Оценка безопасности функционирования эргатической системы (шаровый кран КШ-Р) "логико-вероятностным методом"

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт геологии и нефтегазодобычи

КАФЕДРА ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности и промышленная безопасность»

на тему: «Оценка безопасности функционирования эргатической системы (шаровый кран КШ-Р) «логико-вероятностным методом»»

ВЫПОЛНИЛ

студент группы БТПбзс 12-01

Голобродский Д.А.

ПРОВЕРИЛ

ассистент

Омельчук М.В.

Тюмень, 2014



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Исходные данные

1.1 Описание технической системы

1.2 Выбор основных элементов технической системы

2. Расчет надежности технической системы

2.1 Определение средней наработки на отказ выделенных элементов

2.2 Построение структурных схем

2.3 Моделирование внезапных отказов

2.4 Моделирование постепенных отказов

3. Качественная и количественная оценка безопасности функционирования эргатической системы

3.1 Обстоятельства несчастного случая эргатической системы

3.2 Перечень нормативных правил по технике безопасности при погрузочно-разгрузочных работах.

3.3 Разбивка нормативных данных на сферы функционирования

3.4 Построение фрагментов «дерева причин» по сферам функционирования

3.5 Определение функции алгебры логики (ФАЛ) по сферам функционирования на основе построенных фрагментов «дерева причин»

3.6 Ранжирование событий по сферам функционирования эргатической системы на основе ФАЛ

3.7 Построение общего «дерева причин»

3.8 Количественное определение вероятности верхнего нежелательного события на основе априорных вероятностей «дерева причин» эргатической системы

4. Оценка экономической эффективности функционирования эргатической системы

4.1 Распределение серьезности затрат в зависимости от класса последствий

4.2 Расчет ущерба от верхнего нежелательного события эргатической системы

Заключение

Литература



ВВЕДЕНИЕ

Определяющим критерием безопасности является надежность - один из, основных показателей качества любой системы (конструкции), заключающаяся в способности выполнять заданные функции. Основной целью анализа безопасности и надежности является уменьшение вероятности аварий и связанных с ними несчастных случаев, человеческих жертв, экономических потерь и нарушений в окружающей среде.

Одним из перспективных методов анализа безопасности и надежности систем является метод «дерева отказов». Ценность метода «дерева событий», «дерева отказов» заключается в том, что он позволяет специалисту:

- глубоко проанализировать количественные и качественные аспекты безопасности, надёжности;

- провести анализ несчастных случаев;

- провести оценку опасности технологических процессов;

- провести оценку экологического влияния различных процессов;

- выбрать правильные управленческие решения при оценке ситуаций с помощью модели «дерева решений»;

- получить графический наглядный материал для практического руководства ведения безопасных работ.

ЦЕЛЬ

Произвести оценку безопасности системы «человек-машина-среда» логико-вероятностным методом на примере эргатической системы типа шарового крана КШ-Р.

ЗАДАЧА

Изучить процедуру построения «дерева отказов», освоить количественный анализ затрат с помощью «дерева причин».

Использовать все этапы методики с использованием вводных данных технической системы и эргатической системы произвести надлежащие расчеты.

Сформулировать выводы на основании полученных результатов по каждому разделу.



1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 Описание технической системы

Краны шаровые - это запирающие устройства, которые перекрывают воду, водяной пар, газ или нефтепродукты.

В шаровом кране запирающие или регулирующие элементы имеют форму тела вращения или его частей: поворачиваются вокруг своей оси, перпендикулярно располагаются по отношению к направлению потока рабочей среды.

Нержавеющие шаровые краны высокого давления оптом выпускают для агрессивных сред, газа.

Так же поступает на склад немецкая запорная арматура фирмы Bugatti ("Бугатти").

Шаровые краны выпускаются различных размеров и предлагаются с фланцевыми, сварными и/или резьбовыми соединениями. Основная характеристика муфты - передаваемый вращающий момент. Шаровые краны - это самый прогрессивный и современный вид запорной арматуры. Конструкция настолько герметична, что возможно его использование даже в газопроводах. Но вместе с тем устройство крана очень простое.



