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 μ_i  (y_i) элементов крана y_i к возможной аварии. После чего в приборе производится определение μ_iо (y_i) 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  (y_i) = 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.