Надежность технических систем и техногенный риск

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

«Надежность технических систем и техногенный риск»

Владивосток 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1. Относительное и абсолютное изменение качества объекта

2. Что представляет собой скользящее резервирование?

3. Какие модели используют для количественной оценки ущерба от слабо интенсивных факторов. Опишите их

Список использованной литературы

1. Относительное и абсолютное изменение качества объекта

Деление системы на элементы -- процедура условная и производится на том уровне, на котором удобно ее рассматривать для решения конкретной задачи. Например, можно рассматривать генератор, трансформатор блочных станций как отдельные элементы, но иногда их удобно объединить в один элемент. Условность подразделения системы на элементы состоит еще и в том, что любой элемент, в свою очередь, может рассматриваться как система. Например, воздушная линия электропередачи (ВЛ) состоит из таких элементов, связанных определенным образом, как гирлянды изоляторов, опоры, фундаменты, провода, тросы, заземлители и т. д.

В связи с этим, рассматривая многие свойства и характеристики элементов и систем, в тех случаях, где нет необходимости подчеркивать свойства, присущие только системам или только элементам, будем говорить об объектах. В качестве объекта могут рассматриваться система, подсистема или элемент.

Объект - это предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, изучения, исследования и испытаний на надежность. Объектами могут быть системы и их элементы, в частности технические изделия, устройства, аппараты, приборы, их составные части, отдельные детали и т.д.

Первичным по отношению к понятию «надежность» является понятие «качество».

Качество объекта -- совокупность свойств и признаков, определяющих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением, и выражающая его специфику и отличие от других объектов.

Этап применения (эксплуатации) объекта охватывает определенный, как правило, длительный период времени. А под влиянием различных факторов может произойти изменение уровня свойств, определяющих качество объекта и эффективность его функционирования. Таким образом, предметом науки о надежности является изучение закономерностей изменения показателей качества объектов во времени и разработка методов, позволяющих с минимальной затратой времени и ресурсов обеспечить необходимую продолжительность и эффективность их работы.

Специфическими особенностями вопросов надежности являются:

-- учет фактора времени. Надежность является как бы «динамикой качества», поскольку исследует временное количественное изменение показателей качества, первоначальный уровень которых был заложен при разработке, обеспечен при изготовлении и реализуется при эксплуатации;

-- прогностическая ценность результатов. Проблемы надежности связаны, прежде всего, с прогнозированием поведения объекта в будущем, так как простая констатация уровня надежности объекта, уже выработавшего свой ресурс, имеет, вообще говоря, малую ценность. Особенно большое значение имеет прогноз на ранних стадиях жизненного цикла объекта (разработка и изготовление), когда необходимо дать оценку эффективности принятых конструкторских решений и применяемых технологических методов для обеспечения требуемого уровня качества и эффективности применения объекта в предполагаемых условиях эксплуатации, в течение необходимого времени применения.

Следует иметь в виду, что изменение показателей качества объекта во времени может быть абсолютным и относительным.

Абсолютное изменение качества связано с различными повреждающими процессами, воздействующими на объект при эксплуатации и изменяющими свойства и состояние материалов, из которых изготовлен объект или его составные части; за счет этого происходит прогрессивное снижение показателей качества объекта и его физическое старение (физический износ - материальное снашивание. Например: механический износ, коррозия, усталости металлов, деформаций и т.д.).

Относительное изменение качества объекта связано с появлением новых аналогичных объектов с более совершенными характеристиками, в связи с чем, показатели данного объекта становятся ниже среднего уровня в совокупности объектов аналогичного целевого назначения, хотя в абсолютных значениях они могут не изменяться (моральный износ. Моральный износ связан с появлением в обществе новой, более производительной и экономичной техники в результате научно-технического прогресса).

Наука о надежности изучает только абсолютное изменение показателей качества объектов, связанное с протеканием различных повреждающих процессов.

2. Что представляет собой скользящее резервирование?

качество надежность резервирование

Резервирование -- метод повышения надежности объекта введением дополнительных элементов и функциональных возможностей сверх минимально необходимых для нормального выполнения объектом заданных функций. В этом случае отказ наступает только после отказа основного элемента и всех резервных элементов.

В практике проектирования сложных технических систем часто используют схемы спараллельным соединением элементов (рис. 7.2.), которые построены таким образом, что отказ системы возможен лишь в случае, когда отказывают все ее элементы, т.е. система исправна, если исправен хотя бы один ее элемент. Такое соединение часто называют резервированием. В большинстве случаев резервирование оправдывает себя, несмотря на увеличение стоимости. Наиболее выгодным является резервирование отдельных элементов, которые непосредственно влияют на выполнение основной работы. При конструировании технических систем в зависимости от выполняемой системой задачи применяют горячее или холодное резервирование.

Резервирование замещением, при котором группа основных элементов резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой из отказавших элементов данной группы [из п. 7.15 Таблицы 1 ГОСТ 27.002-89]

Скользящее резервирование является частным случаем резервирования замещением, когда группа основных элементов аппаратуры резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой отказавший основной элемент в данной группе. Скользящее резервирование применяется при наличии в аппаратуре одинаковых узлов или блоков.

Чаще всего для наглядности приводится схема резервируемой РЭА состоит из n функциональных элементов, входы и выходы которых подключены к логическому устройству, контролирующего работоспособность каждого элемента. Если какой-либо функциональный элемент выходит из строя, то логическое устройство с помощью коммутатора включает в схему РЭА вместо дефектного функционального элемента один из резервных элементов р1-р4. Из общего набора резервных элементов выбирается такой, который может заменить отказавший элемент.

