Безопасность технологического оборудования. Терминология ИСО/МЭК и стандартов РФ

Безопасность обеспечивают путем снижения уровня риска до до- пустимого значения (допустимый риск). Допустимый риск представляет собой оптимальный баланс между безопасностью и требованиями, ко- торым должны удовлетворять продукция, процесс или услуга, а также такими факторами, как выгодность для пользователя, эффективность затрат, обычаи и пр. Другими словами допустимый риск не должен приводить к возможности появления опасных ситуаций, приводящих к возникновению отказов в процессе эксплуатации продукции [21].

Технический регламент ТР ТС 010/2011 предполагает использо- вание методов оценки надежности, применяемых и при анализе тех- нических рисков:

1. Анализ причин/следствий – комбинация ETA и FTA. Одним из вариантов этого метода является подход, предложенный в 1999 г. на Европейской конференции по безопасности и получивший название

«галстук-бабочка» (Bow-Tie approach), (рис. 8.1). На этом рисунке по- казан графический прием размещения схем деревьев отказов и собы- тий, давший название этому методу.

Рис. 8.1. Графическая иллюстрация метода «галстук-бабочка»

2. Анализ динамических деревьев неисправностей (DFTA). Мето- дика анализа древ неисправностей развивалась в сторону учета дина- мических свойств анализируемых систем и вначале сводилась к до- бавлению к традиционным операторам (И, ИЛИ, НЕ, исключая ИЛИ) та- ких операторов, как «приоритетное И». При этом осуществлялся учет функциональных и вероятностных зависимостей элементов и загру-

женности резервных элементов. Современные методы анализа DFTA более широко используют результаты так называемого Марковского моделирования. Первый программный комплекс для анализа динами- ческих деревьев неисправностей разработан в университете штата Вирджиния, США, профессором Дж.Б. Дуганом (J.B. Dugan).

3. Двоичные диаграммы решений (Binary-Decision Diagrams – BDD). Их чаще применяют для анализа сложных логических функций, реализованных в микроэлектронных устройствах, являются графиче- скими аналогами аналитических методов ортогонализации. Применя- ется функциональный анализ отказов.

В рамках АВПО функциональные блок-схемы позволяют осуще- ствлять проектный анализ влияния отдельных компонентов на показа- тели стоимости разрабатываемых систем. Этот метод чаще использу- ется для разработки критериев оценки эффективности или человеко- машинного интерфейса.

Изложенные методики и подходы могут с успехом применяться при написании программного обеспечения к современным станкам с ЧПУ в программном модуле с открытым кодом под названием САПР ЧПУ «Тиграс» (Технологическая интерактивная графическая система¹), а также при проектировании дорожных машин и подъемно-транспорт- ного оборудования. Для оценки рисков рекомендуется использовать ГОСТы из дополнительного списка литературы (см. с. 117). В нем при- ведены новые российские и соответствующие им международные стандарты по менеджменту риска.

Нормативная документация по менеджменту рисков учтена при составлении Программного комплекса автоматизированного структур- но-логического моделирования и расчета надежности и безопасности систем АРБИТР (ПК АСМ СЗМА). ПК Арбитр² помогает разработчикам снизить появление рисков при проектировании нового и модернизации устаревшего оборудования. Среди многих полезных его функций сле- дует выделить пункты, рекомендуемые для расчета дорожных, техно- логических машин и оборудования:

– расчет коэф. готовности, средней наработки на отказ, среднего времени восстановления и вероятности безотказной работы восста- навливаемых систем;

– расчет показателей готовности смешанных систем, состоящих из восстанавливаемых и невосстанавливаемых элементов;

– расчет значимости разных вкладов элементов исследуемых систем;

¹См. URL: https://tigras.ru/ (дата обращения: 07.12.2017).

²См. URL: www.szma.com/pkasm.shtml (дата обращения: 07.12.2017).

– приближенный расчет вероятностных характеристик системы;

– структурный и автоматический учет отказов групп элементов по общей причине (модели альфа-фактора, бета-фактора и др.);

– учет различных видов зависимостей и множественных со- стояний элементов, представляемых с помощью групп несовмест- ных событий;

– учет числа циклических (мостиковых) связей между элемента- ми СФЦ;

– логико-статистическое моделирование вероятных показателей систем.

Анализ безопасности, надежности и рисков отказов в работе технологического оборудования при помощи отечественных про- граммных средств позволит повысить надежность и безопасность из- делий машиностроения, а также конкурентоспособность машино- строительных предприятий.

Вопросы и задания по главе 8

1. Какова роль стандартизации в обеспечении надежности оборудования?

2. Какие существуют виды состояния оборудования и каковы его характери- стики с точки зрения работоспособности и безопасности?

3. Что такое состояние отказа? Перечислите методы оценки рисков отказов.

4. Что такое остаточный риск? Дерево неисправности?

5. Что такое функциональный метод обнаружения отказов?

6. Каким ГОСТом регулируются марковские методы оценки рисков?

7. Что представляют собой и для чего применяются двоичные диаграммы?