середу, 21 лютого 2018 р.


Безопасность


Барьеры безопасности для предотвращения, контроля
или смягчения нежелательных событий

Н.Н. Андриенко, профессор, председатель правления
В.Л. Корень, главный специалист НТА «Подъемные сооружения», 
г. Одесса

На прошедшей в Одессе в июне 2017 г. конференции «Системный подход в управлении безопасностью подъемной техники и устройств» подчеркивалось, что действия по либерализации  технических и регуляторных барьеров зачастую затрагивают и барьеры безопасности, что фактически и происходит в сфере подъемных сооружений. В этой связи представляется актуальным рассмотрение концепции барьеров безопасности.


Некоторые термины и определения [1], [2]
Барьер (barier): мероприятия, направленные на снижение вероятности (неопределенности) реализации потенциальной опасности и уменьшения её последствий.
Примечание: барьеры могут быть физическими (материалы, защитные устройства, экраны, перегородки и т.д.) или нефизические (процедуры, инспекции, обучение, тренировки и т.д.).
Примеры барьеров безопасности кранов:
 - физические, к которым относятся ограничители грузоподъемности, концевые выключатели рабочих движений, блокировки, упоры и .т.д.
 - нефизические, в том числе расчеты, правила, руководства по монтажу и эксплуатации, предупреждающие надписи и т.д.
Эскалация (опасности) (eskalation): распространение воздействия опасного события на оборудование или на другие площади, вызывающие увеличение его последствий.
Дерево событий (анализ дерева событий); ЕТА (event tree analysis):
Деревовидная диаграмма, отображающая возможные альтернативные сценарии эскалации опасности, которые могут реализоваться в результате конкретного опасного события.
Примечание:
Анализ дерева событий может быть использован для определения вероятности (неопределенности) или частоты возникновения последствий, вызванных опасным событием.

Дерево отказов (анализ дерева отказов); FTA (fault tree analysis):
Деревовидная диаграмма, основанная на логическом построении «и/или», обычно применяемая для идентификации альтернативных последовательностей отказов оборудования и ошибок человека-оператора, которые приводят к отказам системы или возникновения опасных событий.
Примечание:
Если известны вероятности (неопределенность) отказов и ошибок на уровне элементов, то дерево отказов позволяет вычислить вероятность (неопределенность) или частоту отказов системы.

Среди множества различных методов анализа и оценки риска для сложных технических систем (конечно, краны являются такими системами) наибольший интерес представляют:
− анализ дерева событий (ЕТА);
− анализ дерева отказов (FTA);
− анализ диаграмм «галстук-бабочка».
Каждый из этих методов реализуется путем построения графических схем. На выбор метода влияют различные факторы, такие как доступность ресурсов, характер и степень неопределенности данных и информации, сложность метода и др.
Для иллюстрации идеологии барьеров безопасности может быть использован метод анализа диаграмм «галстук-бабочка», который представляет собой схематический способ описания и анализа пути развития опасного события от причин до последствий. Данный метод сочетает исследование причин события с помощью дерева неисправностей и анализ последствий с помощью дерева событий. Однако основное внимание метода «галстук-бабочка» сфокусировано на барьерах между причинами и опасными событиями – с одной стороны,  и опасными событиями и последствиями – с другой стороны. На рис.1 представлен пример диаграммы «галстук-бабочка» в общем виде.


            Рис. 1. Пример графической схемы возникновения  и развития аварии с применением диаграммы «галстук-бабочка»

Для проведения подробного детального анализа риска с учетом многовариантности и различных сочетаний причин возникновения конечного события и его последствий, а также для разработки средств управления – барьеров безопасности, целесообразно использовать совокупность указанных методов.

Барьеры безопасности – эффективное управление риском аварии

Накопленный негативный опыт аварий свидетельствует о том, что обеспечение безаварийной работы является важнейшей задачей при проектировании, изготовлении и эксплуатации подъемных устройств. Выявление особенностей наиболее типичных сценариев аварий показало, что обеспечение безопасности персонала и оборудования достигается путем эффективного управления риском.
Снижение уровня риска аварии осуществляется за счет проведения системного анализа причин и условий развития аварии подъемных сооружений, прогнозирования их последствий и разработка новых барьеров безопасности.
Научно-технической ассоциацией «Подъемные сооружения» предложены  к внедрению барьеры безопасности, отвечающие вызовам нашей реальности и международным стандартам.

