- •Электронное учебное пособие
- •«Надежность технических систем и техногенный риск»
- •Подготовлено на базе учебного пособия
- •«Надежность технических систем и техногенный риск»
- •Предисловие
- •§ 1 Природа и характеристика опасностей в техносфере
- •1.1. Техносфера. Техника. Техническая система. Технология.
- •1.2. Определение опасности
- •1.3. Аксиомы о потенциальной опасности технических систем
- •1.4. Таксономия опасностей
- •1.4.1. Примеры таксономий
- •3. Неудачные проектные решения и отступления от проекта:
- •1.5. Алгоритм развития опасности и ее реализации
- •1.6. Источники опасности
- •1.7. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- •1.8. Номенклатура опасностей
- •1.9. Квантификация опасностей
- •1.10. Идентификация опасностей
- •1.11. Причины и последствия
- •1.12. Пороговый уровень опасности
- •1.13. Показатели безопасности технических систем
- •§ 2. Основные положения теории риска
- •2.1. Понятие риска
- •2.2. Развитие риска на промышленных объектах
- •2.3. Основы методологии анализа и управления риском
- •2.3.1. Анализ риска: понятие и место в обеспечении безопасности технических систем
- •2.3.2. Оценка риска: понятие и место в обеспечении безопасности технических систем
- •2.3.3. Управление риском: понятие и место в обеспечении безопасности технических систем
- •2.3.4. Общность и различие процедур оценки и управления риском
- •2.3.5. Количественные показатели риска
- •2.4. Моделирование риска
- •2.5. Принципы построения информационных технологий управления риском
- •§ 3. Роль внешних факторов, воздействующих на формирование отказов технических систем
- •3.1. Общие замечания
- •3.2. Классификация внешних воздействующих факторов
- •3.3. Воздействие температуры
- •3.4. Воздействие солнечной радиации
- •3.5. Воздействие влажности
- •3.6. Воздействие давления
- •3.7. Воздействие ветра и гололеда
- •3.8. Воздействие примесей воздуха
- •3.9. Воздействие биологических факторов
- •3.10. Старение материалов
- •3.11. Факторы нагрузки
- •§ 4. Основны теории расчета надежности технических систем
- •4.1. Основные понятия теории надежности
- •4.2. Количественные характеристики надежности
- •4.3. Теоретические законы распределения отказов
- •4.4. Резервирование
- •4.4.2. Способы структурного резервирования
- •4.5. Основы расчета надежности технических систем по надежности их элементов
- •Надежность резервированной системы
- •Включение резервного оборудования системы замещением
- •Надежность резервированной системы в случае комбинаций отказов и внешних воздействий
- •Анализ надежности систем при множественных отказах
- •§ 5. Методика исследования надежности технических систем
- •5.1. Системный подход к анализу возможных отказов: понятие, назначение, цели и этапы, порядок, границы исследования
- •5.2. Выявление основных опасностей на ранних стадиях проектирования
- •5.3. Исследования в предпусковой период
- •5.4. Исследования действующих систем
- •5.5. Регистрация результатов исследования
- •5.6. Содержание информационного отчета по безопасности процесса
- •§ 6. Инженерные методы исследования безопасности технических систем
- •6.1. Понятие и методология качественного и количественного анализа опасностей и выявления отказов систем
- •6.2. Порядок определения причин отказов и нахождения аварийного события при анализе состояния системы
- •6.3. Предварительный анализ опасностей
- •6.4. Метод анализа опасности и работоспособности- аор (hazard and operability study - hazop)
- •6.5. Методы проверочного листа (check-list) и "что будет если ...?" ("what - if")
- •6.6. Анализ вида и последствий отказа - авпо (failure mode and effects analysis - fmea)
- •6.7. Анализ вида, последствий и критичности отказа- авпко (failure mode, effects and critical analysis - fmeca)
- •6.8. Дерево отказов - до (fault tree analysis - fta)
- •6.9. Дерево событий - дс (event tree analysis - еta)
- •6.10. Дерево решений
- •6.11. Логический анализ
- •6.12. Контрольные карты процессов
- •6.13. Распознавание образов
- •6.14. Таблицы состояний и аварийных сочетаний
- •§ 7. Оценка надежности человека как звена сложной технической системы
- •7.1. Причины совершения ошибок
- •7.2. Методология прогнозирования ошибок
- •7.3. Принципы формирования баз об ошибках человека