Шаровый кран

Шаровой кран состоит из металлического корпуса, шаровидного затвора, седла для этого затвора, состоящего из двух уплотнительных колец, рукоятки и шпинделя - детали, которая соединяет рукоятку с затвором. В затворе проделано сквозное отверстие, диаметр которого совпадает с диаметром трубопровода. Достаточно повернуть шаровой затвор при помощи ручки на 90 градусов, чтобы закрыть или открыть воду. Седла в шаровых кранах чаще всего выполняют из различных пластмасс, что ограничивает диапазон их применения максимальной температурой до +200 градусов. Но это не препятствует широкому применению шаровых кранов в быту. Если нужно сменить или поставить кран, то обратите внимание на маркировку, которой снабжен его корпус.

В корпусе крана на оси перпендикулярной оси трубопровода закреплён шаровой затвор из полированной нержавеющей стали. В затворе выполнено сквозное отверстие, диаметр которого равен диаметру присоединяемого трубопровода или близок к нему.

В открытом положении оси трубопровода и отверстия совпадают, а при повороте шара на 90° -- ось отверстия перемещается в плоскость перпендикулярную направлению потока, перекрывая проходное сечение стенкой шара.

Уплотнение между полированной поверхностью шара и корпусом обеспечено фторопластовыми торцевыми кольцами, которые прижимаются к шару стяжными болтами или тарельчатыми пружинами.

Управляют шаровыми кранами с помощью рычага, редуктора, пневматического или электропривода.



1.2 Выбор основных элементов технической системы

Рис. 2. Технологический процесс технической системы «кулачковая муфта»

Причины отказов внутри технологического процесса технической системы «кулачковая муфта» (рис. 2):

1) Наиболее частой поломкой является неравномерная подача воды или подтекания. Скорее всего, это связано с тем, что износились или загрязнились уплотнители внутри крана. Эту проблему легко устранить самостоятельно.

Выявление события «состояние элемента»

1 Выход из строя трансмиссии
2 Разрушение кулачков полумуфт (подвижной и неподвижной)
3 Скосы на углах кулачков
3.1 Неполное заведение кулачков двух полумуфт
3.1.1 Плохо фиксируется рычаг управления подвижной муфтой за упором
3.1.2 Скосы на углах кулачков в результате износа
3.1.3 Попадание грязи или инородных предметов между муфтами
3.2 Самопроизвольное выключение вала
3.2.1 Чрезмерная нагрузка на вал через трансмиссию
4 Запрещенные действия при вращении вала
4.1 Включение передачи на вращающемся валу (оператор)
4.2 Выключение передачи на вращающемся валу
4.2.1 Самопроизвольное выключение рычага управления
4.2.1.1 Скосы на углах кулачков
4.2.1.2 Неисправность упора
4.2.1.3 Неполное сопряжение кулачков на исправном агрегате
4.2.2 Выключение рычага управления оператором
4.2.2.1 случайное
4.2.2.2 намеренное



2. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Определение средней наработки на отказ выделенных элементов

Рис. 3. Кулачковая муфта двустороннего действия:

Условимся все устройства называть системой, а составные части - ее элементами. Определим, какие элементы подвержены внезапному отказу, какие - постепенному. Обозначим отказы элементов устройства (рис. 3) через Х1, Х2, ХЗ, …, Хn и определим тип отказа.

X1 - скосы на углах кулачков (В);

Х2 - поломка упора рычага управления (В);

Х3 - износ подвижной полумуфты (П);

Х4 - износ неподвижной полумуфты (П);

Х5 - износ рычага управления (П)

ТсрХ₁=100000 часов.

ТсрХ₂=200000 часов.

ТсрХ₃=50000 часов.

ТсрХ₄=80000 часов.

ТсрХ₅=100000 часов.

2.2 Построение структурных схем

Построим структурную схему надежности механической системы в виде последовательных и параллельных соединений рис. 4

Рис. 4. Структурная схема надежности механической системы

Составим на основе структурной схемы «дерево отказов» рис.5, используя правило Моргана, когда последовательное соединение элементов в логической структуре «дерева» соединяется логическим знаком «ИЛИ», параллельные соединения - знаком «И».

Рис. 5. «Дерево отказов»



2.3 Моделирование внезапных отказов

Построим интегральную функцию экспоненциального распределения:

(1)

где л - интенсивность отказов.

Интенсивность отказов рассчитывается по формуле:

(2)

где Тср - среднее время наработки на отказ.

Примем среднюю наработку на отказ устройства ТсрХ₁=100000 часов.

F(20000)=0,18	F(140000)=0,75
F(40000)=0,33	F(200000)=0,87
F(60000)=0,45	F(300000)=0,95
F(100000)=0,63	F(350000)=0,97

По расчетным данным построим интегральную функцию экспоненциального распределения. На оси абсцисс отложим время t в 3ч4 раза больше Тср. На оси ординат - значение функции F(t).

