Количественный анализ затрат с помощью дерева событий.
Построение дерева отказов позволяет вникнуть в задачу, так, как это не удается сделать другими средствами, но полностью возможности этого метода не реализуются без количественного анализа. Цель количественно- го анализа состоит в эффективном распределении бюджета, отведенного на безопасность. Для этого рассматривается влияние различных альтернатив на дерево событий и его головное события. Отношение затраты/прибыль является критерием для выбора варианта системы. Если учесть широкую применимость термина затраты — прибыль, то его значение изложено не совсем ясно. В данном контексте он означает деньги, затраченные на снижение бесполезных затрат. Это станет понятнее, если отделить на время меру - затрат от меры - прибылей. Затраты определяются как деньги, уплачиваемые за внедрение устройств, методов, процедур и т.д., называемых контрмерами, в промышленную систему в течение заданного интервала времени. Это значит, что затраты на устройства, которые должны периодически обновляться или заменяться, приводятся к средним затратам за заданный интервал времени, например, 1000000 чел.-ч. Незаменяемые и не обновляемые агрегаты, такие как защитные устройства машин, учитываются в терминах срока службы машины. Затраты на обучение определяются в зависимости от частоты проведения занятий. Для сопоставимости все контрмеры должны приводиться к общему знаменателю.
Дерево событий - алгоритм рассмотрения событий, исходящих от основного события (аварийной ситуации). Дерево событий (ДС) используется для определения и анализа последовательности (вариантов) развития аварии, включающей сложные взаимодействия между техническими системами обеспечения безопасности. Вероятность каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения вероятности основного события на вероятность конечного события. При его построении используется прямая логика. При построении дерева событий , мы задаемся вопросами: «Что за этим следует? Каковы последствия?». Может наступить сразу воспламенение, а может и позже, это зависит от многих факторов. Если произошел ранний поджег, то возможен пожар пролива, но только от сильного источника. затем появляются разные вероятности: от пожара - горение, со своими последствиями, либо ликвидация. В случае с поздним поджигом может так же произойти пожар (и более слабый источник может его спровоцировать), либо ликвидация, либо вообще без последствий в зависимости от условий окружающей среды! После построения дерева событий выбирают сценарий развития, и каждый сценарий выделяется и находится его вероятность.
Оценка надежности человека как элемента сложной технической системы.
Технические системы становятся взаимосвязанными только благодаря наличию такого основного звена, как человек. Примерно 20-30 % отказов прямо или косвенно связаны с ошибками человека; 10-15 % всех отказов непосредственно связаны с ошибками человека. По мнению академика В.А. Легасова, свыше 60% аварий происходит из-за ошибок персонала "рисковых" объектов. Ввиду этого, анализ надежности реальных систем должен обязательно включать и человеческий фактор. Надежность работы человека определяется как вероятность успешного выполнения им работы или поставленной задачи на заданном этапе функционирования системы в течение заданного интервала времени при определенных требованиях к продолжительности выполнения работы. Ошибка человека определяется как невыполнение поставленной задачи (или выполнение запрещенного действия), которое может явиться причиной повреждения оборудования или имущества либо нарушения нормального хода запланированных операций. В реальных условиях в большинстве систем независимо от степени их автоматизации требуется в той или иной мере участие человека. Можно утверждать, что там, где работает человек, появляются ошибки. Они возникают независимо от уровня подготовки, квалификации или опыта. Поэтому прогнозирование надежности оборудования без учета надежности работы человека не может дать истинной картины.
1. Причины совершения ошибок. Ошибки по вине человека могут возникнуть в тех случаях, когда:
1. оператор или какое-либо лицо стремится к достижению ошибочной цели;
2. поставленная цель не может быть достигнута из-за неправильных действий оператора;
3. оператор бездействует в тот момент, когда его участие необходимо.
Виды ошибок, допускаемых человеком на различных стадиях взаимодействия в системе "человек - машина" можно классифицировать следующим образом [2]:
1. Ошибки проектирования: обусловлены неудовлетворительным качеством проектирования. Например, управляющие устройства и индикаторы могут быть расположены настолько далеко друг от друга, что оператор будет испытывать затруднения при одновременном пользовании ими.
2. Операторские ошибки: возникают при неправильном выполнении обслуживающим персоналом установленных процедур или в тех случаях, когда правильные процедуры вообще не предусмотрены.
3. Ошибки изготовления: имеют место на этапе производства вследствие (а) неудовлетворительного качества работы, например неправильной сварки, (б) неправильного выбора материала, (в) изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации.
4. Ошибки технического обслуживания: возникают в процессе эксплуатации и обычно вызваны некачественным ремонтом оборудования или неправильным монтажом вследствие недостаточной подготовленности обслуживающего персонала, неудовлетворительного оснащения необходимой аппаратурой и инструментами.
5. Внесенные ошибки: как правило, это ошибки, для которых трудно установить причину их возникновения, т.е. определить, возникли они по вине человека или же связаны с оборудованием.
6. Ошибки контроля: связаны с ошибочной приемкой как годного элемента или устройства, характеристики которого выходят за пределы допусков, либо с ошибочной отбраковкой годного устройства или элемента с характеристиками в пределах допусков.
7. Ошибки обращения: возникают вследствие неудовлетворительного хранения изделий или их транспортировки с отклонениями от рекомендаций изготовителя.
8. Ошибки организации рабочего места: теснота рабочего помещения, повышенная температура, шум, недостаточная освещенность и т.п.
9. Ошибки управления коллективом: недостаточное стимулирование специалистов, их психологическая несовместимость, не позволяющие достигнуть оптимального качества работы.
