Лекции - Основы промышленной безопасности

Подождите немного. Документ загружается.

При известном значении индивидуального риска не представляет затруднений и определение

количественных значений коллективного риска – ожидаемого количества потерь - поражённых в

результате возможных аварий за определённый период.

общ

кол

инд

R 

Коллективный риск можно определить, построив ряд распределения нежелательных событий.

Чтобы придать ряду распределения более наглядный вид, часто прибегают к его графическому

изображению: по оси абсцисс откладываются возможные значения случайной величины, а по оси

ординат – вероятности этих значений. Только для наглядности полученные точки могут соединяться

отрезками прямых. Такая фигура называется многоугольником распределения. Пример

многоугольника случайной величины N для типичного ОПО представлен ниже на рис.

Рис. Многоугольник распределения числа погибших

Многоугольник распределения, так же как и ряд распределения, полностью характеризует

случайную величину; он является одной из форм закона распределения.

В целом людские (материальные) потери удобно представлять интегральным законом

распределения F(y). В практике анализа риска обычно используют характеристику случайной

величины потерь

)y(F

= P (Y  y).

Такую характеристику называют F/N-кривой (-диаграммой) или F/G-кривой (для материальных

потерь).

Графическую форму применяют и при

описании социального риска, то есть функции распределения числа погибших по частоте.

Социальный риск равен вероятности того, что случайная величина погибших N примет значение

больше числа n:

)n(F

= P (N  n).

Пример графического изображения F/N-кривой, характеризующей распределение потерь

персонала при аварииnдля указанного многоугольника распределения, представлен ниже.

Рис. F/N-кривая распределения числа погибших при аварии на ОПО

ЛЕКЦИЯ 15

Стандартные показатели несчастных случаев.

Первопричиной ущерба индивидууму и коллективу является несчастный случай. Поэтому в

теории ТС большое внимание уделяют оценке стандартных показателей несчастных случаев.

Среди них выделяют 4 наиболее важных показателя:

1.Коэффициент частоты несчастных случаев – отношение числа наступивших несчастных

случаев N к нормированному значению числа несчастных случаев N

; определенному за тот же период

времени:

= N / N

Нормированное число N

определяется двумя методами.

В первом случае (характерный метод для России) N

= 

М, где коэффициент 

= 10

-3

нс / чел,

М – среднее число рабочих, подверженных опасности.

При втором методе (в западных развитых странах): N

= 

Т, где коэффициент 

= 10

-6

нс /

час, Т – число часов, отработанных за рассматриваемый период времени всеми рабочими, которые

подвергались воздействию опасности.

Коэффициенты 

и 

можно трактовать как значения скорости и плотности наступления

несчастных случаев.

Второй вариант подсчёта позволяет более полно учесть объём выполненной работы. Если

устанавливается годовое значение К

, то Т = MXY – Z, где М – численность работающих; X, У и Z –

соответственно длительность рабочего дня, число отработанных в году дней и потери рабочего времени

вследствие отпусков, прогулов, болезни, несчастных случаев и т. д.

Например, если на предприятии в течение года (допустим, в году 300 рабочих дней) работало

950 человек (рабочий день равен 8 ч), и за это время наступило 100 несчастных случаев, было потеряно

по разным причинам 30 000 рабочих дней, то:

Т = 950  300  8 – 30000  8 = 2040000 ч;

= 10

-6

 2040000 = 2,04 нс, К

= 100 / 2,04 = 49,02.

2.Показатель тяжести несчастных случаев (коэффициент нетрудоспособности):

= Д / Д

где Д – число всех дней нетрудоспособности; Д

= 

 Т – нормированное число нетрудоспособных

дней; 

= 10

-3

дн / ч.

Допустим, что при условиях, изложенных в предыдущем примере, 100 несчастных случаев

привели к потере 3000 рабочих дней. Тогда:

= 10

-3

 (950  300  8 – 30000  8) = 2040 дней, К

= 3000 / 2040 = 1,47.

