Подходы к управлению с экологическим риском

Комбинация этих рассмотрений позволяет найти наиболее «узкие места» системы, найти эффективные способы повышения надежности химико-технологической системы (ХТС).

Из вышеизложенного рассмотрения видно, что концепция деревьев событий и отказов является перспективным методом решения задачи по надежности и безопасности, а также по определению риска функционирования ХТС.

Однако, следует отме

тить некоторые принципиальные моменты, связанные с использование деревьев событий и отказов.

Дерево (вообще) представляет собой структуру, где каждый элемент (за исключением граничных) имеет один вход или один или более выходов, или наоборот – все зависит от того, в какую сторону проходится дерево, но не то и другое вместе. Данное ограничение, накладываемое на понятие «дерево», приводит к некоторым сложностям в построении и анализе дерева. Например, в случае дерева отказов (где все элементы кроме вершины дерева должны иметь один выход) обычно существует событие, имеющее более одного выхода (в качестве примера можно привести отказ электропитания ХТС или наводнение).

Второй принципиальный момент, который не учитывается существующими моделирующими алгоритмами, заключается в следующем предположении: если на входах участка логической структуры создается благоприятная комбинация условий, то со стопроцентной вероятностью должно произойти порожденное событие. В большинстве случаев так оно и есть, однако, можно привести ситуации, когда это не соблюдается, например, попадание камня в оконное стекло не всегда приводит к тому, что оно разбивается. Для решения данной задачи в существующих алгоритмах приходится или вводить фиктивные события (функция которых заключается в том, что не всегда выдавать выходной сигнал, когда на входах присутствует благоприятная комбинация входных), или корректировать входные вероятности (например, вероятность попадания камня в окно заменятся вероятностью того, что оно разобьется; но это не позволяет учесть причины, которые привели к разбиению окна).

Отличительной особенностью функционирования человека в ХТС является то, что ему свойственен принципиально новый тип отказа – ошибка в деятельности (временный неустойчивый отказ), и его также необходимо учитывать.

9.2. Проведения исследований методом FTA Цели проведения исследований методом FTA

Исследования методом FTA применяют в целях:

- выявления всех путей, которые приводят к главному нежелательному событию при определенном стечении обстоятельств;

- определения минимального числа комбинаций событий, которые могут привести к главному событию;

- качественного определения основных причин нежелательного события;

- количественной оценки частоты вероятности нежелательного события;

- идентификации общего характера отказов или их общих причин, трудно выявляемых при рассмотрении изолированных подсистем;

- анализа чувствительности отдельных событий к отклонениям параметров системы.

Целями применения метода FTA в химической промышленности являются:

- оценка частоты возникновения инцидентов (или надежность оборудования);

- определение комбинаций отказов оборудования, рабочих условий, условий окружающей среды и человеческих ошибок, которые повлияли на инцидент;

- идентификация корректирующих воздействий для улучшения надежности и безопасности и определения их влияния.

Дерево отказов – это графическое представление связей между отказами оборудования и аварийными ситуациями.

Можно выделить четыре класса причин возникновения аварийных ситуаций:

- отказы оборудования

- отклонения от технологического регламента

- ошибки производственного персонала

- внешние причины (стихийные бедствия, диверсии и т.д.)

Одним из достоинств метода является систематическое логически обоснованное построение множества отказов элементов системы, которые могут приводить к аварии.

Метод деревьев отказов используется, в основном, в случаях, когда при отказе системы в целом может быть установлена связь между комбинациями отказов отдельных компонентов системы. Метод применяется при идентификации требований к дублированию компонентов, к защитным устройствам и контрольным системам.

Основные этапы процесса проведения исследования методом дерева отказов

Проведение исследования методом дерева отказов можно также представить в виде следующих шагов:

­ Определение границ системы

­ Изучение и понимание системы

­ Определение конечного события

­ Конструирование дерева отказов

­ Качественный анализ

­ Количественный анализ

­ Поиск недостающих данных

Шаг 1 – Выбор и описание системы

­ Определение способа функционирования системы

­ Информация о процессе, технических средствах и ошибках операторов

Необходима информация о свойствах:

­ опасностей, связанных с материалами, которые используются в процессе и вне его

­ опасностей, связанных с аппаратурой и определенных структурой процесса и его компонентами (например, выброс токсичного вещества через ошибочно открытый клапан)

­ Определение физических границ системы

Выбранные границы системы должны отражать наличие недостаточных данных. Должна быть указана начальная конфигурация оборудования (необходимо указать, например, какие клапаны открыты, какие закрыты).

Шаг 2 – Исследование системы

Необходимо учесть все события, включая:

­ невозможные события

­ возможные события

Каждый технологический процесс характеризуется некоторым набором переменных процесса, отклонения которых от своих рекомендованных значений могут приводить к непредвиденным химическим реакциям, превышению рабочего давления и/или температуры и, как следствие, к повреждению (разрушениям) технологического оборудования.

Находятся контролирующие переменные, изменение которых может привести к отказу блока.

Шаг 3 - Определение главного события

Требует точности и определенности

Плохо и неточно определенное конечное событие часто является причиной некорректного анализа

Часто включает предварительный анализ (например, методы HAZOP или FMEA)

Необходимо четко и ясно определить, что, где и когда случилось

Шаг 4 - Конструирование дерева отказов

Рассматриваемое главное событие изображается на вершине

При построении дерева логическая схема отталкивается от главного события. Исходная точка – это не причины, приведшие к событию, а оно само. И только задав событие, можно начинать исследование возможных причин его появления.

Ветви дерева представляют собой все пути, по которым событие может реализовываться, а связь между исходными событиями и главным событием осуществляется через логическое условие

Обычно не существует исходных причин, а существуют первоначальные ошибки или отказы, приводящие к развитию во времени нежелательного события. Отказы, входящие в структуру дерева отказов, могут быть поделены на три группы [2]: первичные отказы; вторичные отказы; отказы управления. К первичным отказам относятся отказы оборудования, которые произошли в обычных условиях функционирования оборудования. Вторичные отказы происходят вследствие изменений условий работы оборудования. Отказы управления имеют место в случаях, когда нормально функционирующее оборудование не получает по каким-либо причинам управляющих сигналов. Вторичные отказы и отказы управления являются промежуточными событиями и требуют дополнительного анализа.

 Скачать реферат