Риск и неопределенность

(Продолжаем разговор. Начало в № 1 и № 2 за 2017 г.)

Андриенко Н.Н., профессор, председатель правления

Голомовзый Н.Н., первый заместитель председателя правления

Корень В.Л., главный специалист НТА «Подъемные сооружения», 

г. Одесса

Другой аспект использования лингвистических переменных - это лингвистические вероятности. В классическом теоретико-вероятностном подходе вероятность Р(А) события А определяется как мера множества А и является числом из интервала  [0,1]. Существует много реальных проблем, в которых нарушается одно или более предложений, неявно присутствующих в приведенном выше определении.

Во-первых, часто бывает плохо определено само событие А, как, например, в вопросе «Какова вероятность того, что кран через три месяца будет в работоспособном состоянии?». В этом случае событие «работоспособное состояние» – нечеткое событие в том числе, что не существует резкой грани между его появлением и непоявлением. Так, неработоспособное состояние может быть вследствие износа каната, который через короткое время может быть заменен, закончилось топливо, при питании от внешней сети - авария электроснабжающей подстанции. Такое событие можно охарактеризовать как нечеткое множество элементарных событий с функцией принадлежности μ_А.

Во-вторых, даже если А – вполне определенное обычное (не нечеткое) событие, его вероятность Р(А) для конкретного крана может быт плохо определена. Так, например, фактическое значение риска портального крана 3,8·10^-4 и допустимое значение риска 2·10^-4. На вопрос «Какова вероятность аварии конкретного портального крана?» неразумно ответить средним значением (3,8+2) ·10^-4/2, т.е. 2,9·10^-4. В этом случае неопределенный  ответ «вполне вероятно 3·10^-4, но нужно провести экспертное обследование и расчеты» – более соответствуют нашему пониманию риска конкретного портального крана. Функция принадлежности к риску неблагоприятного события: μ(р₁…р_n), где р₁…р_n числовые значения вероятности, а μ-числовое значение определения: правдоподобно, очень правдоподобно, близко к истине, очень вероятно и т.д.

Дальнейшее развитие идей анализа риска подъемных устройств                                 возможно с использованием идеи, высказанной Л.Заде в 1977г. о том, что функцию принадлежности можно в некоторых случаях интерпретировать как распределение возможностей [4]. Обсудим новый подход к анализу неопределенности, основанный на понятиях нечетких множеств, мер возможности и необходимости. Предлагается некоторая модель количественного описания суждений. Наступление эры компьютеров, породив стремление решать новые практические задачи, строя все более и более сложные модели, ускорило потребность в получении и обработке все более сложной и неточной информации.  Значительная часть этой информации не доступна в форме точных, четко определенных чисел. По разным причинам во многих  случаях человек (эксперт) представляет собой единственный источник сведений, - информация является неточной, противоречивой, неполной. Измерениями получить точную информацию практически невозможно. Это  как раз тот случай, когда  анализируется риск работы подъемного устройства. К сожалению, некоторые методики определения остаточного ресурса предлагают фактически повторить проектный расчет металлоконструкций методом конечных элементов, для «облегчения» работы эксперта разрабатываются соответствующие компьютерные программы. При измерениях получить точную информацию практически невозможно. Упрощенная модель обеспечивает более понятную информацию, чем детальная и более точная модель. Л. Заде подчеркивает: «По мере возрастания сложности системы наша способность формулировать точные, содержащие смысл утверждения о ее поведении уменьшается вплоть до некоторого порога, за которым точность и смысл становятся взаимоисключающими». Этот принцип несовместимости связан со способом восприятия и рассуждений человека (эксперта).  В его основе лежат обобщенные, схематизированные, а, следовательно, неточные субъективные представления о реальном риске подъемного сооружения.

Одно из преимуществ теории возможностей заключается в том, что она позволяет одновременно моделировать неточность (в форме неточных множеств) и количественно характеризировать неопределенность (в форме пары чисел «возможность-необходимость»).

