Качественный и количественный анализ опасностей
При анализе потенциальных опасностей, возникающих при функционировании технических систем, используют качественные и количественные оценки.
Качественный анализ опасностей позволяет определить источники опасностей, вероятности несчастного случая, аварии или отказа, величину риска, возможные последствия, возможные пути предотвращения несчастного случая или аварии.
Качественные методы анализа опасностей могут включать в себя:
- предварительный анализ,
- анализ последствий,
- анализ опасностей с помощью дерева последствий,
- анализ опасностей методом потенциальных отклонений,
- анализ ошибок персонала и другие.
Предварительный анализкак правило, осуществляется в следующем порядке:
- проводится изучение законов, стандартов, правил, действия которых распространяются на данный технический объект, систему, процесс;
- проверяется техническая документация на ее соответствие законам, правилам, принципам и нормам стандартов безопасности;
- исследуются технические характеристики объекта, системы, процесса, используемые сырье, материалы, энергетические источники, рабочие среды с точки зрения их потенциальной опасности для человека и окружающей среды;
- составляется перечень потенциальных опасностей.
Анализ последствий как правило, осуществляется в следующем порядке:
- техническую систему подразделяют на компоненты;
- для каждого компонента выявляют возможные отказы;
- изучают потенциальные изменения, которые может вызвать тот или иной отказ на исследуемом техническом объекте;
- отказы классифицируют по опасностям и разрабатывают предупредительные меры, включая конструкционные изменения.
Анализ ошибок персонала как правило, включает в себя следующие основные этапы:
- анализ системы и вида работы;
- определение цели;
- идентификацию вида потенциальной ошибки;
- идентификацию последствий;
- идентификацию возможности исправления ошибки;
- идентификацию причины ошибки;
- выбор метода предотвращения ошибки;
- оценку вероятности ошибки;
- оценку вероятности исправления ошибки;
- расчет риска;
- выбор путей снижения риска.
При количественном методе оценки опасностей применяются методы теории вероятности для оценки того или иного нежелательного события (аварии, несчастного случая, отказа и т. д.). Сложные системы разбивают на ряд подсистем. Подсистемой называют часть системы, которую определяют по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам функционирования системы.
Тот или иной несчастный случай или аварию можно рассматривать как случайное событие, которое является основным понятием теории вероятностей.
Случайным событием называется такое событие, которое при осуществлении некоторых условий (например, сохранение или изменение условий функционирования технической системы) может произойти или не произойти.
Относительной частотойpили частотой случайного события Aназывается отношение числа m появления данного события к общему числу nпроведенных одинаковых испытаний, в каждом из которых могло появиться или не появиться данное событие. Это определение можно представить в виде формулы:
Например, кнопку включения электрооборудования нажимали 100 раз, из которых 10 раз произошел отказ (кнопка не сработала), следовательно, частота отказа будет составлять: p = 10/100 = 0,1.
Такие испытания осуществляются в разных сериях (повторяются несколько раз). Если число испытаний в каждой серии невелико, то относительные частоты случайного события могут значительно отличаться. Если число опытов в серии велико, то относительные частоты случайного события будут отличаться тем меньше, чем больше опытов в серии. В подавляющем большинстве случаев существует такое постоянное число P , что относительные частоты p события Aмало отличаются от этого числа P.
Данное число называют вероятностью случайного события:
Вероятность аварии или несчастного случая, если может произойти хотя бы одно из этих случайных событий, в том случае, если они несовместимы (то есть если есть авария, то нет несчастного случая) представляется в виде суммы вероятности:
где p (Ai ) - вероятности наступления аварии или несчастного случая при эксплуатации различных компонентов технической системы.
Событие A является независимым от события B, если вероятность появления одного события (несчастный случай) не зависит от того, произошло другое событие или не произошло (авария). В данном случае, вероятность совмещения двух независимых событий (несчастный случай и авария) равна произведению вероятностей появления этих событий:
Например, безотказная работа механизма определяется безотказной работой каждого из трех узлов, составляющих данный механизм. Вероятность безотказной работы узлов за некоторый цикл составляет соответственно: p1 = 0,6 , p2 = 0,7 , p3 = 0,1. Тогда, вероятность безотказной работы механизма будет равна:
Событие A (например, несчастный случай) называется зависимым от события B (например, авария), если вероятность события Aзависит от того, произошло или не произошло событие B.
Вероятность того, что произошло событие A(несчастный случай) при условии, что произошло событие B(авария), в теории вероятности принято обозначать P (A/B )и называть условной вероятностью.
Вероятность совмещения двух событий равняется произведению вероятности одного из них на условную вероятность второго, вычисленную при условии, что первое событие произошло. Данное определение можно представить в виде формулы:
Например, вероятность аварии равна 0,1. Вероятность несчастного случая при наступлении аварии равна 0,5. Для определения вероятности несчастного случая при наступлении аварии определяем по предыдущей формуле:
Если событие A(авария) может осуществиться только при выполнении одного из событий B1, B2 , … B n(например, отказы отдельных узлов механизма, прибора), которые образуют полную группу несовместимых событий, то вероятность события Aвычисляется по формуле:
Данная формула называется формулой полной вероятности.
Риск – это вероятность физического повреждения или причинения вреда в какой-либо форме из-за наличия потенциальной опасности, связанной с желанием осуществить определенный вид действий.
Различают:
- риск при наличии источника опасности и
- риск при наличии источника, оказывающего вредное воздействие на здоровье.
Источник опасности потенциально обладает повреждающими факторами, которые воздействуют на организм, собственность или окружающую среду в течение относительно короткого отрезка времени.
Источник, характеризующийся вредными факторами, воздействует на объект в течение достаточно длительного времени.