- •§ 8. Организация и проведение экспертизы технических систем
- •8.1. Причины, задачи и содержание экспертизы
- •8.2. Организация экспертизы
- •8.3. Подбор экспертов
- •8.4. Экспертные оценки
- •8.5. Опрос экспертов
- •8.6. Оценка согласованности суждений экспертов
- •8.7. Групповая оценка и выбор предпочтительного решения
- •8.8. Принятие решения
- •8.9. Работа на завершающем этапе
- •§ 9. Мероприятия, методы и средства обеспечения надежности и безопасности технических систем
- •9.1. Стадия проектирования технических систем
- •9.2. Стадия изготовления технических систем
- •9.3. Стадия эксплуатации технических систем
- •9.4. Техническая поддержка и обеспечение
- •9.5. Технические средства обеспечения надежности и безопасности технических систем
- •9.6. Организационно-управленческие мероприятия
- •9.7. Диагностика нарушений и аварийных ситуаций в технических системах
- •9.8. Алгоритм обеспечения эксплуатационной надежности технических систем
- •§ 10. Технические системы безопасности
- •10.1. Назначение и принципы работы защитных систем
- •10.2. Типовые структуры и принципы функционирования автоматических систем защиты
- •10.3. Автоматическая интеллектулизированная система защиты объекта и управления уровнем безопасности
- •10.4. Типовые локальные технические системы и средства безопасности
- •§ 11. Правовые аспекты анализа риска и управления промышленной безопасностью
- •11.1. Классификация промышленных объектов по степени опасности
- •11.2. Оценка опасности промышленного объекта
- •11.3. Декларация безопасности опасного промышленного объекта
- •11.4. Требования к размещению промышленного объекта
- •11.5. Система лицензирования
- •11.6. Экспертиза промышленной безопасности
- •11.7. Информирование государственных органов и общественности об опасностях и авариях
- •11.8. Ответственность производителей или предпринимателей за нарушения законодательства и нанесенный ущерб
- •11.9. Учет и расследование
- •11.10. Участие органов местного самоуправления и общественности в процессах обеспечения промышленной безопасности
- •11.11. Государственный контроль и надзор за промышленной безопасностью
- •11.12. Разработка планов по ликвидации аварий и локализации их последствий, а также планов по ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •11.13. Экономические механизмы регулирования промышленной безопасности
- •11.14. Российское законодательство в области промышленной безопасности
- •§ 12. Принципы оценки экономического ущерба от промышленных аварий
- •12.1. Понятие ущерба и вреда. Структура вреда
- •12.2. Экономический и экологический вред
- •12.3. Принципы оценки экономического ущерба
8.5. Опрос экспертов
В практике экспертизы и прогнозирования применяются как индивидуальные, так и групповые (коллективные) экспертные опросы. Основными целями использования индивидуальных экспертных оценок являются:
- прогнозирование развития событий и явлений, а также оценка их значимости в текущем периоде;
- анализ и обобщение результатов, представленных другими экспертами;
- составление сценариев развития ситуации;
- заключение о работе других специалистов или организаций (рецензии, отзывы, экспертизы и т.д.).
Опрос экспертов представляет собой заслушивание и фиксацию в содержательной и количественной форме суждений экспертов по решаемой проблеме. Проведение опросов является основным этапом современной работы групп экспертов. На этом этапе выполняются следующие процедуры:
- решение оганизационно-методических вопросов;
- постановка задачи и предъявление вопросов экспертам;
- информационное обеспечение работы экспертов.
Вид опроса по существу определяет разновидность метода экспертной оценки. Основными видами опроса являются: анкетирование, интервьюирование, метод "Дельфи", мозговой штурм (мозговая атака), дискуссия.
Выбор того или иного вида опроса определяется целями экспертизы, сущностью решаемой проблемы, полнотой и достоверностью исходной информации, располагаемым временем и затратами на проведение опросов. Рассмотрим содержание технологии проведения перечисленных выше опросов.
Анкетирование представляет собой опрос экспертов в письменной форме с помощью анкет. В анкете содержатся вопросы, которые позволяют выяснить существо и аргументацию ответов.
