Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Лекции

Содержание дисциплины по видам занятий

Разделы дисциплины и виды занятий

Тематическое содержание дисциплины

Содержание дисциплины

Связь с предшествующими дисциплинами

Уровень освоения дисциплины

Требования к уровню освоения дисциплины

Задачи дисциплины

Цели дисциплины

Цели и задачи дисциплины

Дисциплина изучается с целью формирования специалиста, способного прогнозировать, оценивать, устранять причины и смягчать последствия нештатного взаимодействия компонентов в системах типа человек-машина-среда, а также, способного создавать современную технику.

Задачи дисциплины: формирование умений и навыков по следующим направлениям по следующим направлениям деятельности: разработка физических и математических моделей системы человек-машина-среда; анализ показателей надежности систем данного вида; анализ опасностей и рисков, связанных с созданием и эксплуатацией современной техники и технологий.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

- математический аппарат анализа надежности и техногенного риска;
- основные модели типа человек-машина-среда;
- основные показатели надежности и методы их определения;
- современные аспекты техногенного риска;
- основы системного анализа;
- алгоритмы исследования опасностей;
- теории и модели происхождения и развития чепе;
- методы качественного анализа надежности и риска;
- методы количественного анализа надежности и риска.

В результате изучения дисциплины студенты должны уметь:

- анализировать современные системы человек-машина-среда на всех стадиях их жизненного цикла и идентифицировать опасности;
- рассчитывать основные показатели надежности систем данного профиля;
- рассчитывать основные показатели надежности систем данного профиля;
- рассчитывать риски и разрабатывать мероприятия по поддержанию их допустимых величин;
- определять стандартные статистические характеристики чепе (аварий, несчастных случаев, катастроф).

Студент должен приобрести навыки: по применению методик качественного анализа опасностей сложных технических систем типа человек-машина-среда; по применению количественных методов анализа опасностей и оценки риска.

3. Виды учебных занятий по дисциплине и их объёмы (в часах)

Вид учебных занятий	Всего	Семестры
Общая трудоемкость дисциплины
Лекции
Практические занятия	13,5	13,5
Лабораторный практикум	13,5	13,5
Курсовой проект (работа)	-	-
Вид промежуточной аттестации		экзамен

Тема 1. Введение.
Проблема анализа надежности и техногенного риска систем типа человек-машина-среда. Данные по частоте и числу аварий, несчастных случаев и техногенных катастроф. Частота и число природных катастрофических событий. Ущерб, причиняемый техногенными и природными катастрофами. Задачи, возникающие перед специалистами рассматриваемого направления.

Тема 2. Раздел 1. Математический аппарат анализа надежности и техногенного риска.
Применение аппарата алгебры логики для анализа надежности и риска. Высказывания и события. Законы алгебры логики. Карты Карно. Множества в применении к анализу опасностей. Понятие принадлежности. Четкие и нечеткие множества. Простейшие операции над подмножествами и их представление. Понятие расстояния. Оценка нечеткости. Алгебраические действия с множествами. Графы и отношения. Алгебраические действия. Композиция отношений. Условные подмножества. Бинарные отношения. Отношение подобия, порядка, различия. Антисимметрия. Примеры функций принадлежности. Элементы теории вероятностей для исследования надежности и прогнозирования техногенного риска. Вероятность как математическое понятие. Объективная вероятность. Частотная интерпретация вероятности. Субъективная вероятность. Сравнение двух подходов. Формулы для вычисления вероятностей. Способы генерирования полной группы событий.

Тема 3. Раздел 2. Системный подход к анализу надежности и техногенного риска.
Элементы системы и системного анализа. Система. Подсистема. Элемент системы. Сложная и большая системы. Черный ящик. Вход и выход. Структура системы. Состояние системы. Вероятностная система. Иерархия. Обратные связи. Система моделей. Система человек-машина-среда (СЧМС). Определение СЧМС. Компоненты. Иерархия. Жизненный цикл. Связь с проблемой безопасности. Система управления опасностями. Информационные системы. Функциональные системы управления опасностями. Терминология чепе и опасности.

