системы не рассматриваются, так что сумма вероятностей всех событий не равна единице. В «дереве решений» все возможные состояния системы необходимо выразить через состояния элементов. Таким образом, все состояния системы взаимно увязаны, и их вероятность в сумме должна равняться единице. «Деревья решений» могут использоваться, если отказы всех элементов независимы или имеются элементы с несколькими возможными состояниями, а также есть односторонние зависимости. Они не могут использоваться при наличии двусторонних зависимостей и не обеспечивают логического анализа при выборе начальных событий.
Пример. На рис. 7.4 показана система последовательно соединенных элементов, которая включает насос и клапан, имеющие соответственно вероятности безотказной работы 0,98 и 0,95, а также приведено «дерево решений» для этой системы. Следует отметить, что, согласно принятому правилу, верхняя ветвь соответствует желательному режиму работы системы, а нижняя - нежелательному. «Дерево решений» читается слева направо.

Рис. 7.4 Принципиальная схема

(а) и «дерево решений», (б) для двухэлементной системы.

Если насос не работает, система отказывает независимо от состояния клапана. Если насос работает, с помощью второй узловой точки изучается вопрос, работает ли клапан.
Вероятность безотказной работы системы: Р(t) = 0,98×0,95 = 0,931. Вероятность отказа: Q(t) = 0,98×(0,05+0,02) = 0,069, а суммарная вероятность двух состояний системы равна единице.

7.3.8 Таблица решений

Метод таблицы решений применяется «при наличии достаточной информации, относящейся к анализируемой системе, а также набора моделей отдельных элементов» [46].

Составляется перечень событий для каждого элемента на его выходе (событий на выходе). Каждое событие на выходе детально определяет состояние выхода. Точно так же определяется совокупность событий на входе каждого элемента для определения состояния на входе. В качестве примера рассматривается клапан теплообменника (рис.7. 4) и события: высокий, средний или низкий расход на выходе и высокое, среднее или низкое давление на входе.
Внутренние режимы работы или состояния элемента «можно рассматривать в виде различных входов со стороны других элементов или со сторон окружающей среды». Открытие клапана может рассматриваться как событие на входе, имеющее три уровня: полностью открытый, нормальный и полностью закрытый (с нулевым открытием).

Если клапан настраивается наладчиком на открытие, оно рассматривается как входное событие со стороны наладчика.

Если открытие клапана не зависит от других элементов, оно считается входным событием со стороны окружающих условий для данной системы.

Каждый вход со стороны окружающей среды считают исходным событием, входные события со стороны других элементов являются событиями, отражающими состояние системы или состояние элемента. Все вместе входные и выходные события составляют набор возможных событий, относящихся к рассматриваемой системе.

Пример, рассмотренный в п. 7.3.7, может быть решен с помощью таблицы решения (рис.7.5) которая для насоса и клапана имеет вид:

Рис.7.5 Таблица решений

Подробное описание метода дано в [46].

8 Построение «дерева неисправностей»

Метод «дерева неисправностей» («дерева отказов и неработоспособных состояний») описан, в частности, в [8],[49]. Особенность метода состоит в том, что он сочетает в себе количественные и качественные приемы анализа.

Согласно стандарту [48], неисправное состояние (неисправность) – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно - технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Нетрудно заметить, что по структуре «дерево неисправностей» наиболее близко «дереву отказов», используемому рядом авторов [46].

Процедура построения «дерева неисправностей» («дерева отказов»), «дерева отказов и неработоспособных состояний» является удобным методом анализа причин отказов и выработки наиболее эффективных мероприятий для их устранения. Анализ проводят для определенного периода функционирования, отдельной части или системы в целом.
«Дерево неисправностей» («дерево отказов», аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий, несчастных случаев и пр.) – основа логико-вероятностной модели причинно-следственных связей отказов системы с отказами ее элементов и другими событиями (воздействиями). При анализе причин возникновения отказа строится «дерево неисправностей», которое состоит из последовательностей и сочетаний неисправностей и нарушений, таким образом оно представляет собой многоуровневую структуру взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения (рисунок 7.61)

Отказ системы

Отказ элементов

Отказ составных частей

События, порождающие отказ

Виды воздействий

Рис. 8.1 Упрощенная структура «дерева неисправностей»

8.1 Достоинства «дерева неисправностей»

1.Анализ ориентируется на нахождение причин отказов;
ограничивается выявлением элементов и событий, приводящих к конкретному отказу системы;

2. Позволяет показать в явном виде ненадежные места; позволяет специалистам поочередно сосредоточиваться на отдельных конкретных отказах системы;
3. Обеспечивает глубокое представление о поведении системы и проникновение в процесс её работы;

4. Представляет собой наглядный материал для той части работников, которые принимают участие в обслуживании системы;

5. Являются средством общения специалистов, поскольку они представлены в четкой наглядной форме;

6. Дает возможность выполнять качественный или количественный анализ надежности системы, в том числе возможность:

-детального изучения отдельных отказов системы,

-достижения глубокого понимания процесса работы системы,

-дедуктивного выявления отказов,

-наглядного обоснования конструктивных изменений или установления степени соответствия конструкции системы заданным требованиям и анализа компромиссных решений,

-облегчения анализа надежности сложных систем.

Главное преимущество «дерева неисправностей» (по сравнению с другими методами) заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии.

8.2 Недостатки «дерева неисправностей»

1. Значительность затрат средств и времени для осуществления метода;
2.»Дерево неисправностей» представляет собой схему булевой логики, на которой показывают только два состояния: рабочее и отказавшее, поэтому ему свойственны:

а) трудность учёта состояния частичного отказа элементов;
б) трудность аналитического решения для деревьев, содержащих резервные и восстанавливаемые узлы;

в) сложность охвата множественных отказов;

г) необходимость глубокого понимания системы специалистами по надежности

д) конкретного рассмотрения каждый раз только одного определенного отказа;

3. «Дерево неисправностей» описывает систему в определённый момент времени (обычно в установившемся режиме), поэтому трудно показывать последовательности событий, иногда это оказывается невозможным

8.3 Структура «дерева неисправностей»

«Дерево неисправностей» как многоуровневая структура содержит конечное событие (вершинное событие), соединяемое с последовательностями более простых отказов (рисунок 8.2).

Рис. 8.2 Структура «дерева неисправностей» с описанием содержания

Как видно из рисунка 8.2, для отыскания и наглядного представления причинной взаимосвязи с помощью «дерева неисправностей» необходимы элементарные блоки, подразделяющие и связывающие большое число событий.

Используется два типа блоков: логические символы (знаки) и символы событий.

Последовательность событий объединяется логическими символами. Распознанные последовательности событий, т. е те последовательности, которые показывают причинную взаимосвязь событий, приводят к исходным причинам. Исходные причины обеспечиваются данными по интенсивностям отказов, используемым для расчета вероятности отказа системы. Если исходные причины имеют данные по частоте отказов, то они обозначаются кругами.

События, дополняемые описаниями событий, обозначаются прямоугольниками.