По типу основные вопросы классифицируются на открытые, закрытые и с веером ответов. Открытые вопросы предполагают ответ в произвольной форме. Закрытые вопросы - это такие вопросы, на которые ответ может быть дан в виде "да", "нет", "не знаю". Вопросы с веером ответов предполагают выбор экспертами одного из совокупности предполагаемых ответов.
Открытые вопросы целесообразно применять в случае большой неопределенности проблемы. Этот тип вопросов позволяет широко охватить рассматриваемую проблему, выявить спектр мнений экспертов. Недостатком такого типа вопросов является возможное разнообразие и произвольная форма ответов, что существенно затрудняет обработку анкет.
Закрытые вопросы применяются в случае рассмотрения четко определенных двух альтернативных вариантов, когда требуется по существу определить степень большинства мнений по этим альтернативам. Обработка закрытых вопросов не вызывает каких-либо трудностей.
Вопросы с веером ответов целесообразно использовать при наличии нескольких достаточно определенных альтернативных вариантов. Эти варианты формируются для ориентации экспертов по возможному кругу направлений в решении проблемы. Для получения более детальной информации по каждому вопросу могут быть предложены порядковая и балльная шкалы. Эксперт по каждому ответу выбирает значение порядковой и балльной оценок. Например, значениями порядковой шкалы могут быть "очень хорошо", "хорошо", "удовлетворительно", "неудовлетворительно" или "значительно", "незначительно", "не влияет" и т.п. Обработка анкет с вопросами этого типа по сложности занимает промежуточное место между открытыми и закрытыми вопросами.
Если анкетирование проводится в несколько туров, то целесообразно при большой сложности и неопределенности проблемы вначале использовать открытые типы вопросов, а на последующих турах - с веером ответов и закрытые типы.
Интервьюирование - это устный опрос, проводимый в форме беседы-интервью. Для подготовки беседы опрашивающий разрабатывает вопросы к эксперту. Характерной особенностью этих вопросов является возможность быстрого ответа на них экспертом, поскольку он практически не имеет времени на обдумывание.
Тематика интервью сообщается эксперту заранее, но конкретные вопросы ставятся непосредственно в процессе беседы. Целесообразно в связи с этим готовить последовательность вопросов, начиная от простого и постепенно их углубляя и усложняя, но вместе с тем конкретизируя.
Достоинством этого метода является непрерывный живой контакт с экспертом, что позволяет быстро получить необходимую информацию путем прямых и уточняющих вопросов в зависимости от ответов эксперта.
Недостатками интервью являются возможность сильного влияния опрашивающего лица на ответы экспертов, отсутствие времени для глубокого обдумывания ответов и большие затраты его на опрос всего состава экспертов.
Интервьюер должен хорошо знать анализируемую проблему, уметь четко формулировать вопросы, создать непринужденную обстановку и уметь слушать.
Метод "Дельфи" (название взято из истории Дельфийского оракула при храме Аполлона в г.Дельфы, Древняя Греция). Этот метод (иногда именуется метод "Дельфы") является одним из наилучших методов использования суждения экспертов, предусматривающий проведение опросов в несколько туров. Он представляет собой многотуровую процедуру анкетирования с обработкой и сообщением результатов каждого тура экспертам, работающим инкогнито по отношению друг к другу. Процесс выработки суждений экспертами здесь управляется проводящей опрос рабочей группой через обратную связь.
В первом туре экспертам предлагаются вопросы, на которые они дают ответы без аргументирования. Известные примеры применения метода "Дельфи" связаны с постановкой вопросов, требующих в качестве ответов цифровой оценки параметров. Полученные от экспертов данные обрабатываются с целью выделения среднего или медианы и крайних оценок значений. Экспертам сообщаются результаты обработки первого тура опроса с указанием расположения оценок каждого эксперта. Если оценка эксперта сильно отклоняется от среднего значения, то его просят аргументировать свое мнение или изменить оценку.
Во втором туре эксперты аргументируют или изменяют свою оценку с объяснением причин корректировки. Результаты опроса во втором туре обрабатываются и сообщаются экспертам. Если после первого тура производилась корректировка оценок, то результаты обработки второго тура содержат новые средние и крайние значения оценок экспертов. В случае сильного отклонения своих оценок эксперты должны аргументировать или изменить свои суждения, пояснив причины корректировки.