На основе метода «Монте-Карло» промоделируем вероятность случайных отказов. Выбрасываем с помощью генератора случайных чисел числовую последовательность R в диапазоне значений (0ч1).



Рис. 6. Интегральная функция экспоненциального распределения, л=1Ч10^-5, 1/час.

Таблица 1. Временная выборка из пяти реализаций для шести элементов tЧ10³ час

m n	Количество элементов	?t0	?tобщ	?t0/ ?tобщ
	1	2	3	4	5	6
Количество реализаций	1	160	160	230	390	10 (40)	120	40	1070	0,037383
	2	230	20 (30)	50	230	230	92	30	852	0,035211
	3	160	92	160	120	92	92	0	716	0
	4	20 (30)	160	10 (40)	120	35 (15)	70	85	415	0,204819
	5	10 (40)	10 (40)	70	120	230	92	80	532	0,150376

Итого:0,428

Далее временные значения ti, приведенные в табл. 1, сравниваем с Тср/2, поскольку нас интересует поведение системы в первый полупериод эксплуатации. Затем получим время t0 нерабочего состояния элемента системы Х1, выбирая лишь те случаи, когда ti<Тср/2.

Расчет производится по формуле:

(3)



Полученное значение t0 заносим в табл. 1, указав его в скобках, затем суммируем нерабочее время в единичной реализации t0 и берем отношение к сумме общего времени tобщ работы элемента в этой реализации. На основе полученных значений определим вероятность отказа элемента системы Х1 для данной реализации по формуле 4 и так для каждой реализации.

(4)

Вероятность отказа элемента системы Х1 является средним арифметическим этих значений:

(5)

Примем среднюю наработку на отказ устройства ТсрХ₂=200000 часов.

F(120000)=0,45	F(240000)=0,70
F(140000)=0,50	F(300000)=0,77
F(160000)=0,55	F(400000)=0,86
F(200000)=0,63	F(450000)=0,89

По расчетным данным построим интегральную функцию экспоненциального распределения как для Х₂.



Рис. 7. Интегральная функция экспоненциального распределения, л=5Ч10^-6, 1/час.

Таблица 2. Временная выборка из пяти реализаций для шести элементов tЧ10³ час

m n	Количество элементов	?t0	?tобщ	?t0/ ?tобщ
	1	2	3	4	5	6
Количество реализаций	1	36 (64)	500	240	335	105	335	64	3,05	0,047656
	2	185	54 (46)	80 (20)	140	240	140	66	2,02	0,030606
	3	500	80 (20)	470	54 (46)	185	240	66	0,42	0,006364
	4	335	470	105	36 (64)	36 (64)	0 (100)	228	0,77	0,003377
	5	54 (46)	335	470	240	335	240	46	0,42	0,00913

Итого:0,0971

Далее временные значения ti, приведенные в табл. 2, сравниваем с Тср/2, поскольку нас интересует поведение системы в первый полупериод эксплуатации. Затем получим время t0 нерабочего состояния элемента системы Х2, выбирая лишь те случаи, когда ti<Тср/2. Расчет производится по формуле:



(3)

Полученное значение t0 заносим в табл. 2, указав его в скобках, затем суммируем нерабочее время в единичной реализации t0 и берем отношение к сумме общего времени tобщ работы элемента в этой реализации. На основе полученных значений определим вероятность отказа элемента системы Х2 для данной реализации по формуле 4 и так для каждой реализации.

(4)

Вероятность отказа элемента системы Х2 является средним арифметическим этих значений:

(5)

2.4 Моделирование постепенных отказов

Постепенные отказы подчиняются нормальному закону распределения. Интегральная функция нормального закона имеет вид:

(6)

где д - среднеквадратичное отклонение;

a - математическое ожидание.

Для того, чтобы не рассчитывать интеграл, воспользуемся половинной функцией Лапласа и с ее помощью рассчитаем нормальный закон распределения по формуле:

(7)

где Ф(х) - половинная функция Лапласа; х=(t - Tср)/ д, где

х - аргумент функции Лапласа;

t - время функционирования;

Тср - средняя наработка на отказ;

д - среднеквадратичное отклонение.

Рис. 8. График половинной функции Лапласа

Рассчитаем интегральную функцию F(t) нормального распределения для Х3 (износ подвижной полумуфты), задавшись Тср=50000 час., д=500, определим аргумент функции Лапласа и занесем данные в табл.3.