1.   Регламент менеджмента риска подъемных сооружений 
с оконченным сроком службы [3]
Регламент разработан на основании ISO 31000:2009. Менеджмент риска. Принципы и руководство.
Субъекты хозяйствования, у которых эксплуатируются подъемные сооружения с законченным сроком службы, сталкиваются с внутренними и внешними факторами  и взаимодействиями, которые порождают неопределенность в отношении обеспечения безопасности, как самих подъемных сооружений, так и безопасности обслуживающего,  ремонтного персонала, потребителей и окружающей среды.
Влияние такой неопределенности на цели субъекта  хозяйствования и есть «риск», мера опасности.
Вся деятельность субъекта хозяйствования включает в себя  риск. Субъект хозяйствования осуществляет риск-менеджмент состояния подъемных сооружений с законченным сроком службы с учетом человеческого фактора для уменьшения риска их эксплуатации до допустимого уровня.
Настоящий регламент подробно описывает этот систематический    и логический процесс и устанавливает принципы для эффективного менеджмента риска.
Регламент рекомендует объектам хозяйствования, эксплуатирующим подъемные сооружения с оконченным сроком службы, разработать, внедрить и постоянно улучшать инфраструктуру для интегрирования процесса менеджмента риска подъемных сооружений в общее управление, стратегию, планирование, отчетность, политику, ценности и культуру.
В настоящем регламенте используются оба выражения: «менеджмент риска» (“risk management”) и «управление риском» (“management risk ”). В дальнейшем предпочтение отдается термину «управление риском».
Управление риском дает возможность субъекту хозяйствования:
- повышать возможность свести к минимуму риски обслуживающего и ремонтного персонала подъемных сооружений с оконченным сроком службы;
- поддерживать результативный менеджмент;
- осознавать необходимость идентификации и воздействия на риски по всему субъекту хозяйствования;
- улучшить идентификацию возможностей и угроз;
- отвечать соответствующим законодательным и нормативно-правовым актам;
-улучшать управление;
- укреплять доверие заинтересованных сторон;
- эффективно распределять и использовать ресурсы для воздействия на риск;
- повышать уровень безопасности, здоровья и защиты окружающей среды;
- сводить к минимуму потери;
- улучшить обучение в субъекте хозяйствования;
- повышать стабильность субъекта хозяйствования.
В регламенте использованы положения стандартов:
ДСТУ EN 1050:2003. Безпечність машин. Принципи оцінювання ризику;
ISO 31000:2009. Risk management.-Principles and quidеlines. Менеджмент риска. Принципы  и руководства).

2.                  Система мониторинга и управления риском кранов [4]

Количество кранов с оконченным сроком службы превышает 90%.
Вся документация, связанная с эксплуатацией кранов, включая осмотры перед каждой сменой, выполняется на бумажных носителях, вручную. Такая система не позволяет представить общую картину состояния кранового парка Украины, затрудняет получение достоверной информации о конкретном кране, его элементах, выполнения надлежащим образом функций персоналом, обслуживающим кран. Назрела необходимость в создании системы постоянного наблюдения за состоянием кранов и каждого крана в отдельности (с оконченным сроком службы). Решить эту проблему может представление документации технического состояния крана и его обслуживания в электронном виде, что позволило бы постоянно наблюдать, оценивать и прогнозировать работу кранов с оконченным сроком службы в режиме реального времени (Online doсumentation).
Для приближения такого «светлого будущего» предлагается проект технического задания (ТЗ) на опытно-конструкторские работы (ОКР) по созданию системы мониторинга и управления риском кранов (МУРК). Мониторинг и риск, т.е. системы наблюдений, оценки и прогноза  опасности вошли во все области нашей деятельности, например АЭС, банковские кредиты, техническое состояние зданий, экологии, заболеваемости взрослых и детей, транспорт, качество образования, залоги в банке и кредиты и т.д. и т.д.
Мониторинг и управление риском кранов – это систематический сбор и обработка информации о техническом состоянии элементов крана, выполнения персоналом возложенных на него функций и принятия конкретных решений для обеспечения принятия своевременных превентивных мер по уменьшению риска крана до допустимых пределов.
МУРК должна стать новой информационной технологией контроля и управления безопасностью, компьютерной системой с программным обеспечением, которой удобно пользоваться (Risk Watcher).
Система мониторинга и управления рисками кранов с оконченным сроком службы должна состоять из следующих блоков:
− оперативного для конкретного крана;
− долговременного хранения и обработки информации о конкретном кране;
− долговременного хранения и обработки информации для группы кранов или в территориальном органе Гоструда;
− математического, информационно-лингвистического и программного обеспечения.
Каждый блок должен состоять из отдельных модулей с программным обеспечением обработки информации.

