Моделирование системы обеспечения безопасности производства (Д.А. Мельникова, Т.Ю. Фрезе, Н.Г. Яговкин, журнал "Охрана и экономика труда", N 1, январь-март 2016 г.)

Моделирование системы обеспечения безопасности производства

Д.А. Мельникова,

аспирант кафедры "Безопасность жизнедеятельности",

Самарский государственный технический университет,

Самара (Россия)

Т.Ю. Фрезе,

доцент кафедры "Управление промышленной и

экологической безопасностью", Тольяттинский

государственный университет, Тольятти (Россия),

канд. экон. наук, доцент

Н.Г. Яговкин,

профессор кафедры "Управление промышленной и

экологической безопасностью", Тольяттинский государственный

университет, Тольятти (Россия), д-р техн. наук, профессор

Журнал "Охрана и экономика труда", N 1, январь-март 2016 г., с. 18-23.

Установлены семь основных принципов обеспечения безопасности. Сформированы основные и специфические принципы управления. Обоснована необходимость создания замкнутой системы. Как пример применения приведена структурная модель управления профессиональным риском.

Система обеспечения безопасности производства наиболее часто модифицируется в три вида: управления охраной труда, промышленной безопасностью и профессиональными рисками.

Основная их цель - создание здоровых и безопасных условий труда для работающих. Система может быть эффективной только в том случае, если в ее основе лежит экономический механизм.

Он, в первую очередь, должен включать в себя зависимость страхового тарифа от уровня безопасности предприятия, но не отрасли как сейчас, направления не четко регламентируемой по величине, а всех необходимых средств для обеспечения безопасности, высокий уровень оплаты последствий несчастных случаев должен быть установлен законодательно.

Применение экономического механизма предусматривает выполнение семи принципов обеспечения безопасности:

- любые травмы могут быть предотвращены;

- ответственность за профилактику травматизма и заболеваемости несут, в первую очередь, руководители всех подразделений;

- опасные и вредные производственные факторы поддаются эффективному контролю;

- каждый работник обязан обеспечить безопасные условия труда для себя и своих коллег;

- каждый работник должен быть обучен безопасным приемам и способам выполнения работы;

- возникающие недостатки и нарушения должны быть ликвидированы незамедлительно;

- трудовая дисциплина должна постоянно поддерживаться на высоком уровне, так как материальные потери от несчастных случаев намного превосходят затраты на профилактику травм и заболеваний.

Система обеспечения безопасности должна включать следующие этапы:

- исследование производственной системы в ходе ее нормального функционирования;

- выявление рисков;

- установление причин нарушений функционирования системы в прошлом;

- определение потенциальных и возможных профессиональных рисков, факторов и их оценка в зависимости от вероятности и тяжести последствий.

Каждому риску противопоставляется материальный (технический, физический, химический и т.д.) или нематериальный (обучение, квалификация персонала, документация) "барьер"; оценка эффективности "барьеров" безопасности (исследование на соответствие продукта или процесса стандартам, анализ надежности, исследование рабочих мест, учет человеческого фактора, доступность информации, документации, наличие информационной системы, средств контроля; оценка финансовых и материальных затрат на обеспечение безопасности); безопасность в кризисные моменты (выявление в прошлом ситуаций, "грозящих крупной аварией"; построение "дерева причин" каждой ситуации; моделирование "барьера" для купирования каждого риска; анализ и контроль за действиями персонала; составление карточек необходимых действий); разработка рекомендаций по безопасности (составление перечня технических требований); исследование влияния безопасных методов производства на качестве продукции и ее стоимость; окончательный выбор системы мер безопасности, ее внедрение и контроль функционирования.

Система обеспечения безопасности производства строится на базе основных и специфических управленческих принципов [5].

Они формулируются как: объективность, единство, универсальность, относительность и системность.

Всякая человеческая деятельность по своей природе объективно является организующей или дезорганизующей. Единство организационных методов заложено в единстве психических и физических систем, которые подчиняются общим законам природы. Относительность заключается в том, что организованная система бывает таковою не вообще, не универсально, а лишь по отношению к каким-либо определенным активностям, сопротивлениям, энергиям; вместе с тем по отношению к другим она может быть дезорганизованной; к третьим - нейтральной. Принцип системности характеризуется совокупностью взаимосвязанных объектов, объединенных единой целью и общим законом функционирования.

К основным организационным механизмам относятся формирующий и регулирующий. Первый указывает на то, что развитие организационных форм есть соединение комплексов, которое достигается за счет цепной связи. Организованность осуществляется постольку, поскольку направление активности, выражаемое целью, тождественный для других комплексов.

Различают два аспекта организации: упорядоченность и направленность. Упорядоченность определяется количественно как величина, обратная энтропии системы. Направленность характеризует соответствие системы условиям окружающей среды, целесообразность данного типа организации с точки зрения поддержания нормального функционирования системы.

Поскольку упорядоченность системы обычно выше, чем упорядоченность окружающей среды, необходимы механизмы, позволяющие сохранять и совершенствовать организацию системы в условиях случайных, неупорядоченных воздействий среды. Они могут находиться как вне, так и внутри системы, если она самоорганизуется. Самоорганизация обеспечивается отрицательными и положительными обратными связями, внешними и внутренними.

