Логічне моделювання процесів формування та виникнення травмонебезпечних і аварійних ситуацій на виробництві

НД

НУ

НС А, Т

За такою схемою може протікати процес переки­дання трактора, що працює на транспортних роботах (НС), якщо небезпечною умовою буде вузька колія трактора (НУ), а небезпечною дією (НД) — різкий поворот.

Залежно від того, які послідовно небезпечні дії (помилки чи свідомі порушення відповідних правил) буде допускати водій, схема процесу формування та виникнення небезпечної ситуації (перекидання трак­тора) може мати інший вигляд. Наприклад, при наяв­ності вузької колії (НУ) колісного трактора типу МТЗ, ЮМЗ водій послідовно допускає дві помилки: пере­вищення швидкості (НД₁) і різкий поворот (НД₂).

Процес виникнення небезпечної ситуації відбува­тиметься за такою схемою:

НД₁

НУ НС А, Т

НД₂

У наведеній схемі усі небезпечні події (НУ, НД₁, і НД₂) статистично незалежні між собою. У цьому ви­падку схема набуває вигляду розгалуження («дере­ва»).

Слід мати на увазі, що кожній з наведених у схемі небезпечній події може передувати ще якась небез­печна умова або небезпечна дія. У формуванні небез­печної ситуації одночасно можуть брати участь кілька небезпечних умов або (та) небезпечних дій.

Якщо на транспортних роботах використовується трактор зі спрацьованими понад норму грунтозачепами на шинах (НУ₁), на слизькій дорозі (НУ₂), при послідовному перевищенні швидкості руху (НД₁) і тер­міновому різкому гальмуванні (НД₂) може трапитися занос трактора (НС₁), а якщо при цьому на узбіччі дороги буде глибокий кювет або інше заглиблення (НУ₃), то станеться перекидання трактора (НС₂). Схе­ма процесу формування і виникнення аварії та (або) травми буде мати такий вигляд:

НУ₂ НУ₃

НУ₁ НС₁ НС₂ А, Т

НД₁ НД₂

Із наведеної схеми видно, що ситуація (небезпеч­на) «занос трактора» (НС₁) переходить у більш небез­печну — «перекидання трактора» (НС₂).

У реальних умовах виробництва при експлуатації виробничого обладнання одна небезпечна ситуація може послідовно у вигляді кількох ступенів перехо­дити в більш небезпечні аж поки не виникне аварія і разом з нею травма чи інші важкі наслідки.

Логічні моделі можна застосовувати при прийнятті рішень про відповідальність осіб, винних у виникненні таких пригод, а також ступінь вини самого потерпі­лого.

У логічній таблиці (табл. 2.1) після кожного описан­ня небезпечних умов (НУ), небезпечних дій (НД), не­безпечних ситуацій (НС) та можливих наслідків наво­диться і логічна модель процесу можливого виник­нення небезпечних ситуацій та їх наслідків.

Досвід показує, що глибоке розуміння процесів формування і виникнення небезпечних, аварійних та інших ситуацій має важливе значення для розробки запобіжних заходів.

Вивчені, побудовані і систематизовані логічні мо­делі для окремих виробничих процесів, обладнання та інших об'єктів можна програмувати, а складений з них банк даних може бути використаний для прогно­зування виникнення аварій, травм, катастроф та інших небажаних явищ за допомогою ЕОМ.

Таблиця 2.1 - Аналіз процесів формування та виникнення травмонебезпечних і аварійних ситуацій при виконанні робіт у сільському господарстві (приклад)

Вид робіт, виробничий підрозділ, робоче місце, ви­робниче обладнання, склад агрегату

Виробнича небезпека

Можливі наслідки

Заходи запобігання небезпечним ситуациям

небезпеч­на умова (НУ)

небезпеч­на дія (НД)

небез­печна ситуація (НС)

1. Транспортні роботи колісних тракторів (МТЗ-80+2 ПТС-4)

1.1. Трактор-ний причіп експлуату-ється без гальм, НУ

Перевищення швидкості ру-ху трактора НД₁, різкий поворот НД₂

Перекидання трактора, НС

Аварія, травма

Організувати постійний контроль за транспортом перед виходом у рейс. Не допускати до роботи причепи без гальм

Модель процесу:

НД₁

НУ НС А, Т

НД₂

Метод логічного моделювання процесів формуван­ня, виникнення небезпечних ситуацій та їх наслідків доцільно застосовувати для аналізу існуючих або по­тенційних небезпек, що виявлені при обстеженні ро­бочих місць, окремих марок машин, агрегатів, а та­кож різних споруд, будівель, виробничих процесів і технологій. Але, як показали дослідження, будь-яка аварія або катастрофа може бути наслідком однієї з багатьох потенційних небезпечних ситуацій або їх поєднання. Тому метод логічного моделювання не може бути застосований для моделювання складних процесів, що імітують формування і виникнення складних аварій і катастроф.

Метод дає можливість шляхом побудови «дерева» відказів і помилок операторів різних систем вести математичну обробку моделі («дерева») з метою одер­жання ймовірності виникнення таких випадкових подій, як аварія, травма і катастрофа. Обчислення рівня небезпеки можна спрямувати на удосконалення конструкцій технічних засобів, на зниження їх небез­пеки, а також вживати термінових заходів для пер­шочергового усунення небезпек з більш високим рівнем.

Метод «дерева», «дерева несправностей» або «де­рева несправностей і помилок оператора» застосову­ють для аналізу складних систем.

Вперше метод, розроблений X. Уотсоном, засто­сували для аналізу надійності системи керування за­пуском ракети «Мінітмен» (Великобританія). Пізніше він був удосконалений Хааслом (США) і набув широ­кого застосування після симпозіумів з питань безпе­ки систем, що відбулися у 1965 р. в м. Сієтлі і в Каліфорнійському університеті.

Фірма «Боїнг», використовуючи метод «дерева» для аналізу надійності складних систем на базі літаючих апаратів, адаптувала цей метод для широкого засто­сування ЕОМ, а в 1966 р. Міністерством оборони США був розроблений спеціальний стандарт для застосу­вання методу на всіх стадіях проектування військової техніки.

Аналіз умов, обставин та причин різних аварій, виробничих травм та деяких катастроф показав, що процеси формування та виникнення цих явищ можна заздалегідь моделювати, застосовуючи метод побудови «дерева» відказів та помилок оператора людино-ма-шинних систем у сільському господарстві. Так, побу­довані операторні або логіко-імітаційні моделі травм при роботі на заточувальних і токарних верстатах, на деревообробних пристроях та верстатах при виконанні газо-, електрозварювальних робіт, моделі дорожньо-транспортних пригод, пожеж на складах і базах па­ливно-мастильних матеріалів, на підприємствах ком­бікормової промисловості, птахофабриках, аварій при експлуатації посудин, що працюють під тиском, та багато інших.

Аналіз моделей процесів формування й виникнен­ня, аварій, травм і катастроф показав, що вони пов­ністю імітують усі процеси та явища, що беруть участь у їх зародженні й виникненні. У зв'язку з цим моделі, що одержали назву «дерево відказів» та «дерево відказів техніки і помилок оператора», можна назва­ти імітаційними. А оскільки виникнення кожної наступ­ної події знаходять шляхом логічного аналізу попе­редніх, то для кращого розуміння суті таких моде­лей їх можна назвати логіко-імітаційними.

Основні принципи побудови моделі такі. Вивчаєть­ся виробництво, на якому вже були раніше або мо­жуть статися аварії, виробничі травми чи катастро­фи. Наприклад, на складах зберігання вибухових ре­човин (пестициди, мінеральні добрива, паливо тощо) найнебезпечнішим явищем є вибух або загоряння ре човини. Приймаючи подію «вибух» як головну і зв'язу­ючи цю подію шляхом логічного аналізу з наступною подією, Що обумовлює її виникнення, за допомогою логічних операторів «І», «АБО» та інших приходимо по кінцевих подій, з яких і починає формуватися го­ловна подія «вибух». За своєю формою така модель нагадує крону дерева, тому вона і одержала назву «дерево відказів і помилок». Кінцеві події називають базовими.

Для побудови логіко-імітаційних моделей застосо­вують різні символи, що характеризують ті чи інші події. Як правило, побудова моделі починається з го­ловної події, а наступні розміщують зверху вниз, аж до базових подій (рис. 21). Кожен блок рисунка, позначений відповідним номе­ром, означає подію (у загальному вигляді) або окремий етап побудови моделі:

Різні події моделі («розкрита», «не розкрита», «го­ловна», «базова», «подія-умова» тощо) зображують у вигляді символів:

коло — базова подія з відповідними числовими даними;

ромб — нерозкрита подія (подія, яка вимагає проведення відповідних досліджень);

пря­мокутник — подія, що виникає як результат дії символа-оператора;

овал — подія-умова, що використо­вується з оператором «ЗАБОРОНА»; хатка (п'ятикутник, в якому один з боків є основою», — подія, яка може відбутися або не відбутися;

трикутник (рівнобічний трикутник) — символ перенесення.

1 — послідовність подій, що призводять до відказу
системи;

2 — послідовність подій зображується за допомогою
логічних операторів «І», «АБО» та інших;

3 — усі вхідні і вихідні події, що входять до моделі,
зображуються у вигляді прямокутників з відповідними
написами всередені;

4 — послідовний підхід до базових подій, частоти
виникнення яких відомі;

5 — базові події зображують у вигляді кружечків із
написами всередені, вони є межею аналізу побудованої
моделі («дерева помилок»).

Рисунок 21 - Схема принципу побудови логіко-імітаційних моделей

1 — головна подія; 2—5 — проміжні події; 6 — базова подія.

Крім символів-подій, що застосовуються при по­будові логіко-імітаційних моделей, конструктивним елементом в них є символи-оператори (табл. 3.1). Вони з'єднують події відповідно до причинних співвідно­шень між ними і обов'язково повинні мати вхід і вихід. Але якщо оператор може мати кілька вхідних подій, то вихідною може бути лише одна.

Оператор «І» при побудові моделі застосовують, коли вихідна подія ре­алізується, якщо одночасно реалізуються всі вхідні події (рис. 22).

Вихідна подія оператора «АБО» реалізується, якщо має місце хоча б одна з вхідних подій (рис. 23).

Для відтворення ймовірнісних причинних співвідно­шень застосовують оператор «ЗАБОРОНА» (рис. 24).

Подія, що лежить в основі цього оператора, є його вхідною подією, а подія, зображена праворуч від по­значення оператора, — подією-умовою, яка зумов­лює дію вхідної події. Вихідна подія відбувається тільки тоді, коли діють і вхідна, і подія-умова. Цей оператор в основному застосовується для зручності, але його можна замінити оператором «І». При побудові логіко-імітаційних моделей для ана­лізу людино-машинних систем у сільському госпо­дарстві були застосовані оператори «І», «АБО» та інші.

Таблиця 3.1 – Умовні позначення логічних операторів ^*

Позначення	Назва оператора	Причинно-наслідкове співвідно­шення, що виражає оператор
	«І»	Вихідна подія відбувається, якщо одночасно відбуваються всі вихідні події
	«АБО»	Вихідна подія має місце, якщо відбувається хоча б одна з вхідних подій
	«ЗАБОРОНА»	Настання вхідної події призводить до настання вихідної, якщо має місце подія-умова
	«Із пріорите­том»	Вихідна подія відбудеться, якщо всі вхідні події з'являться у черговості зліва направо
	«Виключне АБО»	Вихідна подія має місце, якщо відбувається будь-яка одна з вхід­них подій, але не обидві відразу
m n входів	«m з n» («Голосуван­ня»)	Вихідна подія відбувається, якщо відбуваються будь-які m з n вхідних подій

* Умовні позначення логічних операторів наведені у книзі 1. Хенлі і X. Куматого.

Дата добавления: 2014-11-29