Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Надежность технологического оборудования. Анализ видов и последствий отказов. Учебник
.pdf
1.2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА
ственного объекта. Особенностью таких методов является
формализованное проведение исследований путем так называемой мозговой атаки группой многопрофильных и высококвалифицированных специалистов (как правило, 5–10 человек в течение 2–5 дней) с протоколированием результатов
всех обсуждений.
Рекомендации по выбору методов АНО для различных
видов деятельности и этапов функционирования производственного объекта представлены в табл. 1.1. Методы могут
применяться изолированно или в дополнение друг к другу;
причем методы качественного анализа могут включать количественные критерии риска. Полный количественный
анализ обычно использует результаты качественного анализа опасностей.
Таблица 1.1
Рекомендации по выбору методов анализа видов
и последствий отказов
Вид деятельности
Метод
ция
вание
Ввод в экс-
Проектиро-
Размещение
Анализ «Что будет, если...?» 0 + ++ ++ +
Метод проверочного листа 0 + + ++ +
Анализ опасности
и работоспособности
Анализ видов и последствий
отказов
Анализ деревьев отказов
и событий
Количественный анализ
риска
Примечание. «0» – наименее подходящий метод, «+» – рекомендуе-
мый метод; «++» – наиболее подходящий метод.
0++ + +++
0++ + +++
0++ + +++
++ ++ 0 + ++
плуатацию
тации
или вывод
Эксплуата-
из эксплуа-
ция
Реконструк-
21
1. Общие принципы методов анализа видов и последствий отказов
В зависимости от порядка определения причин и последствий каждого из возможных отказов методы АНО можно
разделить на восходящие, или индуктивные, методы, в которых анализ проводится снизу вверх, и нисходящие, или
дедуктивные, методы, в которых анализ проводится сверху
вниз. Иногда применяют комбинированные методы, в которых сочетаются элементы первых двух методов.
Восходящие методы, как правило, направлены на исследование последствий единичных неисправностей; к ним
относятся анализ дерева событий (ЕТА), анализ видов и
последствий отказов (FMEA), исследование опасности и
удобства использования (HAZOP) и др. Анализ с прямым
порядком, который соответствует индуктивному методу,
начинается с определения перечня отказов и развивается
в прямом направлении с определением последствий этих событий. Начальным этапом любого восходящего метода является идентификация режимов отказов на соответствующем
уровне. Для каждого режима отказа определяют его влияние
на эффективность системы. Восходящий метод анализа надежности позволяет четко идентифицировать все режимы
одиночных отказов, поскольку он опирается на списки частей системы или другие контрольные списки. На начальных этапах разработки анализ может быть качественным
и иметь дело с функциональными отказами. Затем может
применяться количественный анализ.
Нисходящие методы обычно направлены на исследование последствий комбинаций неисправностей (отказов);
к ним относится анализ дерева неисправностей (FTA). Анализ с обратным порядком, который соответствует дедуктивному методу, начинается с определения опасного состояния
системы, от которого в обратном направлении прослеживаются возможные причины возникновения этого состояния.
На начальном этапе нисходящего метода определяют одиночное неблагоприятное событие или событие, обеспечива-
22
1.2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА
ющее функционирование (успех) системы на самом высоком уровне (вершина событий). Затем идентифицируют и
анализируют причины этого события на всех уровнях. Нисходящий метод начинают с самого высокого уровня, т.е.
с анализа надежности системы в целом или подсистемы и
последовательно спускаются на более низкий уровень. Затем анализ проводят на следующем более низком уровне
системы, идентифицируют все отказы и соответствующие
режимы последствий. Этот процесс продолжают до тех пор,
пока не достигнут самого низкого уровня. Нисходящий метод используют для оценки многократных отказов, включая
последовательные зависимые отказы, а также для сложных
систем.
Контрольные вопросы
1. Каковы цели и задачи анализа видов и последствий не-
исправностей и отказов (АНО)?
2. Назовите основные этапы проведения АНО.
3. Какие процедуры входят в этап планирования АНО?
4. Назовите основные задачи этапа планирования АНО.
5. Назовите основные задачи этапа оценки надежности
АНО.
6. Что входит в этап разработки рекомендаций?
7. Какие методы АНО рекомендуется использовать
на стадии идентификации опасностей?
8. Какие методы АНО называются восходящими?
9. Какие методы АНО называются нисходящими?
10. Какие методы АНО называются количественными?
2. Простые методы
идентификации и анализа
опасности работы
2.1. Методы идентификации опасностей
При выборе методов идентификации опасностей и оценки риска должны быть учтены особенности и сложность
установки, стадии жизненного цикла и опыт эксплуатации
аналогичных установок. Для новых установок или видов деятельности важно идентифицировать опасности как можно
раньше, поскольку всегда целесообразнее внести изменения
в конструкцию установки на ранних стадиях ее разработки,
когда изменения могут быть внесены с минимальными затратами и незначительным изменением сроков выполнения
плана работ. Идентификация опасностей и оценка риска могут также быть применены к действующему оборудованию.