Регулирующий механизм стремится обеспечить структурную устойчивость системы. Здесь можно выделить три схемы: к первой, универсального регулирующего механизма, относится консервативный подбор, который заключается в естественном закономерном подборе механизма сохранения или уничтожения. Ко второй - механизм подвижного равновесия. Сохранение равновесия является всегда лишь результатом того, что каждое из возникающих изменений вмешивается тут же другим, ему противоположным. К третьей относится прогрессивный - динамический механизм, которым является возрастание его активности за счет среды. Для обеспечения функционирования регулирующего механизма необходима разработка соответствующей системы управления, которая строится на основе принципа системного подхода [1]. Одним из методов системного подхода является декомпозиция. Она заключается в разбиении всей системы в соответствии с определенными принципами на отдельные части и проведении анализа этих частей и взаимосвязей между ними.

Различают целевую, структурную техническую декомпозицию. Первая заключается в проведении системного анализа отдельных задач управления и выработке общей задачи системы управления. Вторая включает разработку структурной схемы с делением уровней управления и определения взаимосвязей между сдельными элементами на различных уровнях управления. Третья состоит в разбиении комплекса технических средств на функционально независимые части, обеспечивающие управление системой для достижения поставленной цели.

Эти принципы служат основой при управлении безопасностью.

При организации управления различают объект управления; информацию о нем; управляющую систему и управляющие воздействия (рис. 1) [3, 4].

                                                               |F

    /----------------------------------------------------------.

    |                                                          

    \-/----------\  /-----------\    /-----------\  и   /----------\ x вых.

х3----|Информация|-|Управляющая|---|Управляющие|-----|  Объект  |-.-

    /-|об объекте|  |  система  |    |воздействия|      |управления| |

    |  \----------/  \-----------/    \-----------/      \----------/ |

    \-----------------------------------------------------------------/

Рис. 1. Система управления безопасностью

- состояние условий обеспечения безопасности, информация об объекте определяется методами оценки, управляющая система - организационная структура управления с персоналом соответствующей квалификации, управляющие воздействия - мероприятия по улучшению состояния безопасности.

Существующие системы в большинстве случаев обладают разомкнутой структурой, где управление осуществляется по задающему воздействию , что приводит, путем изменения управляющего воздействия U, к соответствующему изменению выходной величины объекта .

Помимо управляющего воздействия U к объекту приложено возмущающее воздействие (помеха) F, которое изменяет состояние объекта W, препятствуя управлению. В общем случае на вход поступает также информация о текущем состоянии объекта в виде выходной величины . Управление объектом здесь осуществляется в функции двух величин и F.

Недостатком разомкнутых систем является невысокая точность регулирования, которая зависит от невозможности охватить компенсацией все возмущения, действующие на систему, изменения во времени параметров объекта и управляющего устройства, низких: динамических характеристик.

Передаточную функцию разомкнутой системы можно записать так [2]:

Точность системы управления в установившемся режиме характеризуется ошибками системы при различных воздействиях (возмущающем и управляющем), изменяющихся по определенным законам.

Операторное изображение выходной величины системы может быть представлено в виде суммы двух составляющих [4]:

,

где - ошибка управления.

Для разомкнутых устойчивых систем при действии на объект управления медленно изменяющегося, по сравнению со временем протекания переходных процессов, возмущения F на выходе системы имеет место постоянная ошибка , относительное установившееся значение которой

Для замкнутой системы она уменьшается в 1 + W(p) раз:

Таким образом, система управления безопасностью должна быть замкнутой. Структурная модель взаимодействия приведена на рис. 2.

