ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Метод построения деревьев отказов.

Методы деревьев отказов и событий позволяют учесть функциональные взаимосвязи элементов системы в виде логических схем, учитывающих взаимозависимость отказов элементов или групп элементов. В общем случае как деревья отказов, так и деревья событий являются лишь наглядной иллюстрацией к простейшим вероятност­ным моделям. Однако они представляют значительный интерес для специалистов, связанных с эксплуатацией, обслуживанием и надзо­ром технических объектов. Имея такую схему, специалист, даже не об­ладая основательными знаниями по теории вероятностей, может не только найти наиболее критический вариант развития событий, но и оценить ожидаемый риск, если соответствующее дерево событий или отказов дополнено статистическими данными.

Кроме того, на рынке коммерческих программ (не говоря о специализированных) уже давно имеются программные комплексы для автоматизированного построе­ния деревьев отказов и деревьев событий сложных систем.

Дерево отказов (дерево аварий) представляет собой сложную гра­фологическую структуру, лежащую в основе словесно–графического способа анализа возникновения аварии из последовательностей и комбинаций, и неисправностей, и отказов элементов системы.

С помощью анализа дерева отказов фактически делается попытка количественно выразить риск дедуктивным методом. Деревья отказов идентифицируют событие или ситуацию, создающие риск, после чего ставится вопрос: как могло возникнуть такое событие? Ответ заключа­ется в том, что к такому событию могло привести множество путей. Практическая полезность дерева отказов зависит от тщательности оценки верхнего события. Большинство непосредственных причин верхних событий могут изучаться, как будто они сами являются верх­ними событиями. Теоретически такой анализ может проводиться очень детально на многих уровнях. Наиболее доступные для исследо­вания причины – это отказы компонентов, по которым имеется доста­точное количество статистических данных.

В этой связи наглядным примером в качестве элементов систем мо­гут служить насосы и регулирующая аппаратура. Так, хотя отказ насо­са и может служить верхним событием, вызванным такими причина­ми, как разрыв корпуса, разрушение подшипника и т.п., достаточное количество данных об отказах насосов может позволить рассматривать такой отказ как причину. В таком случае нет необходимости проводить дальнейший анализ для определения риска отказа.

Методика построения дерева отказа состоит из следующих этапов:

1. Определяют аварийное (предельно опасное, конечное) событие,
которое образует вершину дерева. Данное событие четко формулиру­ют, дают признаки его точного распознавания. Для объектов химиче­ской технологии, например, к таким событиям относятся разрыв ап­парата, пожар, выход реакции из–под контроля и др. Если конечноесобытие сразу определить не удается, то производят прямой анализ ра­боты объекта с учетом изменения состояния работоспособности, ошибок операторов и т.п. Перечисляют возможные отказы, рассмат­ривают их комбинации, определяют последствия этих событий.

2. Используя стандартные символы событий и логические символы (табл.5), дерево строят в соответствии со следующими правилами:

Таблица 5. Стандартные символы событий и логические символы, применяемые при построении деревьев отказов

Вид элемента	Наименования	Описание
	Схема И (совмещение)	Выходной сигнал В появляется только тогда, когда поступают все входные сигналы Ai(А1 ∩ A2 ∩ …∩ An) => В
	Схема ИЛИ (объединение)	Выходной сигнал В появляется при поступлении любого одного или большего числа сигналов Ai(А1 ∩ A2 ∩ …∩ An) => В
	Результирующее событие	Результат конкретной комбинации отказов на входе логической схемы
	Первичный отказ
	Неполное событие	Отказ (неисправность), причины которого выявлены не полностью, например из–за отсутствия информации

§ конечное (аварийное) событие помещают вверху;

§ дерево состоит из последовательности событий, которые ведут кконечномусобытию;

§ последовательности событий образуются с помощью логических символов Я, ИЛИ и др.;

§ событие над логическим символом помещают в прямоугольнике, асамо событие описывают в этом прямоугольнике;

§ первичные события (исходные причины) располагают снизу.

Простейшее дерево, характеризующее возникновение пожара на объекте, показано на рис.5а. Более сложное дерево аварии, описы­вающее разрыв химического реактора, представлено на рис.5б. Ис­ходные события при разрыве реактора следующие: А – закрыт или не­исправен предохранительный клапан, Б – открыт клапан подачи окислителя, В – неисправна система блокировки при высокой темпе­ратуре, Г– малая подача сырья, Д– клапан окислителя открыт и не­исправен, Е– неисправна система регулирования расхода окислителя,Ж– увеличено открытие диафрагмы, 3 – отсутствует напор.

При построении дерева аварий события располагают по уровням. Главное (конечное) событие занимает верхний – 0–й уровень, ниже располагают события 1–го уровня (среди них могут быть и начальные), затем – 2–го.уровня и т.д. Если на 1–м уровне содержится одно или не­сколько начальных событий, объединяемых логическим символом ИЛИ у то возможен непосредственный переход от начального события к аварии.

3. Определяют минимальные аварийные сочетания и минималь­ную траекторию для построения дерева. Первичные и неразлагаемые события соединены с событием 0–го уровня маршрутами (ветвями).Сложное дерево имеет различные наборы исходных событий, при ко­торых достигается событие в вершине; они называются аварийными сочетаниями.

4. Квалифицированные эксперты проверяют правильность постро­ения дерева. Это позволяет исключить субъективные ошибки разработчика, повысить точность и полноту описания объекта и его действий.

Для дерева рис.5б сочетание событий А, Б, Г, Д аварийное. При одновременном возникновении этих событий произойдет разрыв ре­актора. Минимальным аварийным сочетанием (MAC) называют наи­меньший набор исходных событий, при котором возникает событие в вершине. Минимальными аварийными сочетаниями являются А, Б, Г. Полная совокупность MAC дерева представляет собой все варианты сочетаний событий, при которых может возникнуть авария. Мини­мальная траектория – наименьшая группа событий, без появления которых аварии не происходит.

Например, если события А не произой­дет, то не возникнет и разрыв реактора. Минимальные траектории представляют собой события, которые являются критическими для поддержания объекта в безопасном состоянии.

5. Качественно и количественно исследуют дерево аварий с помо­щью выделенных минимальных аварийных сочетаний и траекторий. Качественный анализ заключается в сопоставлении различных марш­рутов от начальных событий к конечному и определении критических (наиболее опасных) путей, приводящих к аварии. При количеством исследовании рассчитываютвероятность появления аварии в те­чение задаваемого интервала времени по всем возможным маршрутам. При расчете вероятности возникновения аварии необходимо учиты­вать применяемые логические символы. Вероятность S(A) выходного события А при независимости входных событий А₁, А₂, ..., А_n опреде­ляют по формулам:

при знаке И: , (23)

при знаке ИЛИ: , (24)

где S(A_i) – вероятность события А_i.

8. Метод построения деревьев событий.

Набор обстоятельств (не только отказов системы, но и внешних воздействий на нее), ведущих к аварии, называется последо­вательностью аварии (или сценарием), которую можно проследить с помощью дерева событий. В отличие от структурных схем и деревьев отказов деревья событий имеют более полное физическое содержание. Если основным преимуществом деревьев отказов по сравнению с блок–схемами является учет причинно–следственной связи между от­казами элементов, то деревья событий дают картину физических про­цессов, приводящих элементы и систему к критическим состояниям.

Анализ дерева событий может дать ответ на вопрос: какие аварий­ные ситуации могут возникнуть и какие вероятности этих событий? Ответы могу быть получены с помощью анализа потенциальных сце­нариев аварии. Последовательности потенциальных событий опреде­ляются начиная с исходного события и последующего анализа прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит, либо предотвращается. Полную картину риска от промышленного объекта дает анализ всех возможных последствий.

Дерево событий обычно рисуется слева направо и начинается с ис­ходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой–либо системы или компонен­та. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими воз­можными событиями – ветвями, а каждый сценарий представляет собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.

Определив все исходные события и организовав их в логическую последовательность, можно получить большое число (тысячи для АЭС) потенциальных сценариев аварии. С помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые вносят на­ибольший вклад в риск из–за их высокой вероятности или потенци­ального ущерба. Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в конструкцию или эксплуатационные процедуры с учетом этих путей, обусловливающих наибольший вклад в суммар­ный риск. Методология дерева событий дает возможность:

§ описать сценарии аварий с различными последствиями от различ­ных исходных событий;

§ определить взаимосвязь отказов систем с последствиями аварии;

§ сократить первоначальный набор потенциальных аварий и ограни­чить его лишь логически значимыми авариями;

§ идентифицировать верхние события для анализа дерева отказов.