Проведение последующих туров осуществляется по аналогичной процедуре. Обычно после третьего или четвертого тура оценки экспертов стабилизируются, что служит критерием прекращения дальнейшего опроса.
Итеративная процедура опроса с сообщением результатов обработки после каждого тура обеспечивает лучшее согласование мнений экспертов, поскольку эксперты, давшие сильно отклоняющиеся оценки, вынуждены критически осмыслить свои суждения и обстоятельно их аргументировать. Необходимость аргументации или корректировки своих оценок не означает, что целью экспертизы являются получение полной согласованности мнений экспертов. Конечным результатом может оказаться выявление двух или более групп мнений, отражающих принадлежность экспертов к различным научным школам, ведомствам или категориям лиц. Получение такого результата является также полезным, поскольку позволяет выяснить наличие различных точек зрения и поставить задачу на проведение исследований в данной области.
При проведении опроса сохраняется анонимность ответов экспертов по отношению друг к другу. Это обеспечивает исключение влияния конформизма, т.е. подавления мнений за счет "веса" научного авторитета или должностного положения одних экспертов по отношению к другим.
Исследования эффективности этого метода показали, что по мере проведения туров опроса разброс мнений экспертов уменьшается и групповое мнение в виде медианы индивидуальных оценок становится точнее. Основным фактором повышения точности ответов является итеративная процедура опроса с сообщением результатов обработки экспертам и указанием конкретного места оценки каждого эксперта.
Для повышения эффективности проведения экспертизы по методу "Дельфи" необходимо автоматизировать процесс фиксации, обработки и сообщения экспертам информации.
Мозговой штурм (мозговая атака) представляет собой групповое обсуждение с целью получения новых идей, вариантов решений проблемы. Характерной особенностью этого вида экспертизы является активный творческий поиск принципиально новых решений в трудных тупиковых ситуациях, когда известные пути и способы решения оказываются непригодными. Для поддержания активности и творческой фантазии экспертов категорически запрещается критика их высказываний. Свободные высказывания способствуют коллективной генерации идей. С помощью этого метода можно решать многие важные задачи безопасности, например:
- задачи определения вариантов выбора систем защиты, один из которых является оптимальным;
- задачи, решение которых требует параллельного или последовательного использования ряда разнообразных методов защиты;
- задачи, решение которых требует выявления факторов, учитываемых при определении окончательного решения.
Подобием коллективной генерации идей в практической работе можно считать всякого рода оперативные совещания.
Основные правила организации и методика проведения мозгового штурма заключается в следующем. Осуществляется подбор экспертов в группу до 20-25 человек, в которую включаются специалисты по решаемой проблеме и специалисты с широкой эрудицией и богатой фантазией, причем необязательно хорошо знающие рассматриваемую проблему. Желательно включение в группу лиц, занимающих одинаковое служебное и общественное положение, имеющих одинаковый научный вес, что обеспечивает независимость высказываний.
Для проведения заседания назначается ведущий, основной задачей которого является управление ходом обсуждения для решения поставленной проблемы. Ведущий в начале заседания объясняет содержание и актуальность проблемы, правила ее обсуждения и предлагает для рассмотрения одну-две идеи.
Обсуждение длится час без перерыва. Для выступления предоставляется 2-3 минуты и они могут повторяться. В каждом выступлении эксперты должны стремиться выдвинуть как можно больше новых, может быть, на первый взгляд, фантастических идей или развивать ранее выдвинутые идеи, дополняя и углубляя их. Важным требованием к выступлениям является конструктивный характер идей и предложений. Они должны быть направлены на решение проблемы. Ведущий и все члены экспертной группы должны своими действиями и высказываниями способствовать созданию всеобщей синхронно работающей коллективной мысли, возбуждению мыслительных процессов, что существенно влияет на результативность обсуждений.
В процессе генерирования идей и их обсуждения прямая критика запрещена, однако она имеет место в неявной форме и выражается в степени поддержки и развития высказываний.
Выступления экспертов фиксируются путем стенографирования или магнитофонной записи и после окончания заседания подвергаются анализу, который заключается в группировке и классификации высказанных идей и решений по различным признакам, оценке степени полезности и возможности реализации. Примерно через сутки-двое экспертов просят сообщить, не возникли ли еще какие-нибудь новые идеи и решения. Практика показывает, что если в процессе заседания была создана хорошая творческая обстановка с активным участием всех экспертов, то после окончания обсуждения в мозге человека продолжается процесс генерации и анализа своих и других предложений, который протекает не только осознанно, но и подсознательно. В результате сопоставления высказываний, проведения аналогий и обобщения часто, примерно через сутки, эксперты формулируют наиболее ценные предложения и идеи. Поэтому сбор информации по возможным новым идеям способствует повышению эффективности метода мозгового штурма.