Таблица 3. Сводная таблица расчета интегральной функции нормального распределения

tх103, час.	48	48,5	49	49,5	50	50,5	51	51,5	52
Х	-4	-3	-2	-1	0	1	2	3	4
Ф(х)	-0,5	-0,5	-0,48	-0,34	0	0,34	0,48	0,5	0,5
F(t)	0	0	0,02	0,16	0,5	0,84	0,98	1	1

На основе расчетных данных табл. 3 построим график нормального распределения (рис. 9).

Процедура моделирования аналогична рассмотренной выше.

Полученную выборку 6х5 заносим в табл. 4.

Полученные в табл. 4. значения сравниваем с Тср, т. к. нас интересуют характеристики системы в первый период эксплуатации. В тех случаях, если ti<Tср, находим нерабочее время t0 элемента системы Х3 по формуле t0= Tср- ti

Полученное время указано в скобках в табл. 4. Затем, просуммировав время t0 по реализации, берем отношение t0 к суммарному времени функционирования элемента системы Х3 в этой реализации.

Вероятность отказа элемента системы Х3 в данной реализации определяем по формуле (4).

Рис. 9. Интегральная функция нормального распределения



Таблица 4. Временная выборка из 6х5 элементов tЧ103 час

m n	Количество элементов	?t0	?tобщ	?t0/ ?tобщ
	1	2	3	4	5	6
Количество реализаций	1	50	48,80 (1,2)	50,42	49,35 (0,65)	48,80	50,65 (1,2)	3,05	298,02	0,010234
	2	49,58 (0,42)	49,58	48,80 (1,2)	49,88 (0,12)	49,72 (0,28)	50	2,02	297,56	0,006789
	3	50,65	50	50,42	50,15	50	49,58 (0,42)	0,42	300,80	0,001396
	4	50,65	50	50,42	49,88 (0,12)	49,35	51,30 (0,65)	0,77	301,60	0,002553
	5	50,30	50,65	50,15	49,58 (0,42)	50,65	50,65	0,42	301,98	0,001391

Итого: 0,0223

Полный коэффициент отказа элемента системы Х3 рассчитывается как:

(5)

Его численное значение

Рассчитаем интегральную функцию F(t) нормального распределения для Х4 (износ подвижной полумуфты), задавшись Тср=80000 час., д=500, определим аргумент функции Лапласа и занесем данные в табл.5.

Таблица 5. Сводная таблица расчета интегральной функции нормального распределения

tх103, час.	78	78,5	79	79,5	80	80,5	81	81,5	82
Х	-4	-3	-2	-1	0	1	2	3	4
Ф(х)	-0,5	-0,5	-0,48	-0,34	0	0,34	0,48	0,5	0,5
F(t)	0	0	0,02	0,16	0,5	0,84	0,98	1	1



На основе расчетных данных табл. 5 построим график нормального распределения (рис. 10).

Полученную выборку 6х5 заносим в табл. 6.

Полученные в табл. 6. значения сравниваем с Тср, т. к. нас интересуют характеристики системы в первый период эксплуатации. В тех случаях, если ti<Tср, находим нерабочее время t0 элемента системы Х4 по формуле t0= Tср- ti

Полученное время указано в скобках в табл. 6. Затем, просуммировав время t0 по реализации, берем отношение t0 к суммарному времени функционирования элемента системы Х4 в этой реализации.

Вероятность отказа элемента системы Х4 в данной реализации определяем по формуле (4).

Рис. 10. Интегральная функция нормального распределения

Таблица 6. Временная выборка из 6х5 элементов tЧ103 час

m n	Количество элементов	?t0	?tобщ	?t0/ ?tобщ
	1	2	3	4	5	6
Количество реализаций	1	80,28	80,40	79,85 (0,15)	79,60 (0,4)	80,15	80,15	0,55	480,43	0,001145
	2	80,40	80,28	80,28	79,40 (0,6)	79,60 (0,4)	79,50 (0,25)	1,25	479,46	0,002607
	3	80,28	79,40 (0,6)	80,28	81,20	79,50 (0,25)	79,50 (0,25)	1,10	480,16	0,002291
	4	79,60 (0,4)	80,40	79,60 (0,4)	80,65	80,65	79,85	0,80	480,75	0,001664
	5	79,40 (0,6)	79,60 (0,4)	79,60 (0,4)	80,28	79,60 (0,4)	80,15	1,80	478,63	0,003761

Итого: 0,0115

Полный коэффициент отказа элемента системы Х4 рассчитывается как:

(5)

Его численное значение

23

Рассчитаем интегральную функцию F(t) нормального распределения для Х5 (износ подвижной полумуфты), задавшись Тср=100000 час., д=500, определим аргумент функции Лапласа и занесем данные в табл.7.