На рис. 2.1 приведена схема различных подходов, применяемых при идентификации опасностей и оценке риска.
Опыт
и знания
Рис. 2.1. Схема подходов при идентификации опасностей
Контролные
листы
и оценке рисков
Стандарты /
свод правил
Методы
структурного
анализа
Уровень идентификации опасностей и оценки риска может изменяться в зависимости от размеров установки и стадии ее жизненного цикла.
Во многих ситуациях знаний и опыта персонала, применяющего структурный подход, может быть достаточно для
24
2.1. МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОПАСНОСТЕЙ
идентификации опасностей и оценки рисков. Применение
контрольных листов может помочь при проверке соответствия конструкции установленным требованиям и наличия
действий, направленных на снижение ранее выявленных
опасностей. Если при разработке свода правил и стандартов использован опыт работы промышленных предприятий,
то при проектировании, создании, эксплуатации и техническом обслуживании в соответствии с требо ваниями этих
стандартов можно достичь достаточно высокого уровня безопасности. Методы структурного анализа могут быть использованы также для идентификации и оценки ранее выявленных опасностей и непредусмотренных опасных событий.
Наиболее успешный подход заключается в использовании знаний и опыта персонала для идентификации опасностей и оценки риска. Это особенно полезно в случае,
когда рассматриваемая деятельность аналогична ранее проведенной для той или иной местности. Практический опыт
персонала, полученный в этой области, и обратная связь
об опасных событиях и их последствиях являются очень существенными. Однако этого подхода недостаточно в случае
новых или инновационных систем и оборудования, а также
при наличии предшествующего негативного опыта.
Контрольные листы являются удобным способом идентификации и исследования опасностей и угроз, однако их
использование не должно приводить к ограничению области применения анализа опасностей. Контрольные листы
обычно составляют на основе требований стандартов и опыта эксплуатации, и поэтому их содержание обычно сосредоточено на областях, где существует высокая вероятность
ошибок или где ранее возникали проблемы. Контрольные
листы могут быть использованы на всех стадиях жизненного цикла проекта. Контрольный лист должен быть подготовлен опытным персоналом, осведомленным о конструкции и
функционировании оборудования, требованиях соответству-
25
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
ющих стандартов и деятельности организации в целом. Если
контрольные листы подготовлены менее опытным персоналом, то эффективность данного метода существенно зависит
от опыта и тщательного подхода к исследованию инцидентов того, кто вносит данные. В случае недостаточного опыта
персонала контрольные листы не обеспечивают творческого и детального подхода к идентификации и оценке новых
опасностей. Регулярный анализ и актуализацию контрольных листов следует проводить для того, чтобы учесть новый
опыт организации, отрасли индустрии, включая результаты
исследований любых несчастных случаев или инцидентов.
Регистры опасностей, заполняемые в предыдущих подобных
работах с записями об идентифициро ванных опасностях для
подобной установки, могут быть весьма полезны в качестве
основы для создания контрольных листов. Контрольный
лист применительно к конкретной ситуации может быть более или менее детализированным. Он должен быть правильно применен для оценки выполнения стандартных процедур
и идентифи кации аспектов, которые требуют дальнейшей
детальной проработки. Контрольный лист – это самый быстрый и самый легкий метод идентификации опасностей
и оценки риска.
В процессе идентификации опасностей и оценки риска, основанных на методах структурного анализа (см.
разделы 5–8), для выбора соответствующего метода могут
быть использованы следующие руководящие принципы.
Идентификация основных опасностей важна на начальных стадиях проектирования, направленных на выбор проектных решений, обеспечивающих снижение риска. Для
достижения этой цели могут быть использованы методы
HAZID и РНА. На более поздних стадиях проектирования могут быть полезны такие методы оценки, как FMEA,
FTA, ЕТА и HAZOP. Эффективность оценки опасностей и
риска на этапах проектирования и эксплуатации, вклю-
26
2.2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ – HAZID
чая контроль, испытания и техническое обслуживание,
может быть повышена за счет использования методов JHA
и HAZOP. Иногда при идентификации событий или последствий, которые могли быть причиной опасной ситуации,
может быть полезно применение метода FTA. Все методы
оценки дают результаты, обладающие неопределенностью,
поэтому полученные результаты следует сопоставить с заключениями персонала, имеющего опыт работы с данным
оборудованием.
2.2. Идентификация опасностей –
HAZID
HAZID (от англ. hazard identification – идентификация
опасностей) – это метод идентификации всех существенных
опасностей, связанных с рассматриваемой деятельностью.
Он является одним из самых простых методов систематической и структурированной оценки рисков технологических
маши и оборудования и фактически представляет собой мозговой штурм или групповое обсуждение.