3.         Аппарат предупреждения аварии

Для уменьшения риска аварий предлагается создание аппарата предупреждения аварий (АПА), который должен соединяться с аппаратом регистрации параметров (АРП). В настоящее время АРП («черный ящик») используется только для расчета фактического режима нагружения и определения перегрузки после аварии.
АПА должен устанавливаться на кранах, которые отработали нормативный срок и на которых имеется АРП.
Вследствие того, что большинство проблем возникновения риска аварии имеют «человеческий фактор», нельзя их описать строгими математическими формулами.
Основной тезис создания АПА заключается в отказе только от количественного анализа, который теперь предусматривает в основном прогноз многоцикловой прочности и живучести металлоконструкций. В дополнение к количественному анализу используются:
− так называемые «лингвистические переменные»;
− отношения между переменными описываются с помощью нечетких высказываний;
− сложные отношения описываются с помощью нечетких алгоритмов.
Опираясь на лингвистические переменные и нечеткие алгоритмы, получим приближенные и в то же время эффективные способы определения риска аварии крана, которые настолько сложны, что не поддаются точному математическому анализу. При этом используется принцип несовместимости: чем сложнее система, тем менее точно мы способны дать точные суждения о ее поведении.
При определении риска аварии крана точность и практический смысл этой точности становятся исключающими друг друга характеристиками. Чем более точными и сложными формулами описывается риск аварии, тем менее достоверны сведения о величине этого риска.
Создание аппарата предупреждения аварии поможет в решении проблем человек-машина, команда крановщика-кран.
Команда крановщика в нашей трактовке – это машинист, стропальщик, ремонтники, ИТР по надзору, ответственные за содержание крана в исправном состоянии и ответственные за безопасное производство работ, эксперты.
Риск аварии рассматривается с новой точки зрения.  Для уменьшения риска аварии в логике прибора используется понятие лингвистической переменной и нечетких множеств (лингвистика – наука о языке, языкознание).
Теория, разработанная профессором из университета Беркли Л.А. Заде, содействует в нашем случае решению практических задач, недоступных обычному формализму теории вероятностей, случайных процессов, инженерным дисциплинам. Теория Л.А. Заде позволяет описать поведение и риск аварии сложной системы «человек-кран», которые зависят не только от конструкции как совокупности деталей, но и от знаний и опыта человека (крановщика, стропальщика, механика, слесаря, эксперта).
Предлагаемая идеология прибора лежит за пределами протоптанных тропинок приборов безопасности, которые только запрещают, ограничивают предельные движения и допустимые нагрузки или запоминают уже выполненные операции.
Новый подход должен послужить стартом для разработки прибора уменьшения риска аварии с учетом человеческого фактора.
Предлагаемая схема работы аппарата предупреждения аварии:
− введение в блок обработки данных сведений из паспорта крана о режимах нагружения, времени работы крана с момента ввода в эксплуатацию. Периодичности проведения ТО, механические характеристики материала металлоконструкций, скорости механизмов и т.п. Сведения о крановщике, квалификации ИТР, проведенных ремонтах, результатах экспертных обследований, сроков следующих обследований и освидетельствований;
− при ежесменном осмотре, используя переносную часть прибора, машинист заносит сведения о результатах осмотра перед началом работы в соответствии с указаниями, аналогичными «Вахтенному журналу крановщика». Аналогичные сведения вносят ИТР в соответствии с должностными инструкциями, включая сведения о выдаче ППР, квалификации стропальщика.
Переносная часть присоединяется к блоку обработки данных для съема полученных при осмотре крана сведений. В БОД сравниваются поступившие сведения с допустимым риском аварии, выходу из строя элементов крана, скорости развития трещин и т.д., производится расчет фактических режимов нагружения крана и механизмов в предположении, что в предыдущее время кран работал в таком режиме, как в момент обработки сведений.
Переносной прибор аппарата предупреждения аварии фиксирует сведения степени принадлежности μi  (yi) элементов крана yi к возможной аварии. После чего в приборе производится определение μiо (yi) и передача этих данных в блок обработки данных (БОД).
В БОД производится по каждой введенной позиции определение величины риска аварии с использованием операции изменения четкости и сравнения ее величины с предельным значением μ  (yi) = 0,3 – 0,4.
Различные подходы к идеологии барьеров безопасности даны в статье А.С. Жукова «Барьеры безопасности: понятие, классификация, концепции» [5]. Ниже приведена аннотация этой статьи.
Приводится анализ литературы в области промышленной безопасности, посвященной барьерам безопасности. Показана история возникновения концепции барьеров безопасности, уходящая корнями в лекции по анализу опасностей (HAZAN) Квинслендского университета (Австралия), где в 1979 г. впервые появилась диаграмма «галстук-бабочка». В 1990-х годах Royal Dutch Group адаптировала метод «галстук-бабочка» как стандарт компании в области анализа и управления рисками. В результате концепция барьеров безопасности получила широкое распространение. В основе различных применяемых  методов  лежат базисные понятия «барьер безопасности», «барьерная функция», «барьерная система» (Рис. 2).  Использование концепции барьеров безопасности должно основываться на описании различных типов барьерных систем и барьерных функций - на их классификации.

