Построение дерева отказов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Экономика и организация труда»

 

 

 

 

Реферат 
по дисциплине 
"Безопасность жизнедеятельности" 
на тему: 
«Построение дерева отказа»

 

 

 

 

                                                                                 Выполнил: ст. гр. ЗЭТб-411

                                                                                  _________________________

                                                                            

                                                                                   

                                                                                 Проверил: ________________

                                                                          

 

 

 

Омск 2014

Введение  3

Глава 1. Метод построения деревьев отказов 6

1.1. Остов понятия деревьев  отказов 6

1.2. Логические символы деревьев отказов

1.3. Основа метода построения  деревьев отказов 8

1.4. Достоинства и недостатки  метода деревьев отказов 9

Глава 2. Экспертные методы оценки риска 12

2.1. Суть экспертного метода  оценки риска 12

2.3. Подходы к определению  допустимого уровня риска 14

Заключение 18

Литература 19

ПРИЛОЖЕНИЕ  20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Риск присутствует практически во всех сферах предпринимательской деятельности. Его существование связано с принятием решений в условиях неполной информации и неопределенности.

Риск это вероятность благоприятных и неблагоприятных последствий, которые могут наступить при реализации выбранного альтернативного решения.

Одной из сфер применения метода экспертных оценок является качественный анализ и количественная оценка экономического риска. На основании метода экспертных оценок реализуются серьезные и дорогостоящие мероприятия.

Экспертные оценки не только и не столько инструмент получения информации, но и орудие глубокого анализа и прогноза.

В практической деятельности применяются как индивидуальные, так и групповые (коллективные) экспертные оценки (опросы). Оценка риска осуществляется по величине потерь при ожидаемом значении вероятности этих потерь.

В настоящее время над проблемами анализа риска работают многодисциплинарные группы специалистов, объединяющие психологов, математиков, инженеров, специалистов по информатике, технологов различных профилей.

Можно выделить три основных направления исследований в этой области:

1. Измерение риска, способы  его количественного определения. Рассматриваются вопросы создания  банков данных по поломкам  и авариям; расчета надежности  систем; построения математических  моделей аварий; восприятия риска  населением и т.д.

2. Повышение безопасности  крупномасштабных технологических  систем. Рассматриваются вопросы  определения допустимого уровня  риска (установление стандартов); выбора  места расположения новых систем; взаимодействия человек-машина; разработки  более безопасных технологий; определения  экономически оправданного уровня  затрат на безопасность.

3. Аварии и их анализ. Рассматриваются причины возникновения  и процесс развития аварий; организационно-управленческие  вопросы подготовки к возможным  авариям; управление в чрезвычайной  обстановке; анализ последствий  аварий.

Все эти направления связаны друг с другом. И измерение риска, и анализ аварий необходимы, в конечном счете, для повышения безопасности технологий. Когда рассматривается безопасность новой технологии, то строятся так называемые деревья отказов и деревья событий.

Все вышеуказанное объясняет актуальность темы данной работы, так как особым классом задач принятия решений являются задачи с учетом факторов риска и безопасности. Факторы риска, понимаемого как вероятность потерь, влияют на процесс принятия решений. Аварии на промышленных производствах, человеческие жертвы, связанные с использованием различных технологий, определяют исключительную важность задач анализа риска.

Анализ риска и оценка безопасности возможны лишь как решение конкретной задачи принятия решений с учетом всех характеризующих ее факторов.

Объектом исследования в данной работе является экспертные методы оценки риска и метод построения деревьев отказов.

Предметом исследования основные характеристики экспертного и инженерного подходов.

Цель написания работы – раскрыть сущность, цели, задачи экспертных методов оценки риска и метода построения деревьев отказов.

Данная цель реализовывается вследствие следующих задач:

1. Рассмотреть и дать  характеристику экспертных методов  оценки риска.

2. Рассмотреть и дать  характеристику методу построения  деревьев отказа.

3. Раскрыть приоритеты  и недостатки экспертного и  инженерного подходов.

Методологической основой для написания данной работы является изучение литературы, периодической печати и ресурсов интернет по теории и методам принятия решения, а так же анализа эффективности и рисков предпринимательской деятельности.

 

Глава 1. Метод построения деревьев отказов

1.1. Остов понятия деревьев  отказов

Дерево отказов (аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий, несчастных случаев 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 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 (рис.1.1.прилож.).

1.2. Логические символы  деревьев отказов

Логические символы

Логические символы связывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями. Логический символ может иметь один или несколько входов, но только один выход, или выходное событие Логический знак "И" (схема совпадения). Выходное событие логического знака И наступает в том случае, если все входные события появляются одновременно.

Правило формулирования событий.

