Методология оперативного управления безопасностью технических систем на основе процедур статистического анализа нарушений при эксплуатации и стандартизация методов оценки

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 08.00.20
  • научная степень: Докторская
  • год, место защиты: 1998, Москва
  • количество страниц: 254 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Методология оперативного управления безопасностью технических систем на основе процедур статистического анализа нарушений при эксплуатации и стандартизация методов оценки
Оглавление Методология оперативного управления безопасностью технических систем на основе процедур статистического анализа нарушений при эксплуатации и стандартизация методов оценки
Содержание Методология оперативного управления безопасностью технических систем на основе процедур статистического анализа нарушений при эксплуатации и стандартизация методов оценки
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления
Актуальность темы
В настоящее время общепризнанно, что безопасность сложной продукции является одним из важнейших факторов неценовой конкурентоспособности, определяющим инвестиционную привлекательность наукоемких технологий. Экстенсивное развитие промышленности привело к превалированию технических целей над анализом социально-экономических и экологических последствий принимаемых решений. При этом не учитывалось, что совершенствование техники, направленное на повышение материального уровня жизни, одновременно ведет к появлению тех или иных опасностей для здоровья граждан и окружающей среды.
Изучение причин большого числа техногенных катастроф показало, что необходима разработка методологии управления риском аварий, позволяющая оценить баланс между масштабами возможного ущерба от потенциальных аварий системы и ее технико-экономическими преимуществами.
Осознание обществом этого факта привело к созданию на стадии проектирования современной концепции «приемлемого риска» на основе вероятностных подходов ( Расмуссен Н., Барлоу Р., Болотин В.В., Крысин В.Н., Швыряев Ю.В., Исламов Р.Т., Садыхов Г.С., Дружинин Г.В. и др.).
В тоже время на стадии эксплуатации технических систем вопросы вероятностного анализа безопасности не получили достаточно полного отражения в теории и практике обеспечения безопасности. Одно из следствий такого положения - разрыв между процессами управления проектированием и эксплуатацией, выраженный, в частности, в использовании различных несовместимых показателей безопасности. Тем самым нарушается системный подход сквозного управления качеством продукции, охватывающий все стадии жизненного цикла потенциально опасного объекта (Версан В.Г., Сиськов В.И., Дубицкий Л.Г. и др.), что препятствует эффективному корпоративному управлению.
Учитывая, что для сложных и ответственных систем безопасность является важнейшей характеристикой качества и конкурентоспособности, можно констатировать, что методология управления качеством в части безопасности на стадии эксплуатации не отработана в требуемом объеме.
Субъективизм при выработке управленческих решений и корректирующих мер, касающихся безопасности технических систем, порождает большие экономические потери, поэтому разработка научных основ оперативного управления безопасностью с использованием вероятностного анализа на стадии эксплуатации представляется актуальной народнохозяйственной проблемой, решение которой направлено на непрерывное повышение

качества жизни населения. Как отмечалось на международном совещании по вопросам безопасности в г. Москве, потери от техногенных инцидентов возрастают ежегодно на 10-30%, что обусловливает необходимость новых научных разработок в области управления риском.
На стадии эксплуатации наиболее емким является канал информации, содержащий сведения о нарушениях условий эксплуатации, число которых на несколько порядков превышает число серьезных происшествий и аварий. Таким образом, оперативное управление эксплуатационной безопасностью целесообразно ориентировать на результаты анализа нарушений. При этом анализ должен учитывать, что в условиях ограниченности временных и стоимостных ресурсов, необходимость и срочность разработки корректирующих мер зависит от степени опасности нарушений. Это обусловливает целесообразность разработки набора показателей, характеризующих тяжесть нарушений, и соответствующих методов оценки введенных показателей по эксплуатационным данным.
Следовательно, необходимость повышения безопасности технических систем за счет формирования методологии оперативного управления безопасностью на основе информации о нарушениях при эксплуатации и разработка соответствующего математического аппарата анализа данных, позволяющего учесть маловероятные пути возможного перерастания нарушения в аварии, определяют актуальность научной проблемы, решаемой в диссертации. Особую важность данное исследование приобретает в связи с тем, что по мере эксплуатации технических систем вероятность реализации маловероятных аварийных сценариев увеличивается.
Цель и задачи исследования
Разработка научных основ оперативного управления безопасностью технических систем на базе математического аппарата количественной оценки показателей безопасности технических систем по данным о нарушениях при эксплуатации в рамках концепций сквозного управления качеством продукции и приемлемого риска.
Решение научной проблемы в соответствии со сформулированной выше целью включает в себя следующие задачи:
1. Научное обоснование набора универсальных показателей, объективно характеризующих тяжесть нарушений эксплуатации (рейтингов нарушений) и безопасность объекта (рейтингов безопасности) в эксплуатации.
2. Разработка и исследование статистических методов количественной оценки эксплуатационной безопасности технических систем с учетом возможных сценариев перерастания нарушения в аварию.