Пример дерева событий, приведенный на рис.6, соответствует гипотетической последовательности событий при аварии с потерей теплоносителя в водоохлаждаемом реакторе АЭС (авария типа LOCA) [4]. Начальным событием служит разрыв трубопровода с вероятностью Н₀. Следующие события: пребывание системы электроснабжения и в исправном состоянии с вероятностью S₁ и в неисправном состоя­нии с вероятностью Н_1; срабатывание системы аварийного охлаждения с вероятностью S₂ и несрабатывание с вероятностью Н₂; срабатывание системы удаления продуктов деления с вероятностью S₃ и несрабатывание с вероятностью Н₃; сохранение целостности защитной оболочки с вероятностью S₄ и нарушение целостности с вероятностью Н₄.

При развитии событий по верхней ветви дерева с вероятностью (в предположении о независимости исходных событий)

S = H₁S₂S₃S₄S₅, (25)

ожидаются очень небольшие радиоактивные выбросы, при развитии по нижним ветвям – большие и очень большие выбросы.

				Курсовая работа 12282-2010	Лист
Изм. Лист	№докум.	Подпись	Дата

А1 – Перепад напряжения Н1=0,006 А2 – Короткое замыкание Н2=0,0065 А3 – Ошибки при установке мерников с суспензией Н3=0,004 А4 – Работа со сварочным аппаратом Н4=0,001 А5 – Выход из строя мерников с суспензией А6 – Наличие искры А7 – Курящий рабочий Н7=0,0035 А8 – Нарушение правил пожарной безопасности А9 – Локальное повреждение оборудования Н9=0,003 А10 – Источник зажигания Н10=0,0045 А11 – Очаг воспламенения А12 – Образование взрывоопасной смеси А13 – Возникновение пожара в помещении мерников В1 – Порча по неосторожности Н14=0,0008 В2 – Диверсия Н15=0,0006 В3 –Случайное нарушение Н16=0,00087 В4 – Неправильная транспортировка Н17=0,00089 В5 – Случайное; В6 – Умеренное В7 – Нарушение целостности аппарата В8 – Деформация аппарата В9– Долгая работа Н22=0,00091 В10 – Заводской брак Н23=0,00075 В11 – Механическое повреждение В12 – Перегрев подшипников В13 – Нарушение работы насосов С1– Слабые навыки в сложных ситуациях Н27=0,00085 С2 – Шоковое состояние Н28=0,00069 С3 – Отсутствие самообладания Н29=0,00083 С4 – Неправильная организация рабочего места Н30=0,00062 С5 – Бездействие Н31=0,0009 С6– Недисциплинированность Н32=0,00095 С7 –Выход из строя прибора контролируемого температуру Н33=0,00061 С8 – Ошибки технолога; С9– Неправильный выбран материал для изготовления оборудования Н35=0,00079 С10 – Заводской Брак Н36=0,0015 С11 – Увеличение давления С12 – Малая толщина стенок С13 – Увеличение напряжения стенок аппарата Д1 – Нарушение паспортных режимов Н40=0,00059 Д2 – Нарушение требований транспортировки Н41=0,0017 Д3 – Нарушение сборки и монтажа Н42=0,00065 Д4 – Нарушение правил эксплуатации и ремонта Д5 – Дефект изготовления Н44=0,00099 Д6 – Нарушение сигнализации Ж -Взрыв в помещении, где находятся мерники растворителей суспензии.
				Курсовая работа 12282-2010	Лист
Изм. Лист	№докум	Подпись	Дата