Таблица 7. Сводная таблица расчета интегральной функции нормального распределения

tЧ103, час.	98	98,5	99	99,5	100	100,5	101	101,5	102
Х	-4	-3	-2	-1	0	1	2	3	4
Ф(х)	-0,5	-0,5	-0,48	-0,34	0	0,34	0,48	0,5	0,5
F(t)	0	0	0,02	0,16	0,5	0,84	0,98	1	1

На основе расчетных данных табл. 7 построим график нормального распределения (рис. 11).

Полученную выборку 6х5 заносим в табл. 8.

Полученные в табл. 8. значения сравниваем с Тср, т. к. нас интересуют характеристики системы в первый период эксплуатации. В тех случаях, если ti<Tср, находим нерабочее время t0 элемента системы Х5 по формуле t0= Tср- ti

Полученное время указано в скобках в табл. 8. Затем, просуммировав время t0 по реализации, берем отношение t0 к суммарному времени функционирования элемента системы Х5 в этой реализации.

Вероятность отказа элемента системы Х5 в данной реализации определяем по формуле (4).

Рис. 11. Интегральная функция нормального распределения

Таблица 8. Временная выборка из 6х5 элементов tЧ103 час

m n	Количество элементов	?t0	?tобщ	?t0/ ?tобщ
	1	2	3	4	5	6
Количество реализаций	1	100	99,55 (0,45)	100,30	100,60	100	101,20	0,45	601,65	0,000748
	2	99,70 (0,3)	100	99,45 (0,55)	100,40	100	98 (2)	2,85	597,55	0,004769
	3	100	99,85 (0,15)	99,55 (0,45)	100,15	100	100,40	0,6	599,95	0,001
	4	100	99,45 (0,55)	99,85 (0,15)	100,15	101,20	100,40	0,7	601,05	0,001165
	5	100	101,20	100,40	101,20	100,30	100,60	0	603,70	0

Итого: 0,0077

Полный коэффициент отказа элемента системы Х5 рассчитывается как:



(5)

Его численное значение

Рассчитаем коэффициент отказа системы R_кс по формуле:

(8)

где =ЧЧ

отсюда

=ЧЧ

R_кс=0,1033.

Что указывает на малую вероятность отказа всей системы.



3. КАЧЕСТВЕННАЯ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Обстоятельства несчастного случая эргатической системы

За период с 01 часа 00 мин. 17 октября по 04 часа 00 мин. московского времени 18 октября в речной порт баржами из районов Севера поступали и складировались в штабеля на открытой земляной площадке трубы большего диаметра, которые были в употреблении, различной длины, разного диаметра, изогнутые, при этом складирование труб в штабеля производилось с нарушениями технологических карт №1-И и №1-И(а), выразившимися в том, что в нижних слоях штабеля находились трубы меньшего диаметра, что запрещено п.2 «Особых требований» технологических карт.

Ответственность за надлежащее складирование труб в штабеля была возложена, согласно должностной инструкции, на сменных помощников начальника Осетина, Бараева и Дюкина, в чьи смены поступали и складировались трубы.

19 октября в 3-ем часу ночи звено в составе крановщика Желякина и стропальщиков Рыбалко и Ловко по указанию сменного помощника Бараева начали отгрузку труб из штабеля на автомашины. Перед началом работы штабель труб с одной стороны был огражден двумя стационарными упорами из труб, а с другой - двумя переносными упорами из ЖБИ. Со стороны упоров из ЖБИ штабель состоял из 4-х ярусов труб, а дальше к стационарным упорам из 2-х и 3-х ярусов.

При производстве работ по погрузке труб из-за отсутствия в наличии автоматического грузозахватного устройства, звено Желякина работало с помощью ручной трубной подвески. За период с 2-х часов до 7 час. 00 мин. (время окончания работ) звеном Желякина было отгружено 68 труб, при этом разборка штабеля производилась со стороны стационарных упоров с верхнего слоя до земли.

По окончании работ одна третья часть штабеля со стороны переносных упоров из ЖБИ осталась нетронутой, при этом в нарушение п.1 «Особых требований» технологической карты № 1-И, обязывающего ограничивать штабель с двух сторон двумя парами упоров, звено Желякина, уходя в 7 часов утра с места работы, не ограничило оставшийся 4-х слойный штабель труб упорами со стороны разборки. Сменный помощник Бараев не проконтролировал состояние штабеля после окончания работ.