3. Комплексное исследование методов оценки показателей надежности (ПН) элементов систем по данным эксплуатации для точного оценивания показателей безопасности систем.
4. Формирование методологии анализа безопасности путем выделения нарушений-предвестников аварии и прогнозирования безопасности на основе анализа временных рядов показателей, характеризующих тяжесть нарушений.
5. Автоматизация и стандартизация методов анализа надежности и безопасности, как основа обеспечения точности и сопоставимости оценок.
6. Анализ экономической эффективности внедрения методологии оперативного управления безопасностью технических систем и менеджментоот-дачи (по В.И. Сиськову).
Научная новизна
Научная новизна состоит в том, что в отличие от методологии «абсолютной безопасности», основанной на традиционных детерминированных показателях, предложенная в работе методология развивает принципы сквозного управления качеством (в части безопасности) на базе вероятностных показателей безопасности в эксплуатации, что приводит к повышению эффективности управленческих решений относительно безопасности за счет раннего прогнозирования снижения уровня безопасности и выделения нарушений-предвестников аварий.
Новые результаты, полученные в связи с постановкой задач исследования и их решением:
1. Научно обоснован набор вероятностных показателей безопасности, характеризующих тяжесть нарушений (рейтинги нарушений и рейтинги безопасности) и качество эксплуатации объектов.
2. Разработаны и исследованы общие процедуры точечного и интервального оценивания рейтингов по результатам анализа сценариев возможного развития нарушений путем достраивания возможного «дерева событий» к фактически реализованной последовательности событий в нарушении.
3. Разработан метод расчета критичности отказов в эксплуатации с использованием аппарата теории нечетких множеств, обеспечивающий полноту учета экспертной информации о нарушении.
4. Для многократно цензурированных выборок, адекватно представляющих данные о надежности из сферы эксплуатации, предложен общий метод вычисления точечных оценок ПН для двухпараметрических распределений наработки (нормального, Вейбулла-Гнеденко и др.). Доказано, что при определенных условиях оценки ПН являются состоятельными, асимптотически несмещенными и нормально распределенными, что делает их пригодными для практического применения при анализе надежности.

Если (2о < С - Ск, 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. Отказы, для которых (Д < £ ,
признаются незначимыми и не требуют разработки дополнительных мер.
В военном стандарте США МТЬ-5ТО-1629А критичность го вида отказа Его элемента отказов предлагается вычислять на основе предварительного анализа надежности элементов объекта по формуле:
где (Ху - относительный "вес" |-го вида отказа Его элемента, ру - условная вероятность того, что фый вид отказа Его элемента вызовет р- ую категорию последствий, р=1,П,ШДУ; Д - интенсивность отказов 1-го элемента; Е- время работы 1-го элемента.
Суммарная критичность Его элемента по р-ой категории последствий
равна
где п - число видов отказов элемента.
Значения А,; вычисляются расчетным путем или определяются по соответствующим справочным таблицам.
Достоинством методов АВПКО является их относительная простота и универсальность, что позволяет их применять для широкого класса продукции, а недостатком - неопределенность в выборе значений осу и Ру. Эта неопределенность обусловлена экспертным характером установления указанных значений, что должно учитываться в процедурах расчета критичности.
В России в период 1980 - 1995 г.г. под руководством д.т.н. Л.Г. Дубиц-кого, к.т.н. А.И. Андреева, к.т.н. М.А. Бедрековского и др. была создана уникальная система анализа отказов радиоэлектронных средств (РЭС), вычислительной техники и комплектующих элементов [113,147]. Научные основы построения и функционирования этой системы включают:
- алгоритмы проведения исследований причин отказов, в том числе в межотраслевых конфликтных ситуациях;
- методы исследований, использующие унифицированные модели видов и механизмов отказов, обеспечивающие высокую достоверность и сопоставимость получаемых результатов;
- принципы рационального использования неравноточной и неравномерно поступающей информации о наработках, видах и причинах отказов объектов с различных стадий их жизненного цикла;
- методы диагностики, дефектоскопии и физико-технического анализа конкретных групп изделий.
(1.3)

<7 = Zqf.
(1.4)
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела