Создание экспертной системы для анализа опасностей
В мире нет, и никогда наверное не будет придумана такая система
безопасности, которая могла бы гарантировать полную безопасность деятельности “Всякое действие опасно” , каким бы оно не было. Произойдет или не произойдет несчастный случай - это зависит от многих причин, которые можно подразделить на две категории :
- заранее известные (то есть те, на которые ориентированы системы защиты);
- неизвестные (тех, которые не были учтены при построении системы безопасности).
Именно, вторая категория причин является наиболее опасной. Система контроля за безопасностью работы, наблюдая, поставляет сведения для специалистов, отвечающих за безопасность работы на данном рабочем месте.
Эти сведения подвергаются анализу, который в свою очередь под
разделяется на общий и детальный. Суть общего анализа состоит в фиксировании ситуаций, в которых замечена тенденция опасности, а также несчастных случаев и критических ситуаций, могущих привести, но так и не приведших к несчастному случаю. Детальный анализ осуществляется на основе данных общего анализа. Суть его в детальном рассмотрении каждой критической ситуации. Он дает разбиение действий работающего на элементы , и выявляет, на сколько может быть опасен каждый элемент действия. Детальный анализ позволяет ранжировать опасности по их серьезности, предоставляя информацию о том, на какую из опасностей следует прежде всего обратить внимание.
Полный анализ опасностей состоит из трех этапов :
- общий анализ;
- детальный анализ;
- определение экономической эффективности устранения опасностей.
Однако надо заметить, что не существует алгоритма или критерия оценки, которые позволили бы лицу, принимающему решение по введению в действие тех или иных мер, четко ответить на вопрос, какая из контрмер должна быть использована. В каждом конкретном случае приходится учитывать ряд факторов; таких как : бюджет; состояние производства; что важнее - экономия средств или наиболее эффективная их реализация. И наконец, в каждом принимаемом решении важную роль играет опыт ответственного за принятие данного решения.
Для облегчения анализа используют метод матричного представления информации. Его назначение состоит в том, чтобы дать лицу, принимающему решение, информацию о затратах и эффективности в сжатой и логической форме. Это упрощает и ускоряет процедуру анализа.
Другой метод - использование “деревьев отказов”. Метод “деревьев отказов” является логическим методом локализации наиболее опасных участков системы. Суть его заключается в отыскании оптимального решения по возможности снижающего вероятность несчастного случая. Он дает информацию о том, как наиболее эффективно следует распределить средства, чтобы получить наибольший экономический эффект от их вложения.
Под экспертной системой понимается комплекс программ программ для ЭВМ или специальное устройство, способное накапливать или обобщать знания и эмпирический анализ эксперимента в какой-то проблемной области, а затем работать в качестве советчика при рядовом специалисте.
Экспертные системы работают в 2-х режимах : режим приобретения знаний и режим решения задач. В первом случае в общении с экспертной системой участвует эксперт (специалист в рассматриваемой области), он наполняет систему значениями (правилами), во втором режиме в соответствии с вводимыми продукционными правилами, система принимает окончательное решение.
Типы экспертных систем (Э.С.).
1. Интерпретирующие Э.С. (системы идентификации химических структур на основе данных спектрального анализа).
2. Системы автоматического проектирования (расчета конфигурации ЭВМ, проектирование топологии локальных вычислительных сетей).
3. Плановые и прогнозирующие системы, предназначенные для выработки программ действия, для достижения определенных целей (системы прогнозов погоды, оценки урожая, анализе опасности на рабочих местах, анализа военных действий и прогнозирования их развития).
4. Диагностические системы (системы медицинской диагностики).
5. Автоматизированные, обучающие системы (предоставляют возможность пользователю давать ответы и анализировать ошибки в процессе деятельности (тренажеры)).
Требовалось построить Э.С. по анализу опасности, в данном случае на примере :
Рабочее место - фрезерный станок. Выполняемая операция - обработка заготовки. После многократного наблюдения операция была разбита на следующие действия :
1. закрепили заготовку ;
2. включили станок ;
3. подвели резец;
4. обработали заготовку;
5. отвели резец;
6. выключили станок.
Кроме того в работе выделены следующие элементы опасности :
1. электротравма;
2. попадание древесной пыли в глаза;
3. касание рукой движущихся частей машины.
В анализе опасности использовали метод “Деревьев отказов”.
Опасность I.
События, которые могут привести к электротравме оператора разделены следующим образом :
1. Плохое техническое оснащение станка :
а) неисправность изоляции;
б) отсутствие зануления.
2. Неблагоприятная обстановка в цехе :
а) сырость;
б) обрыв проводов;
в) другие ситуации.
3. Не соблюдение техники безопасности оператором :
а) ликвидация неисправности при включенном станке ;
б) мусор на рабочем месте.
На рисунке 1. представлена исходная ситуация при помощи метода “Деревьев отказов” :
Опасность II.
События, которые могут привести к попаданию древесной пыли в глаза, разделены следующим образом :
1. Виноват оператор :
а) оператор забыл надеть защитные очки;
б) оператор не опустил защитный щиток.
2. В зоне станка посторонний :
а) неоператор попадает в рабочую зону станка;
б) неоператор пришел за инструментом;
в) неоператор уносит бракованные заготовки;
г) другие причины.
3. Вспомогательное оборудование :
а) сгорел вентиляционный двигатель;
б) закупорился вентиляционный канал;
в) вентиляция отключена из-за ремонта.
Для данной опасности “ Дерево отказов ” выглядит следующим образом :
Опасность III.
События, приводящие к касанию рукой движущихся частей станка, разбили следующим образом :
1. Вина оператора :
а) оператор поправляет заготовку;
б) оператор забыл опустить щиток;
в) оператор чинит станок;
г) кто-то посторонний в рабочей зоне;
д) еще что-то отвлекло оператора.
2. Авария :
а) ударило током;
б) пыль попала в глаза;
в) потерял сознание;
г) оператор был в нетрезвом состоянии.
Для описанной опасности “ Дерево отказов ” выглядит следующим образом :
III
Работа с программой осуществляется следующим образом :
1. Строятся “Деревья отказов” и в файл делают запись событий приводящих к травме;
2. Вводят тип формулы подсчета вероятности (в процентах);
Виды формул подсчета вероятностей :
а) , по “ и ”;
б) , по “ или ”;
в) возможны варианты.
3. Записывают предполагаемые затраты на исправление данных ситуаций;
4. Указывается тип производства.
На этом предварительная работа закончена. Далее уже работая с программой и, вводя, сначала - вероятности головного события, потом - вероятности альтернатив, получаем совет о том, какая из указанных альтернатив лучше, по следующим параметрам :
а) безопасности жизнедеятельности;
б) наименьшей сметы затрат.
Если одновременно не получается, т. е. возможно (а) но невозможно (б), то выдает сообщение о различии, но ставит на первое место безопасность человека, проверяя, соответствует ли данная альтернатива стандартам введенного типа производства.
Структура программы анализа опасности.
Вывод : в результате разработки данного программного модуля была создана экспертная система для анализа опасностей. Данная экспертная система проводит не только детальный анализ опасности, но и определяет суммарные затраты на ее ликвидацию с выбором оптимальной альтернативы.