Существует ряд разновидностей мозгового штурма, в которых предлагается чередовать пятиминутные штурмы с обдумыванием его результатов, чередовать периоды генерации с дискуссиями и групповым принятием решений, применять последовательные этапы выдвижения предложений и их обсуждения, включать в группу экспертов "усилителей" и "подавителей" идей и т.п. Мозговой штурм применяется для решения разнообразных прикладных проблем.
Дискуссия. Этот вид экспертизы широко применяется на практике для обсуждения проблем, путей их решения, анализа различных факторов и т.п. Группа экспертов для проведения дискуссии должна быть не более 20 человек. Группа управления проводит предварительный анализ проблем дискуссии с целью четкой формулировки задач, определения требований к экспертам, их подбора и методики проведения дискуссии.
Сама дискуссия проводится как открытое коллективное обсуждение рассматриваемой проблемы, основной задачей которого является всесторонний анализ всех факторов, положительных и отрицательных последствий, выявление позиций и интересов участников.
В ходе дискуссии разрешается критика.
Дискуссия может проводиться несколько часов и поэтому необходимо определить регламент работы: время на доклад ведущего и выступления, проведение перерывов. Следует иметь в виду, что во время перерывов дискуссия продолжается, т.е. имеют место кулуарные обсуждения. В связи с этим не следует делать перерывы слишком короткими, поскольку локальные обсуждения дают положительный эффект.
Результаты дискуссии фиксируются в виде стенограмм или магнитной записи. После окончания дискуссии проводится анализ этих записей для более четкого представления основных результатов, выявления различий в мнениях. Также как и при мозговом штурме примерно через сутки после окончания дискуссии может собираться дополнительная информация от экспертов.
Рассмотренные виды опроса дополняют друг друга и в определенной мере являются взаимозаменяемыми. Для генерации новых идей, направленных на решение проблем, целесообразно применять мозговой штурм, дискуссии, анкетирование и метод "Дельфи" (первые два тура).
Всесторонний критический анализ может быть проведен в форме дискуссии. Для количественной и качественной оценки свойств, параметров, времени и других характеристик исследуемых объектов применяются анкетирование и метод "Дельфи". Интервьюирование целесообразно использовать для уточнения результатов, полученных другими видами экспертизы.
Некоторые замечания о групповом экспертном опросе. Отдельный эксперт в ряде случаев может быть очень полезным как источник сведений и советник для руководителя, принимающего решения. Работа, выполненная одним экспертом, может обобщить мнения многих специалистов и дать полезные исходные данные для анализа. К числу групповых экспертных опросов относятся:
- открытое обсуждение вопросов с последующим открытым или закрытым голосованием;
- закрытое обсуждение (обсуждение без прямого контакта его участников при сохранении анонимности их мнений) с последующим закрытым голосованием или заполнением анкет экспертного опроса;
- свободное высказывание без обсуждения и голосования. Опыт показал, что открытое обсуждение поставленных перед группой экспертов вопросов до достижения определенного согласия между ними или до выработки общей позиции имеет ряд существенных недостатков. К ним относятся, в частности, взаимное влияние суждений экспертов и нежелание их отказываться от мнений, ранее высказанных публично. Поэтому при подготовке решений все более широко применяется закрытое обсуждение и свободное высказывание.
Закрытому обсуждению также свойственен ряд недостатков:
- отсутствие дискуссии;
- усложнение обратной связи из-за неточности формулировок, недоразумений или ошибок;
- относительно большой срок между запросом и ответом;
- трудности или ошибки в понимании причин высказанного мнения и неясности по поводу его источников.
Эти недостатки могут быть существенно уменьшены при сочетании письменной и устной форм опросов.
Закрытое обсуждение можно подразделить на две категории:
- опрос, проводимый в один тур, путем одноразового заполнения анкет, и опрос, проводимый в несколько туров, путем многократного заполнения анкет экспертного опроса для последовательного уточнения оценок.