Тема 5. Нормирование риска

5.1 Нормирование показателей надежности

С целью создания высоконадежных объектов необходимо нормирование надежности – установление номенклатуры и количественных значений основных показателей надежности элементов объекта.

Номенклатуру показателей надежности выбирают в зависимости от класса изделий, режимов эксплуатации, характера отказов и их последствий. Выбор показателей надежности может определяться заказчиком.

Все изделия подразделяются на следующие классы:

– неремонтируемые и невосстанавливаемые изделия общего назначения. Составные части изделий, невосстанавливаемые на месте эксплуатации и не подлежащие ремонту (например, подшипники, шланги, тонеры, крепежные детали, радиодетали и др.), а также невосстанавливаемые изделия самостоятельного функционального назначения (например, электрические лампы, контрольные приборы и др.);

– восстанавливаемые изделия, подвергающиеся плановым техническим обслуживаниям, текущему и среднему ремонту, а также изделия, подвергающиеся капитальному ремонту;

– изделия, предназначенные для выполнения кратковременных разовых или периодических заданий.

Режимы эксплуатации изделий могут быть следующими:

– непрерывными, когда изделие работает непрерывно в течение определенного времени;

– циклическими, когда изделие работает с заданной периодичностью в течение определенного времени;

– оперативными, когда неопределенный период простоя сменяется периодом работы заданной продолжительности.

Обычно нормируют вероятность безотказной работы P(t) с оценкой ресурса Т_р, в течение которого она регламентируется. Значение Т_р должно быть согласовано со структурой и периодичностью ремонтных работ и технического обслуживания, а допустимая вероятность безотказной работы является мерой опасности последствий отказа.

Градация изделий по классам надежности представлена в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Классы надежности

Значения P(t) заданы для определенного периода эксплуатации Т_р при условии строгой регламентации и выполнения режимов работы и условий эксплуатации.

В нулевой класс входят малоответственные детали и узлы, отказ которых остается практически без последствий. Для них хорошим показателем надежности может быть средний срок службы, наработка на отказ или параметр потока отказов.

Классы с первого по четвертый характеризуются повышенными требованиями к безотказной работе (номер класса соответствует числу девяток после запятой). В пятый класс включаются высоконадежные изделия, отказ которых в заданный период недопустим.

В автомобилестроении обычно задаются значения коэффициента готовности К_г , среднее время нахождения в работоспособном состоянии Т_р , наработка до первого отказа и средняя наработка на отказ.

Для транспортных машин очень важно выявить и количественно оценить отказы, которые влияют на безопасность их работы.

5.2 Установление допустимой степени риска

Центральным философским вопросом в проблеме безопасности стоит выбор между концепцией «абсолютной» безопасности и концепцией «приемлемого» риска.

Вначале принимали более гуманистическую концепцию «абсолютной» безопасности, которая служит основой для определения соответствующих стандартов в различных отраслях техники. Вредность концепции нулевого риска заключается в том, что ошибочно считается практически возможным исключить любую опасность для населения и среды, если не пожалеть сил и средств для создания инженерных систем безопасности и серьезных организационных мер, обеспечивающих высокий уровень дисциплины.

Однако даже использование самых эффективных систем безопасности, самых современных методов контроля за технологическими процессами не обеспечивает – и в принципе не может обеспечить – абсолютную надежность работы, исключающую аварийные ситуации. Нулевая вероятность аварии достигается лишь в системах, лишенных запасенной энергии, химически и биологически активных компонентов. На остальных же объектах аварии все равно возможны, их не исключают даже самые дорогостоящие инженерные меры. Концепция «абсолютной» безопасности стала неадекватна внутренним законам природы, которые имеют вероятностный характер.

Концепция приемлемого риска имеет много противников. Однако, вероятностный анализ риска, используемый за рубежом десятки лет, позволил принять множество новых мер для повышения безопасности потенциально опасных объектов. В качестве яркого примера можно привести применение принципа ALARP (As Low As Reasonably Practicable), т.е. принципа снижения риска до практически разумного.

Концепция приемлемого риска позволяет более разумно концентрировать и распределять средства не только на предотвращение аварий, но и на заблаговременную подготовку к действиям в экстремальных условиях.