Неопределенность и неточность рассматриваются как две противоположные точки зрения на одну и ту же реальность  – неполноту информации.

Информационная единица определена четверкой – объект, признак, значение, уверенность. Объект – подъемное устройство, его элементы, Правила, расчеты, персонал. Признаку соответствует функция, задающая значение (множество значений) объекта. Признаком является  исправное или неисправное состояние, возникновение неблагоприятной ситуации, риск работы. Значению признака соответствует конкретная его величина. Уверенность есть показатель надежности информации, информационной единицы. Очевидно, что четыре компонента, образующие информационную единицу, могут быть составными (множество объектов, множество признаков, n-местный предикат – то, что высказывается об объекте, разные степени уверенности).

В понятии информационной единицы четко различаются понятия неточности и неопределенности: неточность относится к содержанию информации (составляющая «значение» в четверке), а неопределенность – к ее истинности, понимаемой в смысле соответствия действительности (составляющая «уверенность»).

В связи с тем, что риск – мера опасности, дадим определения некоторым другим мерам, связанным с изменением нечеткости.

Мера неопределенности. Рассмотрим множество событий, связанных с базой неточных и неопределенных знаний, понимаемых как подмножество универсального множества М, называемого достоверным событие. Пусть множество Ф отождествляется с невозможным событием. Предполагается, что каждому событию АМ можно поставить в соответствие число g(A), которое оценивает степень уверенности, имеющейся у эксперта по отношению к событию А с учетом текущего уровня информативности. Величина g(А) растет с увеличением уверенности. Более того, если А – достоверное событие, то полагаем g(A)=0. Величина g(A)=1, а если А невозможное событие, то полагаем g(A)=0. Для оценки нечеткости используется термин мера неопределенности g(A).

Предельным случаем мер неопределенности оказываются функции множества П такие, что  А, В, П(АUB)=max(П(А ), П(В)).

Они называются мерами возможности.

Другим предельным случаем неопределенности оказываются функции множества.

         Они называются мерами необходимости.

         Когда моделируется субъективные суждения эксперта, кажется естественным стремление не устанавливать жесткой связи между показаниями, свидетельствующими в пользу некоторого события (степень необходимости), и показателями, свидетельствующими против него (степень возможности). В этой ситуации понятие вероятности оказывается менее гибким, чем понятие меры возможности.

         Во второй части статьи приведем понятие оценки риска по стандарту ISO/IEC 31010:2009, Risk management – Risk assessment Techniques,  Менеджмент риска. Методы оценки риска.

         Возможно, понятие оценки риска должно было быть дано в начале. Оправданием служит то, что стандарт не содержит конкретных критериев для принятия решения по анализу риска и указаний методологии анализа риска в конкретной ситуации. Стандарт не рассматривает неопределенности, анализ влияния человеческого фактора (HRA) сводится только к ошибкам оператора. Стандарт не связан с аспектами безопасности, любые ссылки на безотказность носят справочный характер. Наши ссылки на эскизный проект регламента менеджмента риска  подъемных сооружений дают основание для предметного обсуждения вопросов безопасности с учетом влияния человеческого фактора.

         Основной целью оценки риска является представление на основе объективных свидетельств информации, необходимой для принятия обоснованного решения относительно способов обработки риска. Объективной информацией служат результаты экспертного  обследования, проверка соблюдения Правил и инструкций, наличие технической документации, показания аппарата регистрации параметров, интервью с персоналом.

