Качественный анализ «дерева отказов»

Анализ «дерева отказов» позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию ( в нашем случае их три – группа исходных событий 1,2,3,4,5,6; группа исходных событий – 7,8,9,10,11, группа исходных событий – 12, 13), а также указать связанные с ними минимальные пропускные сочетания, минимальные отсечные сочетания.

Минимальные пропускные сочетания – это набор исходных событий-предпосылок (отмечены цифрами), обязательного (одновремен-ного) возникновения которых достаточно для появления головного события (аварии). Для «дерева отказов», отображенного на рисунке 10.2, такими событиями или сочетаниями являются 12; 13; 1-7; 1-9; 1-10; 1-11; 2-7; 2-8; 2-9; 2-10; 2-11; 3-7; 3-8; 3-9; 3-10; 3-11; 4-7; 4-8; 4-9; 4-10; 4-11; 5-6-7; 5-6-8; 5-6-9; 5-6-10; 5-6-11. Данные сочетания используются для выявления «слабых мест».

В результате можно выделить 27 минимальных пропускных сочетаний постулируемых исходных событий; из 20 штук по два события: 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10, 4-11 пять по три : 5-6-7, 5-6-8, 5-6-8, 5-6-10, 5-6-11 по одному событию 12 и 13.

Предупреждение возникновения рассматриваемого происшествия может быть достигнуто нарушением вышеуказанных условий, т.е. пересечением возможности прохождения сигнала до головного события. Это достигается исключением одновременно обоих предпосылок первого (верхнего) уровня K и L, что равносильно недопущению любой из предпосылок второго уровня С и Н и сразу двух постулируемых исходных событий 12 и 13. Следовательно, если анализировать аналогичным путем условия пересечения сигнала от исходных предпосылок до событий С и Н, то легко установить три минимально отсечных сечения, каждое из которых включает по семь событий: 1-2-3-4-5-12-13; 1-2-3-4-6-12-13, 7-8-9-19-11-12-13.

Приведенные результаты предварительного качественного анализа процесса возникновения конкретного происшествия позволяют оценить условия его появления и предупреждения. Наиболее критичными и значимыми (в указанном смысле) предпосылками являются те исходные отказы, которые связаны с невозможностью своевременного отключения насоса, а также не учитываемое моделью возможное разрушение стенок бака, а наименьшую - отказы таких элементов, как расходомер и датчик уровня.

Мера значимости (критичности) конкретной предпосылки обратно пропорциональна количеству смежных с ней других событий в минимальном проходном сочетании и прямо пропорциональна числу содержащих ее минимальных отсеченных сочетаний. Подчеркнем, что все они образованы из постулируемых предпосылок.

Следовательно, можно утверждать, что из рассматриваемых событий нижнего уровня наиболее критичны под номерами 12 и 13, а наименее значимы - 5 и 6, остальные исходные предпосылки качественно равнозначны как по влиянию на условия возникновения пожара, так на условия его предупреждения.

Более аргументированные выводы могут быть получены путем проведения количественного анализа построенного «дерева отказов».

Для определения вероятности возникновения соответствующих событий необходимо применять следующие правила. В случае, если оператор «ИЛИ» связывает n нижестоящих событий, происходящих с вероятностью Р_i , то вероятность реализации вышестоящего события Р_в определяется с помощью выражения

.

Если же n нижестоящих событий связаны оператором «И», то вероятность вышестоящего события определяется с помощью выражения

Задача 2.

Произвести расчет вероятностей возникновения головного события по исходным данным предыдущей задачи. Разработать профилактические мероприятия для предупреждения аварийной ситуации.

Задача 3.

Построить «дерево отказов» системы вытяжной вентиляции малярного цеха и произвести его качественный анализ с разработкой мероприятий. Функциональная схема системы вытяжной вентиляции представлена на рисунке 10.3.

Задача 4.

С помощью «дерева отказов» произвести анализ условий возникновения аварийных ситуаций на комплексе очистки нефтесодержащих вод, с разработкой рекомендаций. Структурная схема комплекса представлена на рисунке 10.4. Условием возникновения аварии считаются длительная остановка работы комплекса и выброс загрязняющих веществ в результате отказа оборудования.

Рисунок 10.4. Функциональная схема комплекса очистки нефтесодержащих вод промышленного предприятия:

1 – песколовка; 2 – насос; 3 – нефтеловушка; 4 - флотатор