Расчет

Ветка 1

Н5=1-(1-Н1)*(1-Н2)*(1-Н3)=1-(1-0,006)*(1-0,0065)*(1-0,004)=1-0,994*0,9932*0,996=

=1-0,984=0,016

Н6=Н4=0,001

Н8=Н5=0,016

Н11=1-(1-Н6)*(1-Н7)*(1-Н8)=1-(1-0,001)*(1-0,0035)*(1-0,016)=1-0,999*0,9965*0,984=

=1-0,9796=0,02

Н12=1-(1-Н9)*(1-Н10)=1-(1-0,003)*(1-0,0045)=1-0,997*0,9955=1-0,993=0,007

Н13=1-(1-Н11)*(1-Н12)=1-(1-0,02)*(1-0,007)=1-0,98*0,993=1-0,973=0,027

Ветка 2

Н18=Н14=0,0008

Н19=Н15=0,0006

Н21=1-(1-Н18)*(1-Н19)=1-(1-0,0008)*(1-0,0006)=1-0,9992*0,9994=1-0,9986=0,0014

Н20=1-(1-Н16)*(1-Н17)=1-(1-0,00087)*(1-0,00089)=1-0,99913*0,99911=1-0,9982=0,0018

Н24=1-(1-Н21)*(1-20)=1-(1-0,0014)*(1-0,0018)=1-0,9986*0,9982=1-0,9968=0,0032

Н25=Н22=0,00091

Н26=1-(1-Н23)*(1-Н24)*(1-Н25)=1-(1-0,00075)*(1-0,0032)*(1-0,00091)=1-0,99925*0,9968*0,99909=1-0,9951=0,0049

Ветка 3

Н34=1-(1-Н27)*(1-Н28)*(1-Н29)*(1-Н30)*(1-Н31)*(1-Н32)=1-(1-0,00085)*(1-0,00069)*(1-0,00083)*(1-0,00062)*(1-0,0009)*(1-0,00095)=1-0,99915*0,99931*0,99917*0,99938*

*0,9991*0,99905=1-0,99517=0,0048

Н37=1-(1-Н33)*(1-Н34)=1-(1-0,00061)*(1-0,0048)=1-0,99939*0,9952==1-0,9946=0,0054

Н38=1-(1-Н35)*(1-Н36)=1-(1-0,00079)*(1-0,0015)=1-0,99921*0,9985=1-0,9977=0,0023

Н39=1-(1-Н37)*(1-Н38)=1-(1-0,0054)*(1-0,0023)=1-0,9946*0,9977=1-0,9923=0,0077

Ветка 4

Н43=1-(1-Н40)*(1-Н41)*(1-Н42)=1-(1-0,00059)*(1-0,0017)*(1-0,00065)=1-0,99941*0,9983*0,99935=1-0,9971=0,0029

Н45=1-(1-Н43)*(1-Н44)=1-(1-0,0029)*(1-0,00099)=1-0,9971*0,99901=1-0,9961=0,0039

Н46=1-(1-Н13)*(1-Н26)*(1-Н39)*(1-Н45)=1-(1-0,027)*(1-0,0049)*(1-0,0077)*(1-0,0039)=

=1-0,973*0,9951*0,9923*0,9961=1-0,957=0,043

Ветка А                   Нормальная работа мерников суспензии                                 0,984         Нет         S1=0,994     0,0059   S3=0,996                     Да     0,0065       Да     H5=0,016   0,004 Да                   H3=0,004     P1=S3*S2*S1=0,996*0,9935*0.994=0,984 P2=H1*S2*S3=0,006*0,9935*0,996=0,0059 P3=H2*S3=0,0065*0,996=0,0065 P4= H3=0,004

Ветка Б

S5=0,984   0,984 нет     да H8=0,016                 0,016         H5=0,016       P1=S5=0,984 P2=H5=0,016

Ветка В

S4=0,999   0,999 нет     да H6=0,001                 0,001         H4=0,001       P1=S4=0,999 P2=H4=0,001

Ветка Г                           0,9796         Нет         S6=0,999     0,00098   S8=0,984                     Да     0,0034       Да     H11=0,02   0,016 Да                   H8=0,016     P1=S8*S7*S6=0,984*0,9965*0,999=0,9796 P2=H6*S7*S8=0,001*0,9965*0,984=0,00098 P3=H7*S8=0,0035*0,984=0,0034 P4= H8=0,016

Ветка Д

S9=0,997         0,9920           Нет             S10=0,9955                     Да     0,0029           H12=0,007                         H10=0,0045     Да     0,0045     P1=S10*S9=0,9955*0,997=0,9920 P2=H9*S10=0,003*0,9955=0,0029 P3= H10=0,0045

Ветка Е

S12=0,993         0,9731           Нет             S11=0,98                     Да     0,0069           H13=0,027                         H11=0,02     Да     0,02     P1=S11*S12=0,98*0,993=0,9731 P2=H12*S11=0,007*0,98=0,0069 P3= H11=0,02     Вывод: По сценарию №3 построены деревья отказов и событий. В результате полученных расчетов установлено, что наиболее опасной причиной развития аварий является: Возникновение пожара в помещении мерников суспензии

9.Определение риска промышленных аварий при производстве полиэтилена.