3.Коэффициент тяжести несчастных случаев определяется как число всех дней нетрудоспособности,

приходящееся на один несчастный случай:

= Д / Т

4.Коэффициент частоты несчастных случаев с летальным исходом:

= N

/ (МТ) [ли / (чел  ч],

где N

– число летальных исходов; обычно принимают МТ = 10

чел  ч, что соответствует расчётному

времени, когда 1000 человек работают по 40 ч в неделю в течение 50 недель в году и в течение 50 лет.

Классификация риска

Риски классифицируют по нескольким характеристикам.

1) По причине (род опасности), вызывающей неблагоприятное событие:

· техногенные риски, связаны с хозяйственной деятельностью человека;

· природные риски (стихийные явления);

· смешанные риски – события природного характера, инициированные хозяйственной деятельностью

человека.

2) По характеру деятельности, с которым связаны соответствующие риски:

· профессиональные риски – связаны с исполнением лицами своей профессиональной деятельности;

· промышленные риски – характерны для производственной деятельности (выход из строя оборудования,

станков, приборов, сложных технических комплексов, повреждения промышленных зданий и

сооружений);

· технические риски – сопутствуют строительству новых объектов и их дальнейшей эксплуатации

(повреждение строительных материалов и оборудования, вследствие неблагоприятных событий,

нарушение функционирования объекта из-за ошибок при проектировании и монтаже);

· транспортные риски – возникают при транспортировке грузов;

· предпринимательские риски – связаны с развёртыванием производства и прибылью (непредвиденные

расходы, банкротство, упущенная выгода и т. д.);

· финансовые и коммерческие риски относятся к области управления финансами и взаимоотношений

торговых партнёров (судебные издержки, неисполнение договорных обязательств и т. д.);

· инвестиционные риски – возникают при вложении инвесторами средств с целью получения прибыли.

3) По природе объектов, которые подвержены риску (классификация принята в страховом деле):

· риск нанесения ущерба жизни и здоровью граждан;

· имущественный риск (риск наступления гражданской или административной ответственности).

Требования к проведению анализа риска

Процесс анализа содержит следующие основные этапы- процедуры:

1) планирования и организации работ;

2) идентификации опасностей;

3) оценки риска;

4) разработки рекомендаций по уменьшению риска (управлению риском).

Опираясь на принцип единства формы и содержания обратим внимание на документацию, которая

должна оформляться на каждом этапе процедур анализа риска.

1. На этапе планирования и организации работ

1)– описывают причины и проблемы, которые вызвали необходимость проведения анализа;

2)– подобрать необходимую группу исполнителей для проведения анализа;

3)– определяют анализируемую систему и дают её описание;

4)– определяют и описывают источники информации о безопасности системы;

5)– указывают ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и другие возможности,

определяющие глубину, полноту и детальность анализа;

6)– чётко определяют цели анализа;

7)– выбирают методологию, методы анализа риска;

8)– определяют критерии приемлемого риска.

Основной для определения приемлемой степени риска в общем случае должны служить:

– законодательство по промышленной безопасности;

– правила, нормы безопасности в анализируемой области;

– дополнительные требования специально уполномоченных органов, влияющие на повышение

промышленной безопасности;

– сведения об имеющихся аварийных событиях и их последствиях;

– опыт практической деятельности.

2.На этапе идентификации опасностей

Выявляют и описывают все присущие системе опасности. (Это ответственный этап анализа, так как не

выявленные на этом этапе опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля

зрения).

Результатом идентификации опасностей является перечень нежелательных событий,

приводящих к аварии. Идентификация опасностей завершается также выбором дальнейшего

направления деятельности. Это может быть:

– решение прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей;

– решение о проведении более детального анализа риска;

– выработка рекомендаций по уменьшению опасностей.

3. На этапе оценки риска

На этапе выявленные опасности должны быть оценены с точки зрения их соответствия критериям

приемлемого риска. При этом результаты оценки риска могут быть выражены как качественно (в виде

текста, таблиц), так и количественно путём расчета показателей риска.

На практике по первому варианту применяют качественные методы анализа риска, опирающиеся

на продуманную процедуру, специальные вспомогательные средства (бланки, детальные методические

руководства) и практический опыт исполнителей. По второму варианту , т.е. количественные методы

оценки риска полезны для сравнения опасностей различной природы, например для сравнения

источников опасностей или различных мер безопасности.