 Барьеры безопасности:
базисные понятия
Барьеры безопасности – физические и (или) нефизические методы и средства, предназначенные для предотвращения, контроля или смягчения нежелательных событий, аварий, несчастных случаев

Барьерная функция
деятельность или действие,
направленное на предотвращение, контроль или смягчение нежелательных событий или аварий

Барьерная система
 совокупность элементов, которые спроектированы для исполнения
барьерной функции. Барьерная система описывает, каким образом барьерная функция реализуется

Рис. 2  Барьеры безопасности: базисные понятия

Концепция барьеров безопасности нашла отражение в ряде полуколичественных методов анализа риска. Их особенность – возможность оценки  влияния существующих на объекте организационных, технических и других методов  и средств защиты (барьеры безопасности) на процессы возникновения, развития и эскалации аварий на опасных производственных объектах, а также на их последствия. Также важный вопрос для правильного понимания и применения концепции – классификация барьеров безопасности. Классифицировать барьеры безопасности можно в зависимости от их расположения в системе, выполняемых ими функций или эффективности. В статье приводятся основные, наиболее распространенные способы классификации барьеров безопасности. Показаны различия в существующих подходах к их классификации. Приведен краткий сравнительный анализ зарубежных методик, использующих термин «барьер безопасности».

Заключение

Группа методов полуколичественного анализа риска, использующая понятие «барьеры безопасности», позволяет не только учесть существующие на объекте организационные и технические методы и средства защиты, предназначенные для предотвращения, контроля или смягчения аварий и других нежелательных событий, в процессе анализа риска, но также и оценить их эффективность функционирования. Однако возможность применения данных методик для оценки необходимости и достаточности  организационных и технических методов и средств защиты (существующих на объекте и проектируемых) требует более детального рассмотрения, в основе которого должно лежать понимание концепции и терминологии данных методов, а также классификация барьеров безопасности.


Литература
1.      ISO 17776:2000. Руководящие указания по выбору методов и средств идентификации опасностей и оценки риска для установок по добыче нефти и газа из морских месторождений.
2.      ISO / IЕС 31010:2009. Менеджмент риска. Методы оценки риска.
3.      Андриенко Н.Н., Голомовзый Е.Н., Корень Е.Л. Регламент менеджмента риска подъемные сооружений с оконченным сроком службы.  «Подъемные сооружения. Специальная техника», №№ 5-6, 2015г.
4.      Андриенко Н.Н., Голомовзый Е.Н., Корень Е.Л. Система мониторинга и управления риском кранов – «Подъемные сооружения. Специальная техника», № 4, 2017г.
5.      Жуков И.С., Барьеры безопасности: понятие, классификация, концепции. «Безопасность труда в промышленности», № 5, 2017г.


Немає коментарів:

Дописати коментар