- •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
8.7. Групповая оценка и выбор предпочтительного решения
После того, как каждый эксперт произвел ранжирование объектов исследования (мероприятий, вариантов, схем и пр.), необходимо дать обобщенную групповую оценку, упорядочить оцениваемые варианты и выбрать наиболее предпочтительный.
В соответствии с гипотезой о том, что эксперты являются достаточно "точными измерителями", групповая оценка строится на основе применения методов сравнения. Это соответствует тому, что индивидуальные оценки экспертов образуют компактную группу и в качестве наиболее согласованной групповой оценки используется математическое ожидание (среднее значение) или медиана (наиболее вероятная оценка).
Таблица 8.7.1
Рассмотрим наиболее простой (но достаточно надежный и универсальный) метод, когда эксперты производят измерение объектов в порядковой шкале путем ранжирования, где величины risесть ранги. Задачей обработки является построение обобщенной ранжировки по индивидуальным ранжировкам экспертов. В этом случае используется метод парных сравнений, который целесообразно рассмотреть в виде последовательности шагов.
1. Каждый эксперт проводит попарную оценку приоритетности признаков и заполняет свою матрицу парных сравнений Еs =||Iiks||, элементы которой в зависимости от выбора эксперта определяются по правилу:
(8.11)
где risи rks- ранги, ранее присвоенные s-экспертом i-му и k-му объектам. Поскольку имеется d экспертов и каждый из них дает свою матрицу парных сравнений (МПС), то число МПС равно числу экспертов.
ПРИМЕР 2. Дана ранжировка объекта одним экспертом (s1):
О1 |
О2 |
О3 |
О4 |
О5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
2 |
В этом случае элементы следует записать как: О1>O2 O3>O4>O5. Составим таблицу МПС и произведем парное сравнение по строкам согласно правилу (8.11), при этом оценка будет выглядеть следующим образом:
строка 1: О1=О1[1]; О1>О2[1]; О1>О3[1]; О1>О4[1]; О1>О5[1];
строка 2: О2<О1[0]; О2=О2[1]; О2=О3[1]; О2>О4[1]; О2>О5[1] и далее аналогичным порядком. Тогда МПС для этой ранжировки примет вид:
|
О1 |
О2 |
О3 |
О4 |
О5 |
О1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
О2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
О3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
О4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
О5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2. Определяется сумма матриц всех экспертов. Суммирование проводится по элементам матриц и может быть представлено следующей формулой:
. (8.12)
3. Определяется результирующая матрица, каждый элемент которой определяется по правилу:
(8.13)
4. Находится сумма баллов, которую набрал каждый признак k:
. (8.14)
ПРИМЕР 3. Для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу на сталелитейном заводе предлагается четыре альтернативных варианта фильтрации отходящих газов. Для оценки этих вариантов была создана группа из пяти экспертов. Был использован метод парных сравнений. На основе парных сравнений альтернативных вариантов от каждого эксперта получены МПС, показанные ниже.
Эксперт 1 |
|
Эксперт 2 | ||||||||
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
|
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
М1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
М2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
М2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
М3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
М3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
М4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
М4 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Эксперт 3 |
|
Эксперт 4 | ||||||||
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
|
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
М1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
М2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
М2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
М3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
М3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
М4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
М4 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Эксперт 5 | ||||
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
М2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
М3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
М4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Суммируя полученные МПС от каждого эксперта, получаем матрицу:
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М1 |
5 |
2 |
4 |
4 |
М2 |
3 |
5 |
5 |
4 |
М3 |
1 |
0 |
5 |
2 |
М4 |
1 |
1 |
3 |
5 |
Поскольку число экспертов равно пяти, результирующую матрицу следует определить по правилу (8.13) на базе сопоставления с порогом d/2 = 5/2 = 2,5:
Мероприятия |
М1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
М2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
М3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
М4 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Проведя суммирование элементов результирующей матрицы по строкам, получим баллы, которые набрали варианты фильтрации (мероприятия) на основе проведенной экспертизы: М1 - 3 балла, М2 - 4 балла, М3 - 1 балл, М4 - 2 балла. Наибольшее число баллов набрал вариант М2, который, по мнению экспертов, представляется наиболее приоритетным и получает 1 ранг.