Тема 4. Раздел 3. Основные понятия и показатели надежности машин и технических систем.
Термины и определения: надежность, безотказность, долговечность, ремонтнопригодность, сохраняемость, отказ, предельное состояние и другие. Единичные показатели надежности: показатели безотказности, показатели долговечности, показатели ремонтнопригодности. Показатели безотказности: вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, средняя наработка до отказа; их преимущества и недостатки, особенности применения, способы определения показателей. Основные понятия теории надежности объектов с восстановлением. Потоки отказов. Показатели безотказности, ремонтируемости, долговечности. Комплексные показатели надежности, коэффициент готовности, коэффициент технического использования. Статистическая оценка законов распределения в задачах надежности. Генеральная совокупность, выбор из генеральной совокупности, статистические оценки: состоятельные, насыщенные, эффективные, достаточные. Определение неизвестных параметров распределения. Проверка гипотез. Критерий Колмогорова и другие. Оптимальное управление эксплуатационными процессами. Влияние обслуживания на надежность технической системы. Статистическое моделирование и решение задач эксплуатации сложных систем.

Тема 5. Раздел 4. Техногенный риск и его анализ.
Общие понятия в связи с риском. Риск. Различные формулировки и определения. Риск, связанный с техникой. Индивидуальный риск, коллективный риск. Статистические данные по риску. Стандартные статистические характеристики. Риск и безопасность. Условие безопасности. Значения допустимого риска. Подход к анализу риска при наличии опасных факторов. Подход к анализу риска при наличии вредных факторов. Современные аспекты риска: философия риска, психология риска, тенденции. Теории и модели происхождения и развития несчастных случаев, аварий, катастроф. Модель развития чепе по типу домино. Энергетическая модель. Теория айсберга. Модель фаз. Модели с учетом человеческого фактора. Модель Беннера. Модель Леплата. Модель Челена и Ларсона. Современные теории и модели. Методы качественного анализа надежности и риска СЧМС. Общий подход к анализу риска. Предварительный анализ опасностей. Анализ последствий отказов. Анализ опасностей с использованием графов. Анализ опасностей деревом причин потенциального чепе. Анализ опасностей методом потенциальных отклонений. Анализ последствий аварий. Анализ ошибок операторов. Причинно-следственный анализ опасностей и другие методы. Алгоритмы анализа упражнения. Методы количественного анализа надежности и риска. Основные дискретные и непрерывные распределения и их применение к задачам определения надежности и риска СЧМС. Сложные системы, их надежность и опасность. Основные типы структур сложных систем с точки зрения надежности и опасности. Особенности составления структурной схемы систем. Функция опасности СЧМС. Подсистемы и чепе ИЛИ, И. Резервирование, классификация. Подсистемы и чепе И-ИЛИ, ИЛИ-И. Оптимальные модели эксплуатации систем с резервированием. Алгоритм анализа более сложных систем. Упражнения. Оценка и расчет риска. Основные формулы и соотношения. Применение нечетких множеств. Примеры расчетов.

Тема 6. Заключение.
Организационные механизмы и структура управления проблемой надежности технических систем и техногенного риска. Основы государственной и международной политики применительно к этой сфере. Комбинированная защита сложных технических систем.

Раздел дисциплины	Всего	Количество часов
Аудиторные занятия
Лекции	Практи- ческие занятия	Лабора- торный практикум
Семестр 1
Тема 1.Введение.
Тема 2.Раздел 1. Математический аппарат анализа надежности и техногенного риска.
Тема 3.Раздел 2. Системный подход к анализу надежности и техногенного риска.
Тема 4.Раздел 3. Основные понятия и показатели надежности машин и технических систем.
Тема 5.Раздел 4. Техногенный риск и его анализ.
Тема 6.Заключение.			1,5	1,5
Итого			13,5	13,5

Раздел дисцип- лины (тема)	Название лекции	Кол-во часов
Семестр 9
Тема 1.	Введение.
Тема 2.	Раздел 1. Математический аппарат анализа надежности и техногенного риска.
Тема 3.	Раздел 2. Системный подход к анализу надежности и техногенного риска.
Тема 4.	Раздел 3. Основные понятия и показатели надежности машин и технических систем.
Тема 5.	Раздел 4. Техногенный риск и его анализ.
Тема 6.	Заключение.
Итого

Дата добавления: 2015-05-10