В 7 час. 40 мин. 19 октября сменный помощник Османов, следуя на работу, проходил мимо штабеля труб и видел, что погрузка труб в ночную смену была проведена с нарушениями технологии, штабель со стороны разборки не имеет упоров, однако никаких мер к устранению обнаруженных нарушений технологии Османов не принял. Принимая в 8 час. утра смену от Бараева, Османов в общих чертах проинструктировал рабочих о правилах техники безопасности и сказал, что возможно придется грузить трубы если придут машины, при этом с технологической картой № 1-И рабочих не знакомил.

В 9 час. 00 мин., увидев подошедшую к штабелю автомашину, Османов отправил крановщика Сидорова и стропальщика Иванова и Ракова, на погрузку труб, сам же к штабелю не подходил.

Прибыв на место, звено Сидорова увидело, что трубы со стороны разборки не имеют упоров, сам штабель, в особенности трубы верхнего - 4 яруса, лежат неплотно и могут раскатиться, поэтому рабочие начали грузить на автомашины трубы, лежащие на земле отдельно от штабеля.

В 9 час. 30 мин. к штабелю для осмотра маркировки труб подошла приемосдатчик Катаева. В момент работы крана по укладке трубы на прицеп автомобиля, произошел раскат труб из штабеля и Катаева была летально травмирована см. рис.12.



Рис.12. Положение труб до раскатки

1 - короткая труба; 2 - труба ударившая учетчицу; 3 - труба, приведшая к летальному исходу

- положение труб до раскатки из штабеля;

- положение труб в штабеле после раскатки;

- направление ветра

3.2 Перечень нормативных правил по технике безопасности при погрузочно-разгрузочных работах

погрузочно-разгрузочные работы (ГОСТ 12.3.009-76);

начальник участка должен ознакомить и проинструктировать рабочих при погрузке опасных грузов;

провести инструктаж и сделать отметку в нарядах-допусках;

расставить механизмы, оборудование и бригады, звенья в соответствии с технологическими картами;

обеспечить подготовку рабочего места (установка ограждений, знаков);

установить с учетом технологической карты высоту укладки грузов, порядок укладки и разборки штабелей, а так же ширину проездов и проходов;

назначить сигнальщика и стропальщика с отметкой в наряд задании;

начальник участка обязан контролировать выполнение рабочими правил и инструкций по безопасному выполнению работ;

начальник участка и рабочие обязаны контролировать, чтоб на месте проведения работ не находились посторонние лица;

проследить, чтобы после окончания работ бригада (звено) убрала рабочее место;

запрещается нахождение рабочих между перегородкой (стеной, штабелем и т.д.) и грузом при его подъеме и наводке на место укладки;

сигнальщик дает команду крановщику на подъем, убедившись в правильности строповки и отсутствии людей;

способ формирования штабелей должен быть отражен в технологической карте, а также применяемые машины и вспомогательные средства;

формировать штабель при нахождении рабочих на штабеле следует послойно по всей его площади;

высота слоя штабеля при ручной укладке груза не должна превышать 1,5 м;

запрещается разбирать штабель путем выборки грузовых мест нижнего яруса;

при нахождении рабочих на штабеле, трубы необходимо укладывать следующим образом: трубы диаметром от 200 до 1000 мм - в штабель высотой до 4 м, а трубы диаметром более 1000 мм до 6 м;

трубы укладывают в седло, при этом в нижнем ярусе штабеля крайние трубы необходимо укладывать плотно к надежным упорам и по три трубы с обеих сторон (концов) штабеля скреплять между собой (струбцинами или канатом), способ скрепления труб должен исключать возможность их перекатывания;

при формировании штабеля, когда на нем нет рабочих, высота штабеля ограничивается техническими возможностями механизмов. В этом случае ограждающие устройства и упоры, а также число скрепляемых труб в нижнем ряду должны быть рассчитаны;

трубы разного диаметра разрешается складировать в один штабель только при укладке штабеля между ограждающими устройствами и не выше их габаритной высоты;

выше ограждающих устройств могут укладываться трубы одного диаметра;

запрещается находиться в местах погрузочно-разгрузочных работ лицам, не имеющим прямого отношения к этим работам;

не допускается нахождение людей и передвижение транспортных средств в зоне возможного падения грузов при погрузке и разгрузке с подвижного состава, а также при перемещении грузов подъемно-транспортным оборудованием;