Количественная оценка риска включает в себя следующие этапы : анализ частоты, анализ

последствий выявленных событий и анализ неопределенностей результатов.

Для анализа и оценки частоты обычно используются следующие подходы:

– выделение статистических данных по аварийности и надежности технологической системы,

соответствующих типу объекта или виду деятельности;

– использование логических методов анализа "деревьев событий" или "деревьев отказов";

– экспертную оценку путем учета мнения специалистов в данной области.

4. На этапе разработки рекомендаций по уменьшению риска.

При разработке мер по уменьшению риска необходимо учитывать, что, вследствие возможной

ограниченности ресурсов, в первую очередь должны разрабатываться простейшие и связанные с

наименьшими затратами рекомендации. по предупреждению аварии.

В общем случае меры по уменьшению риска можно разделить на три группы – снижение,

сохранение, передача риска (рис).

Снижение риска чаще всего достигается при помощи осуществления предупредительных

организационно-технических мероприятий, например установка систем контроля и оповещения,

противопожарных устройств, усиление безопасности зданий и сооружений, повышение надёжности

технических систем.

Сохранение риска означает:

· отказ от любых действий, направленных на компенсацию ущерба;

· создание специальных резервных фондов (фондов самострахования), из которых производится

компенсация убытков при наступлении неблагоприятных ситуаций;

· получение кредитов и займов для компенсации убытков.

Меры по передаче риска означают передачу ответственности за него третьим лицам за

определённую плату. Страхование наиболее распространённый в мире метод воздействия на риск,

охватывающий практически все сферы жизни.

ЛЕКЦИЯ 16

Методологические основы идентификации опасностей

Для идентификации опасностей рекомендуется использовать следующие методы анализа риска:

– Экспертные методы оценки опасностей по принципу : "Что будет, если...?"; проверочный лист;

комбинацию методов "Что будет, если...?" / проверочный лист и др.;

– анализ видов, последствий и критичности отказов;

– анализ опасностей как источников снижения работоспособности ТС;

– анализ дерева отказов; анализ дерева событий (причинно-следственных связей между событиями,

опасностями и отказами );

Рассмотрим оценочные алгоритмы применительно к каждому из методов.

Метод1. Экспертные методы оценки ситуаций по принципу "Что будет, если...?"; проверочный

лист; комбинация этих методов и др. (приложение) относятся к группе качественных методов оценки

опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта

действующим требованиям промышленной безопасности. Эти методы заключаются в привлечении

специалистов для высказывания суждений о проблеме и последующем сведении результатов и

предложений в систематизированные таблицы и графы, на основе которых делаются выводы о

безопасности объектов.

Эти методы наиболее просты (особенно при обеспечении их вспомогательными формами,

унифицированными бланками, облегчающими на практике проведение анализа и представление

результатов), недороги (результаты могут быть получены одним человеком в течение одного дня) и

наиболее эффективны при исследовании безопасности хорошо изученных объектов с известной

технологией или объектов с незначительным риском крупной аварии.

Ограниченность применения этих методов анализа риска связана с тем, что они не указывают на

уязвимость отдельных стадий производства. Даже когда из них с очевидностью следует, что отказ того

или иного элемента системы или процесса может привести к серьёзному ущербу, без привлечения

дополнительных источников данных, нельзя понять, насколько такая ситуация вероятна. Поэтому для

полноты информации о безопасности процессов требуются сведения о частоте и тяжести прошлых

убытков.

Метод 2. Анализа видов опасностей , последствий и чрезвычайности отказов. Он преследует

своей целью повышение безопасности эксплуатации технических систем для жизни и здоровья людей и

окружающей среды путём выявления возможных критических отказов и выработки конструктивно-

технологических и эксплуатационных мер, направленных на снижение вероятности и тяжести

возможных последствий таких отказов ( опасностей )

Чаще всего он представляет комбинацию методов качественного анализа возможных видов и

последствий отказов и количественного анализа чрезвычайности отказов .

В результате составляется перечень опасных элементов конструкций и технологических

процессов изготовления изделия. В этот перечень включаются те элементы, тяжесть последствий

которых в количественном выражении превосходит установленный уровень; любой отказ которых

неизбежно вызывает полный отказ изделия в целом.

При качественном анализе возможных видов опасностей и последствий отказов тяжесть

последствий отказов оценивают приближенно с учётом следующих факторов: возможного ущерба

персоналу (гибель, травмы); экологического, материального ущерба; скорости развития небла-

гоприятных последствий отказов.

Такие процедуры выполняются при проектировании нового объекта, изменении

технологических процессов, ужесточении требований безопасности и экологичности, расширении

сферы применения объекта, при его модернизации и т. д.

Наиболее удобная форма проведения анализа – матричная.

Структурная схема объекта

Проверку рекомендуется дополнять частотным анализом, при котором в качественной форме

учитывается возможная частота (вероятность) наступления отказа. В таблице выше приведены

рекомендуемые показатели (индексы) уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести

последствий отказа (события) по категориям I – IV.

При количественном анализе выделяют четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от

аварии , как последствия отказа ТС: персонал, население, окружающая среда, материальные объекты

(оборудование и сооружения промышленного предприятия и близлежащих населенных пунктов).

При этом используют следующие критерии отказов по тяжести последствий:

– катастрофический (категория I) – приводит к смерти людей, наносит существенный ущерб объекту

и невосполнимый ущерб окружающей среде;

–чрезвычайный, критический (некритический) (категории II, III) – угрожает (не угрожает) жизни

людей, потере объекта, окружающей среде;

– с пренебрежимо малыми последствиями (категория IV) – не относящимися по своим последствиям

ни к одной из первых трех категорий.

Для оценки последствий аварий и отказов применяют следующие категории отказов (степени риска

отказа):

А – обязателен детальный анализ риска, требуются особые меры безопасности для снижения риска;

В – желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности;

С – рекомендуется проведение анализа риска и принятие мер безопасности;

Д – анализ и принятие мер безопасности не требуются.

Таблица 2

Частотно-значимая матрица "вероятность – тяжесть последствий"

Ожидаемая частота возникновения (1 / год) и

ассоциируемая вероятность наступления события

Категория тяжести

последствий

I II III IV

Частый отказ > 1 P > 0,2 А А А С

Вероятный отказ 1 – 10

-2

0,1 < P < 0,2 А А В С

Возможный отказ 10

-2

– 10

-4

0,01 < P < 0,1 А В В С

Редкий отказ 10

-4

0,001 < P <

0,01

А В С Д

Практически невероятный отказ < 10

-4

P < 0,01 В С С Д

Причины отказов- опасности , попадающие в группу А, подлежат безусловному устранению при

проектировании путем изменения конструкции, увеличения соответствующих запасов прочности,

устойчивости и т. п., смягчения условий эксплуатации и пр. Причины отказов, попавших в группы В и

С, требуют дальнейшего анализа, должны быть уточнены механизмы отказов, характер деградационных

процессов и другие факторы, важные для более полного описания отказа. В результате могут быть

приняты решения о доработке оборудования, изменении регламента технического обслуживания и

ремонта, увеличении частоты и глубины диагностирования или другие корректирующие меры. Отказы

групп В и С вносятся в специальный перечень для последующего анализа и контроля. Причины отказов

группы Д не требуют дополнительного анализа.

Анализ критичности отказов

Вторая фаза выполнения анализа предполагает количественную оценку критичности отказов. В

настоящее время предложено несколько основных методов оценки критичности, которые закреплены в

соответствующих национальных стандартах, например германском стандарте автомобильного союза

УОА, военном стандарте США М1Б-8ТО 1629 А и др.

Согласно германскому стандарту VDA АВПКО подразделяют на два вида: АВПКО конструкции

и АВПКО процесса.

Цель АВПКО конструкции выделить наиболее значимые потенциальные отказы с учётом

ожидаемой частоты их появления, возможных процедур их предотвращения в эксплуатации и тяжести

последствий.

Простой табличный метод расчёта критичности отказов элементов сложных систем

рекомендуется различными фирменными стандартами.

