Разработка основ анализа опасностей промышленных систем "человек-машина-среда" на базе четких и нечетких множеств

• Автор: Переездчиков, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 324 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ опасностей и модели объекта исследования 1.2 Проблемы анализа опасностей на основе теории
надежности

1.3. Анализ опасностей и теория нечетких множеств

1.4. Постановка цели и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК МАШИНАСРЕДА НА БАЗЕ ЧЕТКИХ И НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ

2.1. Разработка основной терминологии

2.2. Математический инструментарий методов анализа ж опасностей на базе четких множеств

2.3. Разработка идеализированной модели СЧМС

2.4. Разработка теоретической модели обобщенного защитного устройства и принципов защиты
2.4.1. Основные характеристики обобщенного защитного устройства
2.4.2. Практическое использование понятия обобщенного защитного устройства
2.5. Структурный блок и общий алгоритм анализа опасностей
3. РАЗРАБОТКА И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ
3.1. Предварительный анализ опасностей
3.2. Анализ последствий отказов
3.3. Анализ опасностей деревом причин потенциального чепе 3.4. Анализ опасностей деревом последствий
потенциального чепе
4
3.5. Анализ опасностей методом потенциальных отклонений
3.6. Анализ ошибок персонала
3.7. Причинно следственный анализ
3.8. Анализ последствий аварий
3.9. Экспертиза СЧМС
РАЗРАБОТКА И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ
КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ НА БАЗЕ
ЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ И ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ПОДХОДА
4.1. Компонент машина
4.1.1. Математическая модель
4.1.2. Техника вычисления функции опасности
4.2. Состояние компонента среда. Расчет выбросов
в водоемы
4.2.1. Вероятностное осреднение концентрации
4.2.2. Временное осреднение концентрации
4.2.3. Расчет выбросов сточных вод в водоемы
4.3. Компонент человек. Ранжирование опасностей
4.3.1. Вероятностный подход к ранжированию опасностей
4.3.2. Ранжирование СЧМС методом иерархий
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ
НА БАЗЕ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ
5.1. Понятия и некоторые операции над нечеткими
множествами
5.2. Разработка математической модели нечеткой СЧМС
5.3. Разработка методики лингвистического анализа риска
на базе теории нечетких множеств 5.3.1. Основные элементы оценки риска на базе
модели со сложным входом 5.3.2. Компьютерное исследование и уточнение
модели прогнозирования риска
5.3.3. Сопоставление теоретических расчетов с
реальными данными
5.4. Разработка методики определения классов опасности
систем компонента машина на базе нечетких множеств
5.5. Разработка методики классификации опасностей и ранжирования СЧМС на базе нечетких множеств
5.5.1. Разработка нечетких критериев опасности
5.5.2. Разработка примера ранжирования СЧМС
6. АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ СТЕНДА ИСПЫТАНИЙ МОДЕЛЬНОГО
ЖИДКОСТНОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА БАЗЕ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ
6.1. Стенд испытаний модельного жидкостного
реактивного двигателя
6.2. Разработка на базе нечетких множеств метода работы экспертной группы в условиях сильной неопределенности
6.3. Определение классов опасности стенда испытаний модельного жидкостного реактивного двигателя
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


СЧМС может быть иллюзорной задачей, при решении которой традиционные методы не уместны. Заде указывает 6 Несмотря на то, что обычный математический аппарат применяется и будет применяться для исследования человекосистем, ясно, что большая сложность таких систем требует подходов, которые по духу и по существу значительно отличаются от традиционных методовметодов, которые весьма эффективны, если применяются к механическим системам, но являются слишком точными по отношению к системам, в которых поведение человека играет важную роль. Более того Заде считает, что для того, чтобы можно было сделать достоверное заключение относительно поведения человекосистемы, возможно потребуется отказаться от высоких стандартов строгости и точности, к которым привыкли в традиционном математическом анализе хорошо структурированных механических систем, и стать более терпимыми по отношению к подходам, являющимися по своей природе приближенными. Более того, анализируя СЧМС, необходимо стремиться к тому, чтобы по возможности к ее механическим подсистемам применялись хорошо изученные на практике вероятностные модели, и поэтому теория вероятности была и остается главным инструментом анализа опасностей, когда применительно к технике имеется репрезентативная выборка например, при массовом производстве. Кроме того, теория надежности, развиваясь, позволяет обойти некоторые трудности, связанные с человеческим фактором и получить достоверные результаты 1, 4, . Теория надежности изучает чепе с точки зрения физики. Однако, природа причин чепе механических систем отличается от природы причин, вызванных человеческим фактором. СЧМС проектируются и управляются людьми и в основе чепе лежит человеческий фактор. Кроме того, современная техника характеризуется наличием очень сложных механических систем, имеющих разнообразные рабочие характеристики и связи, которые создают такой фактор неопределенности, при котором теория вероятности не может корректно применяться. Более того, результат анализа опасностей, выраженный в виде вероятность аварии СЧМС равна ,2 , т. СЧМС 1 больше, чем СЧМС 2 указывает на то, что концепция анализа опасностей базируется на методах, которые создают лингвистическую оценку, т. Эти значения являются нечеткими и их нельзя выразить одним точным числом. Однако, несмотря на нечеткость, они несут с собой информацию. Это означает, что количественные модели, в которых вместо численных переменных используются лингвистические переменные потенциально полезны 4. В году Заде 1а6еЬ написал статью, которой было введено понятие нечеткого множества и которая привела к созданию теории нечетких множеств, теории возможностей и нечеткой логики 7, , 2, , ,. Теория нечетких множеств предназначена для применения в тех ситуациях, когда имеет место недостаток информации и, следовательно, может быть использована для анализа опасностей СЧМС, систем, в которых существенную роль играет человеческий фактор. В теории нечетких множеств может использоваться лингвистическая информация, которая помимо того, что она не является четкой, является еще и субъективной по своей природе. Субъективная информация присуща СЧМС и, следовательно, с помощью теории нечетких множеств их можно лучше понять и оценить. Теория использует нечеткую и ограниченную информацию, поэтому результат, который достигается с ее помощью, также является в той или иной мере нечетким. Очевидно также, что анализируемые условия должны содержать некоторую информацию, так как если они не содержат ни какой информации, то результат анализа с помощью теории нечетких множеств будет настолько нечетким, что не позволит сделать какоголибо заключения. Нечеткое множество является продолжением или расширением теории множеств. В теории множеств элемент или принадлежит множеству или не принадлежит множеству. Это может быть выражено функцией принадлежности дх, которая равна нулю, если х не принадлежит множеству и равна 1, если х принадлежит. Однако, во многих случаях и особенно в контексте с лингвистической информацией, множество не определяется однозначным способом.