Свойство человека ошибаться является функцией его психофизиологического состояния. Интенсивность ошибок во многом определяется параметрами внешней среды, в которой человек работает. [2]
Персонал рисковых объектов испытывает большую психологическую нагрузку. Факторы, ее обусловливающие, можно рассмотреть на примере работы оперативного персонала традиционной промышленной электростанции: осознание степени опасности и тяжести последствий аварии; высокое давление пара и воды, высокое электрическое напряжение; движущиеся механизмы; вибрация; повышенная температура и пониженная влажность воздуха; монотонность обстановки; медленные изменения показаний приборов; размеренный ритм работы оборудования. Как следствия: расстройство сознания, рост психологической напряженности, потеря бдительности.
По статистике от 7 до 36% аварий происходит по вине персонала; 73% из них - в результате неблагоприятных психологических качеств человека.
Динамика надежности оператора в течение рабочей смены
Вероятность безошибочного выполнения операций зависит от уровня работоспособности, и формулу (1) считают справедливой лишь для периода устойчивой работоспособности оператора, которая отличается значительным подъемом производительности труда после врабатывания в начале смены. Динамика работоспособности характеризуется тремя основными фазами: I - врабатывание с возрастающей работоспособностью, II - устойчивая работоспособность и III - спад в связи с естественным утомлением. Незначительный спад наблюдается также приблизительно за 0,5 часа до обеденного перерыва, который в основном не связан с изменением работоспособности и поэтому на графике не учтен. Наложение на графике динамики надежности работы оператора в течение рабочей смены показало, что большая часть ошибок в течение смены, а также негативных явлений, вытекающих из ошибок, например производственных травм, приходится на период, характеризующийся низкой работоспособностью. Период же устойчивой работоспособности (фаза II) отмечается наименьшим числом ошибок, допускаемых работающим в течение данной смены.
2. Методология прогнозирования ошибок
Методы прогнозирования частоты ошибок человека основываются на классическом анализе и включают следующие этапы [1]:
1. составление перечня основных отказов системы;
2. составление перечня и анализ действий человека;
3. оценивание частоты ошибок человека;
4. определение влияния частоты ошибок человека на интенсивность отказов рассматриваемой системы;
5. выработка рекомендаций, внесение необходимых изменений в рассматриваемую систему и вычисление новых значений интенсивности отказов.
Одним из основных методов анализа надежности работы человека является построение дерева вероятностей (дерево исходов). При использовании этого метода задается некоторая условная вероятность успешного или ошибочного выполнения человеком каждой важной операции либо вероятность появления соответствующего события. Исход каждого события изображается ветвями дерева вероятностей. Полная вероятность успешного выполнения определенной операции находится суммированием соответствующих вероятностей в конечной точке пути успешных исходов на диаграмме дерева вероятностей. Этот метод с некоторыми уточнениями может учитывать такие факторы, как стресс, вызываемый нехваткой времени; эмоциональная нагрузка; нагрузка, определяемая необходимостью ответных действий, результатами взаимодействий и отказами оборудования.
Следует заметить, что данный метод обеспечивает хорошую наглядность, а связанные с ним математические вычисления просты, что в свою очередь снижает вероятность появления вычислительных ошибок. Кроме того, он позволяет специалисту по инженерной психологии легко оценить условную вероятность, которую в противном случае можно получить только с помощью решения сложных вероятностных уравнений.
Базы данных об ошибках человека необходимы для анализа и прогнозирования безопасности рассматриваемой системы, предупреждения опасных ситуаций. Их можно разделить на следующие три категории.
Базы экспериментальных данных. Содержат результаты лабораторных экспериментов и заслуживают большего доверия, чем базы данных иного типа, поскольку в меньшей степени подвержены влиянию субъективных оценок, способных приводить к ошибкам. Однако необходимо иметь в виду, что с какой бы тщательностью ни формировались подобные базы данных, в них всегда присутствует значительный элемент субъективности.
Базы эксплуатационных данных. Являются более реальными, чем базы экспериментальных данных, однако сформировать такие базы довольно трудно, поскольку для этого требуется тщательная регистрация действий в реальных условиях эксплуатации. Подобные базы данных дают более удовлетворительные результаты, чем лабораторные исследования, поскольку в лабораторных условиях часто ставятся надуманные задачи.
Базы субъективных данных. Составляются на основе экспертных оценок. Создание таких баз обходится сравнительно дешево и не вызывает особых трудностей, поскольку большой объем информации может быть получен от небольшого числа опрошенных экспертов.
Чтобы базы субъективных данных можно было использовать при анализе надежности работы человека, необходимо:
- обеспечить требуемую точность данных;
- гарантировать представительность экспертных оценок.
Основное преимущество базы субъективных данных состоит в широком охвате всех параметров, по которым требуется иметь данные об ошибках.
Заключение
Независимо от уровня профессиональной подготовки, навыков, психо-физиологического и эмоционального состояния ни один человек не застрахован от выполнения им ошибок при эксплуатации машин.
Причинами ошибок могут стать как личностные качества человека, так и условия окружающей среды или недочеты в самой технике.
Для прогнозирования возникновения ошибок и их предотвращения необходим комплексный анализ возникновения частоты и интенсивности ошибок, который основывается на экспериментальных, эксплуатационных и субъективных базах данных.
Исследовав данную проблему в целом можно сделать следующий вывод, что для повышения безошибочности действий человека необходимо учитывать:
1. Основные функциональные, антропометрические и энергетические возможности человека-оператора;
2. Характеристики человека-оператора, связанные с видами его деятельности и влиянием нежелательных факторов окружающей среды.