20.Метод дерева отказов
Метод дерева отказов – это графическое представление всей цепочки событий, последствия которых могут привести к некоторому главному событию.
Предназначение и область применения
Дерево отказов (аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий и пр.) лежит в основе логико-вероятностной модели причинно-следственных связей отказов системы с отказами ее элементов и другими событиями (воздействиями). При анализе возникновения отказа, дерево отказов состоит из последовательностей и комбинаций нарушений и неисправностей, и таким образом оно представляет собой многоуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения (Рисунок 1. Условная схема построения дерева отказов).
Рисунок 1. Условная схема построения дерева отказов
Преимущества и ограничения применения
В этом способе реализован дедуктивный метод (причины - следствия), что наделяет метод самыми серьезными возможностями по поиску корневых причин событий для статичных систем, так как дает наглядную и подробную схему взаимосвязей элементов инфраструктуры и событий, влияющих на их надежность.
Ценность дерева отказов заключается в следующем:
анализ ориентируется на нахождение отказов;
позволяет показать в явном виде ненадежные места;
обеспечивается графикой и представляет наглядный материал для той части ИТ специалистов, которые принимают участие в обслуживании системы;
дает возможность выполнять качественный или количественный анализ надежности системы;
метод позволяет специалистам поочередно сосредотачиваться на отдельных конкретных отказах системы;
обеспечивает глубокое представление о поведении системы и проникновение в процесс ее работы;
являются средством общения специалистов, поскольку они представлены в четкой наглядной форме;
помогает дедуктивно выявлять отказы;
дает конструкторам, пользователям и руководителям возможность наглядного обоснования конструктивных изменений или установления степени соответствия конструкции системы заданным требованиям и анализа компромиссных решений;
облегчает анализ надежности сложных систем.
Главное преимущество дерева отказов (по сравнению с другими методами) заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии.
Недостатки дерева отказов состоят в следующем:
реализация метода требует значительных затрат средств и времени, так как увеличение детальности рассматриваемой инфраструктуры приводит к геометрическому увеличению числа влияющих событий;
дерево отказов представляет собой схему булевой логики, на которой показывают только два состояния: рабочее и отказавшее;
трудно учесть состояние частичного отказа элементов, поскольку при использовании метода, как правило, считают, что система находится либо в исправном состоянии, либо в состоянии отказа;
трудности в общем случае аналитического решения для деревьев, содержащие резервные узлы и восстанавливаемые узлы с приоритетами, не говоря уже о тех значительных усилиях, которые требуются для охвата всех видов множественных отказов;
требует от специалистов по надежности глубокого понимания системы и конкретного рассмотрения каждый раз только одного определенного отказа;
дерево отказов описывает систему в определенный момент времени (обычно в установившемся режиме), и последовательности событий могут быть показаны с большим трудом, иногда это оказывается невозможным. Это справедливо для систем, имеющих сложные контуры регулирования, в таких случаях, как правило, обращаются к методам, основанным на стохастических (случайных) процессах.
Метод индексов опасности [1]. В этом случае к оценке потенциальной опасности подходят интегрально, не вдаваясь в детали проявлений опасных процессов. Основная идея, заложенная в этом методе, состоит в том, чтобы оценить некоторым числовым значением (индексом) степень опасности рассматриваемой технической системы. Существуют различные способы, которыми это может быть сделано, но наиболее часто и широко при оценке пожаро- и взрывобезопасности используется метод, называемый “Индекс Дау” (Dow Fire and Explosion Index). При вычислении индекса Дау отдельным техническим характеристикам системы ставятся в соответствие определенные показатели, численно характеризующие потенциальную опасность конкретных элементов процесса или технической системы. Такие показатели суммируют, не вдаваясь в подробности устройства или функционирования рассматриваемой системы.
Индекс Дау формируется как произведение двух интегральных показателей: узлового показателя опасности F и материального фактора M, т.е. ДАУ = F · M. Узловой показатель опасности равен F=f1 · f2, где f1 – показатель общих опасностей, а f2 – показатель специфических опасностей. Материальный фактор M— это количественная мера интенсивности выделения энергии из определенных химических веществ или материалов, которые могут находиться или находятся в составе выбранной единицы оборудования или части процесса. Он численно характеризует опасность, которую представляют собой определенные химические вещества или материалы при их использовании. Для его определения составляется перечень всех потенциально опасных химических веществ и материалов, используемых в данной системе или процессе. Каждому из таких веществ ставится в соответствие определенное число, характеризующее его опасность. Шкала таких чисел для химически опасных веществ обычно разрабатывается специальными службами и приводится в нормативных документах. Общий материальный фактор системы определяется как сумма материальных факторов всех потенциально опасных веществ, используемых в рассматриваемом процессе, взятых с весами, соответствующими их количеству.
22. Метод контрольных районов.
Среди методов оценки физического ущерба здоровью населения от снижения качества окружающей среды наибольшее распространение
получили методы контрольных районов, аналитический и нормативный. При использовании метода контрольных районов необходимо особое внимание обращать на соответствие структур населения и условий его проживания в рассматриваемом и эталонном районах. Этот метод дает удовлетворительные результаты в случае приблизительного совпадения отраслевого состава трудовых ресурсов (условия труда), поло-возрастного состава населения (реакция на отклонения состояния окружающей среды), материальных факторов и социальных условий жизнедеятельности (доходов, жилой площади, обеспеченности детскими учреждениями, объектами здравоохранения и т.п.), климатических условий, ритма жизни (размер города) и т.п. На практике для пострадавшего от ухудшения качества окружающей среды района найти абсолютно точный эталонный аналог очень затруднительно. Вследствие этого метод контрольных районов обычно не позволяет получить достаточно достоверные оценки ущерба, и его часто применяют в качестве вспомогательного метода при построении аналитических зависимостей показателей физического ущерба здоровью населения от влияющих на него факторов.