Факторы, определяющие безопасную деятельность

        /----------------------------------------------\

/----------------\ /---------------\ /-------------------------------------\

| Внешняя среда  | |  Внутренняя   | |         Техническая система         |

|                | |     среда     | |                                     |

\----------------/ \---------------/ \-------------------------------------/

/----------------\ /---------------\ /-------------------\ /---------------\

|  Чрезвычайная  | | Условия труда | |  Технологическое  | | Человеческий  |

|    ситуация    | |               | |     оснащение     | |    фактор     |

\----------------/ \---------------/ \-------------------/ \---------------/

/----------------\ /---------------\ /-------------------\ /---------------\

|Техногенная или | | Класс условий | |   Характеристика  | |Характеристика |

|   природная    | |     труда     | |     надежности    | |  надежности   |

|                | |               | |  технологического | |   человека    |

|                | |               | |     оснащения     | |               |

\----------------/ \---------------/ \-------------------/ \---------------/

/----------------\ /---------------\ /-------------------\ /---------------\

|  Вероятность   | |  Вероятность  | |  Отказ элементов  | |  Ошибочные    |

| возникновения  | | возникновений | |  технологического | |   действия    |

|  чрезвычайной  | |профзаболеваний| |     оснащения     | |   человека    |

|    ситуации    | |               | |                   | |               |

\----------------/ \---------------/ \-------------------/ \---------------/

        |                 |                                       

        |                 |          /-------------------\ /---------------\

        |                 |          | Вероятность отказа| | Вероятность   |

        |                 |          |    технического   | |  совершения   |

        |                 |          |     оснащения     | |  ошибочных    |

        |                 |          |                   | |   действий    |

        |                 |          \-------------------/ \---------------/

        |                 |                                        

        |                 |        /---------------------------------------\

        |                 |        |  Надежность системы "Человек-Машина"  |

        |                 |        \---------------------------------------/

        --------------------------------------------------------\

/--------------------------------\ /------------------------------------\

| Вероятность появления человека | |       Вероятность появления        |

|        в опасной зоне          | |           опасной ситуации         |

\--------------------------------/ \------------------------------------/

            /-------------------------------------------------\

            |Вероятность осуществления безопасной деятельности|

            |              (профессиональный риск)            |

            \-------------------------------------------------/

Рис. 2. Структурная модель обеспечения безопасной деятельности

Безопасность человека определяется характером его деятельности во взаимосвязи с внешней и внутренней средой, техническими системами, состояние которых во многом зависит от человеческого фактора.

Влияние внешней среды на человека проявляется в виде чрезвычайных ситуаций. Они могут носить природный или технический характер.

Влияние внутренней среды связано с воздействием на человека вредных производственных факторов, приводящих к профессиональным заболеваниям, а иногда к травмам и развитию состояния динамической рассогласованности, следствием которого являются ошибки и сбои, а в отдельных случаях также неблагоприятное воздействие на техническую систему.

Технологическая система - это совокупность средств технологического оснащения предметов производства и исполнителей, для выполнения заданных технологических процессов или операций. К предметам производства относят материал, заготовку, полуфабрикат или изделие. Технологическое оснащение включает в себя средства для выполнения в условиях производства заданных технологических процессов или операций. Под надежностью технологического оснащения понимают свойство выполнять заданные функции в течение определенного времени при заданных условиях работы. Надежность следует понимать как совокупность трех свойств: безотказности, восстанавливаемости и долговечности. Количественная оценка надежности в зависимости от поставленной цели может определяться различными методами: аналитическими, экспериментальными, имитационными и рядом других.

Надежность деятельности человека определяется надежностью организма человека и надежностью выполнения человеком функций по управлению техническими средствами и их обслуживанию. Она бывает структурной или функциональной. Под структурной понимают свойство человека сохранять работоспособность в течение заданного времени в определенных условиях. Функциональная надежность определяется как свойство человека выполнять предписанные функции в соответствии с заданными требованиями в течение того же времени и в тех же условиях.

Надежность человека характеризуется безошибочностью, готовностью, восстанавливаемостью и своевременностью.

Вероятность возникновения профессиональных заболеваний оценивается по показателям вредности.

Причины ошибочных действий разделяют на непосредственные, главные и способствующие. Непосредственные причины зависят от места в психологической структуре действия человека (восприятие, принятие решения, ответная реакция и т.д.) и вида этого действия, т.е. от психологических закономерностей, определяющих оптимальную деятельность: несоответствия психическим возможностям переработки информации (объем или скорость поступления информации, отношение к порогу различения, малая длительность сигнала и т.д.); недостатка навыка (стандартные действия при нестандартной ситуации) и структуры внимания. Главные причины связаны с рабочим местом, организацией труда, подготовкой человека, состоянием его организма, психологической установкой и психическим состоянием. Способствующие причины зависят от особенностей личности, состояния здоровья, внешних условий, изменяющих функциональное состояние организма, профессионального отбора, обучения и тренировки.

Выделяются следующие случаи оценки надежности системы при взаимодействии технических средств и человека с учетом допущения, что отказы техники и ошибки работающего являются редкими случайными и независимыми событиями, что появление более одного однотипного события за время работы системы практически невозможно, способности человека к компенсации ошибок и безошибочной работе - независимые свойства работающего.

Вероятность осуществления безопасной деятельности (профессиональный риск) появляется в случае нахождения человека в опасной зоне и определяется различными способами [6].

Моделирование системы обеспечения безопасной деятельности позволяет эффективно управлять охраной труда на предприятии.

Литература

1. Богданов А.А. Текстология. М.: Экономика, 1989. Т. 1. 303 с.

2. Гриценко Ю. Природа профессионального риска. Охрана труда и социальное страхование. 1999. N 8.

3. Мархадаев А.А., Кочетков Ю.И., Ситницкий А.И. Аспекты управления охраной труда. Львов, ЛПИ, 1980. 70 с.

4. Управление по результатам: Санталайнен Т.И. др. Пер. с финск. / Общ. ред. и предисл. Я.А. Лейманна. М.: Прогресс, 1993.

5. Яговкин Н.Г., Батищев В.И. Методология поддержки принятия решений при управлении интегративными крупномасштабными производственными системами. Самара: Российская Академия наук, Самарский научный центр, 2008. - 288с.

6. Яговкин Н.Г., Кривова М.А., Мельникова Д.А. Оценка профессионального риска опасного производственного объекта: бальный метод экспертных оценок. Безопасность жизнедеятельности N 9. Изд-во "Новые технологии". 2013.