События, входные по отношению к операции И, должны формулироваться так, чтобы второе было условным по отношению к первому, третье условным по отношению к первому и второму, а последнее – условным ко всем предыдущим. Кроме того, по крайней мере, одно из событий должно быть связано с появлением выходного события.

Полная характеристика события не требуется. Иногда она даже мешает графической ясности диаграммы. Требуется лишь упорядочить события так, чтобы стоящее справа зависело от появления стоящего слева.

Таким образом, появление выходного события будет определяться появлением последнего события в ряду N – событий.

Правило применения логического знака И.Если имеются несколько причин, которые должны появиться одновременно, то обычно используют операцию И. Входы операции должны отвечать на вопрос: "Что необходимо для появления выходного события?". Логический знак "ИЛИ" (схема объединения). Выходное событие логического знака ИЛИ наступает в том случае, если имеет место любое из входных событий.

Правило формулирования событий.

События, входные по отношению к операции ИЛИ, должны формулироваться так, чтобы они вместе исчерпывали все возможные пути появления выходного события. Кроме того, любое из входных событий должно приводить к появлению выходного события.

Правило не дает способа описания событий, но оно должно выполняться при построении дерева отказа. Правило применения логического знака ИЛИ. Если любая из причин приводит к появлению выходного события, следует использовать операцию ИЛИ. Входы операции отвечают на вопрос: "Какие события достаточны для появления выходного события?".

Порядок применения логических знаков И и ИЛИ.

Для любого события, подлежащего дальнейшему анализу, вначале рассматриваются все возможные события, являющиеся входами операций ИЛИ, затем входы операций И. Это справедливо как для головного события, так и для любого события, анализ которого целесообразно продолжить.

Примеры этих двух логических знаков показаны на рис.1.2. приложения. Пример использования логических знаков И и ИЛИ

Событие "возникновение пожара" имеет место, если два события – "утечка горючей жидкости" И "очаг воспламенения вблизи горючей жидкости", происходят одновременно. Последнее (критическое) событие случается, если происходит одно из двух событий – "наличие искры" ИЛИ "курящий рабочий".

 

1.3. Основа метода построения  деревьев отказов

Построение дерева отказов (fault tree) начинается с определения некоторого конечного (аварийного) состояния системы.

При анализе "деревьев отказов" выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к головному событию (аварийной ситуации).

Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета ее частоты (на основе знания частот исходных событий). При анализе дерева отказа (аварии) рекомендуется определять минимальные сочетания событий, определяющие возникновение или невозможность возникновения аварии.

Далее перечисляются все подсистемы и связанные с ними события, которые могут привести к аварии системы. Для каждой подсистемы эта процедура повторяется, т.е. определяются те события, которые могут привести к ее аварии. Окончание этой процедуры определяется или требуемой степенью детализации, или невозможностью дальнейшего "расщепления" рассматриваемой системы. Таким образом, строится дерево отказов.

Отдельные элементы этого дерева могут находиться между собой в одной из двух логических зависимостей. Первая заключается в том, что событие (авария) произойдет только при одновременном осуществлении нескольких других событий (И), т.е. событие А может произойти, лишь если одновременно произойдут события В, С, D. Вторая ситуация имеет место тогда, когда, для того чтобы произошло событие А, достаточно, чтобы произошло хотя бы одно из событий В, С, D (ИЛИ). События или подсистемы, не подлежащие дальнейшей детализации, называются базисными.

Далее это дерево может использоваться для качественного и количественного анализа исходной системы. Качественный анализ состоит в нахождении всех возможных комбинаций базисных или элементарных событий, которые могут обусловить наступление исследуемого конечного события. Количественный анализ дерева заключается в определении вероятности наступления конечного события (аварии) на основе данных о вероятностях наступления базисных событий.

1.4. Достоинства и недостатки  метода деревьев отказов

Преимущество дерева отказов заключается в следующем:

1. Анализ ориентируется на нахождение  отказов;

2. Позволяет показать в явном  виде ненадежные места;

3. Обеспечивается графикой и представляет  наглядный материал для той  части работников, которые принимают  участие в обслуживании системы;

4. Дает возможность выполнять качественный  или количественный анализ надежности  системы;

5. Метод позволяет специалистам  поочередно сосредотачиваться на  отдельных конкретных отказах  системы;

6. Обеспечивает глубокое представление  о поведении системы и проникновение  в процесс ее работы;

7. Являются средством общения специалистов, поскольку они представлены в  четкой наглядной форме;

8. Помогает дедуктивно выявлять отказы;

9. Дает конструкторам, пользователям  и руководителям возможность  наглядного обоснования конструктивных  изменений или установления степени  соответствия конструкции системы  заданным требованиям и анализа  компромиссных решений;

10. 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.