образование штабеля из труб без опорных стоек производят на подкладках, к концам которых крепят упорные клинья сечением 200Ч300 мм;

трубы нижнего ряда в количестве 5-6 с каждой стороны штабеля увязывают проволокой диаметром 6 мм в две нити, на укрепленный нижний ряд укладывают последующие. Трубы второго и последующих рядов укладываются в «седло» образуемое двумя трубами нижнего ряда;

допускается укладка в штабель труб различных диаметров. Трубы меньшей длины размешают в верхних рядах. Смещение верхнего ряда по отношению к нижнему не должно превышать 0,3 м;

территория предприятия должна быть благоустроена, ограждена, постоянно содержаться в частоте и порядке, оборудована знаками безопасности в соответствии с ГОСТ 12.4026-76;

территория предприятия должна быть ровной, ямы и другие углубления, устраиваемые для технических целей, следует плотно закрывать или надежно защищать;

погрузочно-разгрузочные работы следует выполнять в соответствии с разработанными на предприятии технологическими картами производства работ, и они должны содержать требования безопасности при работе данного вида;

площадка для складирования труб должна быть очищена от мусора и снивилирована;

запрещается разборка штабеля, имеющего несколько ярусов складирования труб разного диаметра и длины, ручным способом, а только производится автоматически грузозахватным устройством;

при разборке штабеля запрещается брать зажатый груз из нижних рядов штабеля, пока не разобран верхний ряд.

3.3 Разбивка нормативных данных на сферы функционирования

Таблица 9. Нормативные данные в сферах функционирования

	Руководство	Рабочие	Сигнальщик	Запрет на посторонних лиц
пункт НП по ТБ	1-10, 13, 27, 28, 29, 30	9-11, 14-21, 24-26, 31, 32	12	22, 23

3.4 Построение фрагментов «дерева причин» по сферам функционирования

Дерево причин формируется от значений показателей, характеризующих результат корневого события. В качестве таких показателей были выбраны: С₁ - Посторонний в зоне отгрузки; С₂ - груз уложен с нарушением; С₃ -выгрузка с баржи с нарушением ТК 1 И;

Для каждого из перечисленных результатов было построено дерево причин. Фрагменты дерева, корнем которого является показатель "летальный случай" приведен на рисунке.

С₃

С₂

С₁

Рис.13. Фрагменты дерева причин



3.5 Определение функции алгебры логики (ФАЛ) по сферам функционирования на основе построенных фрагментов «дерева причин»

Событие С0 на выходе схемы «И» записывается в алгебре логики как:

С0 = С1 Ч В (9)

Рис.14. Схема «И» с двумя выходами

Определим в качестве КС «дерева причин» такое событие как летальный исход. Запишем ФАЛ для «дерева причин» С₃; С₂; С₁:

С₃=H+J+L

С₂= JЧ С₃

С₁=DЧFЧ С_2ЧI

где С₁ - Посторонний в зоне отгрузки

D - работы ведутся в зоне

F - мотивы войти в зону

С₂ - груз уложен с нарушением

I - отсутствие контроля сигнальщика

J - сменным помощником не приняты меры

С₃ - выгрузка с баржи с нарушением ТК 1 И

H - отсутствие упора со стороны разбора труб

J - отсутствие контроля сменным помощником

L - отсутствие автоматического грузозахвата



3.6 Ранжирование событий по сферам функционирования эргатической системы на основе ФАЛ

Конъюнкции минимизированной ФАЛ и являются МКК, т.е. наиболее простым вариантом реализации корневого события «дерева». Затем, при необходимости, определяют МНКК, последовательно исследуя влияние каждого из первичных событий и их конъюнкции на значения ФАЛ. В том случае, если при значении базисного события или его конъюнкции, равном нулю, значение ФАЛ тоже равно нулю, то это первичное событие, или минимальная конъюнкция, и является МНКК.

Проранжируем исходные события «дерева» по числу МКК, в которые входят эти исходные события. Отметим, что чем чаще встречается данное исходное событие, тем больше его вклад в вероятность отказа системы.

