Основные понятия. Приведем основные понятия, которые используются в методе «дерева отказов»

Приведем основные понятия, которые используются в методе «дерева отказов».

«Дерево отказов» лежит в основе словесно-графического способа анализа возникновения различного рода событий, трактуемых как нарушение требований безопасности, неисправностей оборудования, элементов рассматриваемой системы, которые образуют определенную последовательность и комбинацию. Для наглядного изображения таких событий используют ряд символов – графических изображений (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 – Символы событий в методе «дерево отказов»: а – анализируемое дальше
(вторичное) событие; б – головное событие; в – нормальное событие; г – первичное событие или событие, для анализа которого не достает данных

Под событием можно понимать любое происшествие, ситуацию, которые могут произойти в реальной жизни. При решении проблем безопасности обычно выделяют головное событие, которое располагается на вершине дерева. Такими событиями полагают взрыв, пожар, неконтролируемое течение реакции, несчастный случай и другие предельно опасные, конечные состояния. Этим конечным событиям предшествуют другие события.

Задача заключается в том, чтобы выявить путем обратной логики причинно-следственную связь между событиями, предшествующими возникновению головного события. Условно будем считать, что события, непосредственно предшествующие головному, являются основными.

Используя терминологию теории надежности, рассматривают следующие события в системе.

Первичное событие – событие, вызванное особенностями самого элемента. Например, отказ центрального тормоза, связанный с полным износом тормозных колодок и их старением.

В некоторых случаях первичным событием может быть событие, недостаточно детально разработанное, о котором мало данных для анализа и причины которого не выявляются.

На первичных событиях ветвление «дерева отказов» (или ветвление причинно-следственной цепи) обычно обрывается.

Вторичное событие – событие, вызванное внешней причиной, например, отказ центрального тормоза из-за замасливания тормозных колодок. Такое событие требует выявления предшествующих ему событий, т.е. установления причинно-следственной цепи.

Для технических систем события обычно формулируются как отказы.

Отказ – событие, характеризующееся полной или частичной утратой работоспособности, являющейся следствием поломки или дефектов элементов системы.

Наряду с отказами при построении «дерева отказов» могут рассматриваться и нормальные события, связанные с работой элементов системы, ее составных частей либо всей системы в целом.

Последовательности событий образуются с помощью символов логических операций, из которых наиболее часто используют операции И и ИЛИ (рисунок 1.5). Операция (вентиль) И указывает, что для получения выходного события необходимы все события на входе. Вентиль ИЛИ означает, что для получения данного выхода должно произойти хотя бы одно событие на входе.

Возможность выявления какого-либо события А характеризуется вероятностью Р(А), вычисление которой производится исходя из предположения независимости и несовместимости событий. Вероятности первичных событий в начале ветвей «дерева отказов» рассчитываются исходя из условий задачи или считаются заданными. При вычислениях принимают, что операции И соответствует логическое умножение, а операции ИЛИ – логическое сложение.

Рисунок 1.5 – Логические символы: а – ИЛИ; б – И

1.2.4.2. Моделирование опасности построением «дерева отказов»

Моделирование опасности в исследуемой системе осуществляется поэтапно. На первом этапе обычно выявляют все возможные неблагоприятные ситуации (события), которые могут привести к аварии или несчастному случаю и которые следовало бы предотвратить. Этот этап заключается в следующем.

Вначале определяют наиболее общий уровень, на котором должны быть рассмотрены все ситуации (события), являющиеся нежелательными для нормальной работы рассматриваемой системы.

Предположим, что рассматриваемой системой является операция выполнения установочной регулировки положения мотовила зерноуборочного комбайна по горизонтали. Исходя из особенностей данной системы, можно перечислить ситуации, которые должны быть предотвращены:

1. Касание кистью работающих механизмов привода мотовила.

2. Контакт с вращающимися планками и пальцами граблин мотовила.

3. Попадание одежды в привод мотовила.

4. Попадание пыли, грязи, растительной массы в глаз.

5. Воспламенение соломистых остатков из-за нагрева частей привода.

6. Попадание в человека разлетающихся комьев земли, камней и т.п.

Затем разделяют события на несовместные группы, причем группы формируются по некоторым общим признакам. Например, по одинаковым причинам возникновения.

Для рассмотренной ранее системы события 1, 2 тесно связаны и могут анализироваться совместно. События 4 и 5 обособлены и должны рассматриваться каждое в отдельности, событие 3 можно рассматривать как часть группы, в которую входят события 1 и 2, но оно относится к одежде, а не к непосредственному контакту, поэтому его следует изучать отдельно.

Теперь для приведенных выше ситуаций можно сформулировать пять головных событий (таблица 1.3).

Таблица 1.3. – Перечень головных событий

Номера ситуаций	Головное событие
1 и 2	Контакт человека с вращающимися механизмами
	Попадание одежды в привод мотовила
	Попадание частиц в глаз человека
	Ожог частей тела человека
	Травмирование частей тела разлетающимися частицами

Далее, используя общие признаки, выделяют одно (головное) событие, к которому приводят все события каждой группы.

На рисунке 1.6. показано событие «попадание частиц в глаз человека», которое представлено как головное или как результат анализа других событий. Для появления данного события необходимо совпадение двух других. Во-первых, частицы должны вылетать из-под вращающегося мотовила, во-вторых, человек должен находиться в зоне вращения мотовила без защитных очков.

Рисунок 1.6 – Пример вентиля И

Следующим этапом является выявление последовательности опасных ситуаций и событий, предшествовавших появлению головного события. Для этого выбирают головное событие, которое должно быть предотвращено. Затем определяют все события, которые могут вызвать головное событие и отношения между событиями в терминах логических операций И и ИЛИ. События представляются в графическом виде.

Предположим, что речь идет о построении «дерева отказов» с выбранным головным событием – попаданием частиц в глаз. В этом случае необходима информация, касающаяся обстоятельств травмирования персонала. С учетом этих обстоятельств построено «дерево отказов», приведенное на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Пример «дерева отказов»

Головное событие обозначено буквой А. Основные события также обозначаются буквами – В, С…К,L и т.д. Использованы цифры, например:

В1, В2 – события, предшествующие событию В;

В11, В12 – события, предшествующие событию В1;

В111, В112 – события, предшествующие событию В11, и т.д.

Дата добавления: 2014-12-29