При скользящем резервировании резервные элементы находятся, как правило, в не нагруженном состоянии.

3. Какие модели используют для количественной оценки ущерба от слабо интенсивных факторов. Опишите их

Общепринятой “шкалой” для количественного измерения опасностей является “шкала”, в которой в качестве измерения используются единицы риска. При этом под термином“риск” понимают многокомпонентную величину, которая характеризуется ущербом от воздействия того или иного опасного фактора, вероятностью возникновения рассматриваемого фактора и неопределённостью в величинах как ущерба, таки вероятности. Под термином “ущерб” понимаются фактические и возможные экономические потери и (или) ухудшение природной среды вследствие изменений в окружающей человека среде.

ОЦЕНКА РИСКА-- процесс, используемый для определения степени рискаанализируемой опасности для здоровья человека, имущества или окружающейсреды. Оценка риска включает анализ частоты, анализ последствийи их сочетание; идентификация опасности и возможных ее источников, исследованиемеханизма их возникновения, оценка вероятности возникновенияидентифицированных опасных событий и их последствий, а также суммирование вероятностей возникновения опасности и ее последствий длявсех возможных вариантов развития ситуации.

Количественный анализ опасностей дает возможность определить вероятности аварийи несчастных случаев, величину риска, величину последствий. Методы расчета вероятностейи статистический анализ являются составными частями количественного анализа опасностей. Установление логических связей между событиями необходимо для расчета вероятностей аварии или несчастного случая.

Методы количественного анализа риска, как правило, характеризуются расчетом нескольких показателей риска и могут включать один или несколько вышеупомянутых методов (или использовать их результаты). Проведение количественного анализа требует высокой квалификации исполнителей, большого объема информации по аварийности, надежности оборудования, выполнения экспертных работ, учета особенностей окружающей местности, метеоусловий, времени пребывания людей в опасных зонах и других факторов.

Количественный анализ риска позволяет оценивать и сравнивать различные опасностипо единым показателям, он наиболее эффективен:

- на стадии проектирования и размещения опасного производственного объекта;

- при обосновании и оптимизации мер безопасности;

- при оценке опасности крупных аварий на опасных производственных объектах, имеющих однотипные технические устройства (например, магистральные трубопроводы);

- при комплексной оценке опасностей аварий для людей, имущества и окружающейприродной среды.

При анализе опасностей сложные системы разбивают на подсистемы. Подсистемой называют часть системы, которую выделяют по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам функционирования системы. Подсистема может рассматриватьсякак самостоятельная система, состоящая из других подсистем, т.е. иерархическая структурасложной системы может состоять из подсистем различных уровней, где подсистемы низшихуровней входят составными частями в подсистемы высших уровней. В свою очередь, подсистемы состоят из компонентов - частей системы, которые рассматриваются бездальнейшего деления как единое целое.Вероятность возникновения опасности - величина, существенно меньшая единицы.

Кроме того, точки реализации опасности распределены в пространстве и времени. Это значит, что, например, вероятность взрыва одной АЭС в стране гораздо выше, чем вероятностьодновременного взрыва всех электростанций страны за одного и то же время. Или вероятность пяти подряд неурожайных лет гораздо ниже одного неурожайного года. Становитсяясным: чем больший отрезок времени и количество рискующих субъектов мы возьмем, темопределённее станет величина ущерба, который субъекты получат в совокупности за этототрезок времени.

В терминах риска принято описывать и опасности от достоверных событий, происходящих с вероятностью, равной единице. Таким примером в нашей проблеме является загрязнение окружающей среды отходами конкретным предприятием. В этом случае “риск” эквивалентен ущербу и, соответственно, величина риска равна величине ущерба.

Итак, количественная оценка риска представляет собой процесс оценки численных значений вероятности и последствий нежелательных процессов, явлений, событий, а, сталобыть, к достоверности получаемых оценок надо подходить осторожно.

Для численной оценки риска используют различные математические формулировки.

Обычно при оценке риска его характеризуют двумя величинами - вероятностью события P и последствиями X, которые в выражении математического ожидания выступают каксомножители:

R =P.X.

Техногенный риск оценивают по формуле, включающей как вероятность нежелательного события, так и величину последствий в виде ущерба U:

R = P.U.

Если каждому нежелательному событию, происходящему с вероятностью Pi, соответствует ущерб Ui, то величина риска будет представлять собой ожидаемую величину ущербаU*:

Методы могут применяться изолированно или в дополнение друг к другу, причем методы качественного анализа могут включать количественные критерии риска (в основном, поэкспертным оценкам с использованием, например, матрицы «вероятность-тяжесть последствий» ранжирования опасности). По возможности полный количественный анализ риска должен использовать результаты качественного анализа опасностей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения.

2. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственныхобъектов» от 21.07.97 г., № 116-ФЗ.

3. Беляев Ю.К. и др. Надежность технических систем. Справочник. - М.: Радио и связь, 1985.

4. Ветошкин А.Г., Марунин В.И. НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. / Изд-во Пенз. гос. Унив., 2002г.

5. В. С. Малкин «Надежность технических систем и техногенный риск» Издательство: Феникс, 2010 г.

6. ХенлиЭ.Дж., Кумамото Х. Надежностьтехническихсистем и оценкариска. - М.:Машиностроение, 1984.

Размещено на Allbest.ru