         Оценка риска обеспечивает:

- понимание потенциальных опасностей и воздействия их последствий на достижение безопасной работы подъемного устройства;

- получение всей возможной информации, необходимой для  принятия решений о величине риска эксплуатации подъемного устройства;

- понимание опасностей и их источников;

- идентификация ключевых факторов, формирующих риск, уязвимых мест подъемного устройства и персонала;

- возможность сравнить риск конкретного подъемного устройства с риском аналогичных объектов и соответствующих условий работы;

- обмен информацией о риске и неопределенности в группе исполнителей определения риска дальнейшей эксплуатации подъемного устройства;

- информацию о возможности последствиях обнаруженных дефектах и несоответствиях;

- выбор метода оценки риска. Стандарт предлагает 31 метод такой оценки, но все методы носят рекомендательный, общий характер и относятся, в основном, для стадии проектирования. Предложенный эскизный проект менеджмента риска [3]  наиболее полно отвечает достижению цели – уменьшению риска до допустимого уровня;

- оценку риска на всех стадиях жизненного цикла подъемного устройства – менеджмент риска.

         Оценка риска и структура менеджмента риска соответствует эскизному проекту менеджмента риска [3], установленному в ИСО 31000.

         Ответственные за оценку риска должны знать:

- область деятельности и цели организации – владельце подъемного устройства;

- уровень приемлемого риска и способы обработки неприемлемого риска. Здесь проблема в том, что эти уровни стандартами не регламентированы и величины очень неопределенные. Оценка, например, уровней 10^-5 и 2·10^-5 или 5·10^-4 может быть только теоретической, сопоставлением чисел;

- методы оценки риска и способы их применения в процессе менеджмента риска. Предстоит огромный объем работы экспертов, инженеров по надежности, математиков для разработки конкретных руководств, прежде всего, нужна научная поддержка;

- систему подотчетности, распределения ответственности и полномочий в области оценки риска;

- требуемые и доступные ресурсы для выполнения оценки риска, прежде всего разработка нормативных документов и подготовка кадров;

- способы регистрации и анализа оценки риска.

         Оценка риска является основным элементом прогресса менеджмента риска в соответствии с ИСО 31000. Элементы этого процесса изложены выше.

         Результативность оценки риска зависит от эффективности обмена информацией и консультаций с причастными сторонами и является полезным при:

- разработке плана обмена информацией группы анализа риска и персонала организации – владельце  подъемного устройства;

- изучении и анализе интересов и возможностей причастных сторон;

- совмещении и гармонизации различных областей знаний для анализа риска;

- анализе различных мнений в оценке риска.

         Мониторинг и анализ риска является основной частью процесса менеджмента риска [3]. Регулярное проведение мониторинга, анализа и управления риском направлены на проверку:

- достоверности предположений о риске;

- достоверности предположений, на которых основана оценка риска;

- достижимости ожидаемых результатов;

- соответствия результатов оценки риска фактической информации о риске;

- правильность применения методов оценки риска;

- эффективности обработки риска.

         Процессы мониторинга и анализа риска должны быть документированы, а результаты мониторинга и анализа риска зафиксированы в отчете.

         Заключение. Оценка риска еще не стала точной наукой. Однако такие понятия как риск, менеджмент риска, управление рисками стали определяющими в экономике, финансах, страховании, предпринимательстве, работе предприятий. Во многих странах  вводятся нормативные акты, реализующие риск-ориентированный подход в сфере безопасности.

         Надеемся, что и у нас будут приняты нормативно-правовые акты, осуществляющие риск-ориентированный подход в сфере безопасности работы подъемных устройств.

Литература

11. ISO/IEC 31010:2009 Risk management – Risk assessment Techniques, (Менеджмент риска. Методы оценки риска).

22. Найт Ф.Х. Риск, неопределенность и прибыль. М., «Дело», 2003, 360с.

33. Андриенко Н.Н., Голомовзый Е.Н., Корень В.Л. Регламент менеджмента риска подъемных сооружений с оконченным сроком службы. «Подъемные сооружения. Специальная техника» № 5-6, 2015.

44. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. – «Мир», М., 1976.

55.  Дюбуа Д., Прад А. Теория возможностей. – М., «Радио и связь», 1990.