Метод HAZID – это инструмент распознавания рисков,
который используется на ранних стадиях проекта, сразу
после создания проектирования, расчета материальных затрат и подготовки генерального плана модернизации/реконструкции действующего или строительства нового технического объекта. Реализация HAZID призвана обеспечить
выбор более безопасного и экономически эффективного варианта проекта с минимальными расходами на внесение изменений. Как правило, оценка рисков с использованием этого метода сфокусирована на вопросах безопасности и охраны
труда, но часто в процессе его применения также рассматриваются риски для окружающей среды и здоровья. Благодаря универсальности он может применяться как для обособленных, так и для взаимосвязанных видов деятельности,
технологических процессов или объектов. Обычно HAZID
27
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
проводится сотрудниками компании без привлечения специализированных консультантов, но требует тщательной подготовки и значительных затрат времени для совместной работы группы.
Основными преимуществами HAZID являются:
– выполнение анализа последствий реализации опасностей на ранних стадиях разработки проекта с возможностью
выбора оптимальных, а также альтернативных вариантов
технологического проектирования;
– возможность внесения существенных изменений в основные принципы проектирования объекта на самом раннем
этапе, до полномасштабного финансирования работ;
– выделение конкретных опасностей и угроз при разработке различных проектных решений и вариантов технологического процесса;
– возможность разработки списка типовых опасностей и
последствий для более детального анализа опасностей и рисков и на более поздних этапах жизненного цикла объекта;
– выявление всех предполагаемых непрерывных выбросов от объекта с целью их минимизации на стадии проектирования в соответствии с требованиями компании и третьих
сторон.
Методика применения HAZID включает четыре основ-
ных этапа:
1) работу или процесс делят на удобные для анализа части;
2) в каждой части находят все опасности и связанные
с ними риски;
3) определяют уровень рисков;
4) вырабатывают меры по управлению рисками, сроки и
ответственных лиц.
Сначала необходимо идентифицировать все возможные
нежелательные последствия, которые могут произойти, и затем идентифицировать опасности, вызывающие эти последствия. Затем составляют перечень опасностей, в котором
28
2.2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ – HAZID
указывают все реально обозримые опасности без принятия
решения о том, представляет ли каждая опасность существенную угрозу для рассматриваемой деятельности. После
составления примерного перечня опасностей необходимо
провести анализ каждой опасности для определения, является ли эта опасность существенной и необходима ли ее дальнейшая оценка.
Структурный подход к идентификации нежелательных последствий обычно начинается с применения широкой классификации по таким категориям, как воздействие
на человека, окружающую среду и экономику.
Каждая из этих категорий может быть далее подразделена на типы потенциального вреда, например воздействие
токсичных веществ, температуры, избыточного давления,
механическое воздействие, поражение радиацией, электрическим током и т.п. Чем более точно определены последствия, тем легче будет впоследствии идентифицировать
опасности. При идентификации последствий и опасностей
часто используют контрольные листы и регистры опасностей
аналогичных видов деятельности и предыдущего анализа
по методу HAZID.
По окончании определения значимости последствий
аналитик может идентифицировать те опасности для системы, процесса и установки, которые при их реализации приводят к возникновению этих последствий. Общепринятые
методики идентификации опасностей включают анализ
свойств материалов процесса и условий функционирования
процесса, анализ опыта организации и промышленности
в целом, разработку матрицы взаимодействия, применение
методов оценки опасностей, таких как дерево неисправностей или анализ видов и последствий отказов. На данном
этапе важно рассматривать проблемы настолько широко,
насколько возможно, чтобы не пропустить потенциальные
опасности.
29
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
Может также быть использован альтернативный подход,
который включает рассмотрение перечня или регистра всех
потенциальных опасностей. Для каждой опасности необходимо оценить ее взаимосвязь с анализируемой ситуацией.
На данном этапе решения относительно важности или значимости опасности не принимают, подобную оценку проводят позднее. Все опасности, идентифицированные как имеющие отношение к данной ситуации, должны быть добавлены
к примерному перечню опасностей.
После того как подготовлен применимый для конкретной
ситуации примерный перечень опасностей (при помощи построения перечня опасностей или путем рассмотрения последствий), для каждой опасности необходимо оценить ее
значимость. Причину опасности классифицируют как незначимую и несущественную, если:
– частота ее возникновения очень низкая, например по-
падание астероида;
– очень слабое влияние на риск, например выброс газа
из трубопровода на значительном расстоянии от установки;
– воздействие возникшей опасности может быть включе-
но при рассмотрении в другую более серьезную опасность.
Примерный перечень опасностей и причин классификации некоторых из них как несущественных, должен быть зарегистрирован. Регистрация позволяет легко проводить изменение перечня опасностей и их оценку в случае изменения
процесса или условий эксплуатации. Все значения риска
(для персонала, окружающей среды и активов) необходимо
тщательно рассмотреть, прежде чем опасности будут классифицированы как несущественные.
Обычной практикой является подготовка официального
регистра опасностей, в котором подробно описывают каждую опасность вместе с соответствующими данными, такими
как потенциальные причины и последствия опасного события, особенности системы и оборудования, географическое
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]