Критичность С

i-го элемента объекта рассчитывают по формуле

= B

где B

– оценка частоты (вероятности) наступления потенциального отказа i-го элемента; B

– оценка

вероятности выявления отказа (дефекта) i-го элемента до его проявления у потребителя; B

– оценка

тяжести последствий отказа (дефекта) i-го элемента.

Значения B

находят по соответствующим таблицам, которые разрабатываются заранее по

данным предыдущих исследований.

В таблицах приведены значения B

, рекомендованные французской фирмой ЕСТМ для

оборудования ядерно-энергетического комплекса.

Выделение наиболее значимых отказов осуществляется путём сравнения критичности i-го отказа

, с некоторым предельным значением С

кр

Если С

> С

кр

отказ признается значимым (критическим) и подлежит обязательному устранению.

Если С

< С

кр

, то необходимы корректирующие меры для уменьшения критичности, например

изменение регламента технического обслуживания и ремонта. Отказы такого типа заносятся в

соответствующий перечень для последующего анализа и контроля.

Обычно, предлагается С

кр

= 125 = 5  5  5.

Метод 3. Идентификация опасностей. Метод анализа опасностей как источников снижения

работоспособности ТС. В рамках этого метода исследуется влияние отклонений технологических

параметров процессов (температуры, давления и др.) от регламентированных режимов с точки зрения

возникновения опасности.

Основная идея в этом случае заключается в том,чтобы произвести разделение сложных

производственных систем на отдельные более простые и легко анализируемые части. Технологически

этот метод разделяется на четыре последовательных этапа, на каждом из которых следует ответить на

свой ключевой вопрос:

1-й этап — каково назначение исследуемой части установки или процесса?

2-й этап — в чем состоят возможные отклонения от нормального режима работы?

3-й этап — в чем причины отклонений?

4-й этап — каковы последствия отклонений?

1 этап – определение назначения устройства.

Произведём, например, краткий анализ безопасности хранения топлива в подземных ёмкостях

бензозаправочных автомобильных станций. Ёмкость оборудована насосом, вентилями и клапанами, а

также уровнемером. .

Назначение – подземное хранение бензина и заправка автотранспорта.

Но это всего лишь общая формулировка. Необходимо решить, какие особенности системы надо

исследовать, например, : поток топлива через систему, давление, объём или какие-либо другие её

характеристики, отклонение значений которых от нормы может привести к аварии или к невыполнению

установкой своего назначения.

рассматриваемом случае

основная характеристика

– это поток бензина из

ёмкости в автомобиль.

Второй этап –

выявление отклонений.

Для этого следует

выбрать ключевые

характеристики -слова:

"нет", "больше", "меньше", "так же, как", "другой", "иначе, чем", "обратный" и т. п. Применение

ключевых понятий - характеристик -слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения.

Примерное содержание ключевых слов следующее:

Ключевые слова предназначены для того, чтобы подсказать пользователю системы различные

возможные ситуации, с которыми он может столкнуться в процессе её эксплуатации.

Третий и четвёртый этапы – анализ причин и последствий отказов. После того как назначение

системы определено, следует установить все нежелательные ситуации, которые могут произойти с ней.

Каждая возможная причина должна быть пронумерована, и под этим номером должны быть указаны

возможные последствия и меры, которые необходимо принять.

Очень важно быть уверенным, что ничего не пропущено. Если система сложная, т. е. состоит из

множества компонентов, например, клапанов, баков, трубопроводов и т. д., то очень трудно что-либо не

пропустить. Чтобы избежать этого, полезно вести специальную контрольную карточку потоков,

которая будет служить руководством и проводником в процессе исследований.

В этой карточке просто отмечаются различные этапы исследования, и использование ее

позволяет уменьшить возможность пропустить какую-нибудь секцию установки или процесса. После

того как весь процесс анализа завершен, на карточке делается пометка, что все секции и части системы

проверены.

Некоторые выводы:

Преимущества метода идентификации опасностей:

1. Возможные риски выявляются очень детально. Маловероятно, что при таком подходе можно что-

либо существенное упустить, при условии, что исследование выполняется компетентными

специалистами.

2. Метод позволяет также подробно проанализировать отдельные части или секции сложной системы,

что едва ли можно достичь без ее предварительного структурирования.