Таблица 10. Ранжирование исходных событий «дерева»

Ранг события	Число МКК, в которое входит событие	событие	Описание события
1	2	J	Сменным помощником не приняты меры
2	1	D	Работы ведутся в зоне
	1	F	Мотивы войти в зону
	1	С2	Груз уложен с нарушением
	1	I	Отсутствие контроля сигнальщика
	1	С3	Выгрузка с баржи с нарушением ТК 1 И
	1	H	Отсутствие упора со стороны разбора труб
	1	L	Отсутствие автоматического грузозахвата



3.7 Построение общего «дерева причин»

С₀

С₁

В

I (0.5)

D(1,0) F (0.8)

С₂

С₃

J (0.05)

J (0.05) H (0.2) L (0.1)

Рис.15. Логическая схема дерева причин



Построим «дерево причин» (рис. 15).

где В - бригада в зоне отгрузки

С₁ - Посторонний в зоне отгрузки, D - работы ведутся в зоне

F - мотивы войти в зону

С₂ - груз уложен с нарушением

I - отсутствие контроля сигнальщика

J - сменным помощником не приняты меры

С₃ - выгрузка с баржи с нарушением ТК 1 И

H - отсутствие упора со стороны разбора труб

J - отсутствие контроля сменным помощником

L - отсутствие автоматического грузозахвата

3.8 Количественное определение вероятности верхнего нежелательного события на основе априорных вероятностей «дерева причин» эргатической системы

Вероятность при независимых исходных событиях можно рассчитать по формулам:

для логической связи «И»

(10)

для логической связи «И»

(11)

где n - число событий;

q₁ - вероятность i-го первичного события.

Принимая размерность - количество раз за 100 испытаний получим.



D - 1,0	J - 0,05
F - 0,8	H - 0,2
I - 0,5	L - 0,1

Для определения вероятности корневого события воспользуемся рис.15. формулой (10):

РС₃ = 1-(1-0,05)(1-0,2)(1-0,1) = 0,32

РС₂ = (0,05)(0,32) = 0,016

РС₁ = (0,8)(0,5)(0,016)(1,0) = 0,0064

РС₀ = (1,0)(0,0064) = 0,0064

Следовательно, при имеющихся данных о наступлении базисных событий, вероятность смертельного случая для этой операции на один миллион проработанных часов равно 0,0064.



4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ

4.1 Распределение серьезности затрат в зависимости от класса последствий

эргатический ущерб безопасность разгрузочный

Ожидаемые потери при появлении головного события могут быть рассчитаны по формуле:

(12)

где Pi - вероятность появления последствий i-го класса при появлении головного события;

N - число классов последствий различной серьезности;

Ui - потери, связанные с i-м классом последствий.

Ожидаемые потери можно оценить по среднему арифметическому известных потерь:

(13)

Можно показать, что фактически выражения (12) и (13) эквивалентны, если считать, что п равно числу классов последствий N, а вероятности появления последствий различных классов равны между собой (Рi=1/n). Это происходит, когда мы рассматриваем каждую аварию или несчастный случай как отдельную ситуацию.



4.2 Расчет ущерба от верхнего нежелательного события эргатической системы

Рассматривая несчастный случай как отдельную ситуацию применим формулу (13):

При этом очевидно, что ожидаемые потери будут равны прямому убытку, в чем бы он ни выражался.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Метод «дерево отказов» имеет следующие преимущества:

- проведение анализа для поиска нежелательного события дедуктивным методом;

- поиск важнейших аспектов системы, влияющих на осуществление нежелательного события;

- возможность графической интерпретации, дающей наглядно представление об изменениях в системе;

- выбор качественного или количественного метода анализа;

- концентрацию усилий на анализе определенного вида событий (отказа);

- проведение анализа в соответствии с реальными изменениями в системе.

Полученный при построении «дерева» графический материал может быть использован неоднократно, например, в качестве схемы для определения возможного нежелательного события. При исследовании «дерева отказов» можно выявить события, не определяемые обычным путем.

Построение «дерева причин» позволяет вникнуть в задачу так, как это не удается сделать другими средствами, но полностью возможности этого метода не реализуются без количественного анализа. Цель количественного анализа состоит в эффективном распределении бюджета, отведенного на безопасность.

Аварии и несчастные случаи вызывают бесполезные затраты в деньгах или потери трудоемкости. Уровень этих затрат и потерь непосредственно связан с серьезностью аварий. Каждое головное событие анализируемого дерева представляет собой аварию или несчастный случай, серьезность которых может быть непостоянной.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Стариков В.А. Александров С.В. Омельчук М.В. Оценка безопасности систем «человек-машина-среда» логико-вероятностным методом: Методические указания по выполнению курсовой работы - Тюмень: ТюмГНГУ, 2014.- 89 с.

Размещено на Allbest.ru