СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ

IMPROVEMENT OF THE INDUSTRIAL SAFETY MANAGEMENT SYSTEM AT HAZARDOUS PRODUCTION FACILITIES

Профессиональные опасности формируются из наличия опасности вредного воздействия химических и биологических факторов, травмирования и т.д.

При идентификации опасностей необходимо учитывать все случаи непредвиденных ситуаций, связанных например, с положением тела при работе, умственной и физической усталость, взаимодействием работника с оборудованием.

Задачи, решаемые системой контроля, представлены на рисунке

 

Рисунок – Основные задачи системы контроля за состоянием безопасности производства

 

Улучшения контрольно-профилактических работ делятся на следующие направления:

1. Обоснование объема выборки периодически проверяемых производственных объектов;

2. Разработка графиков работы органов контроля;

3. Оценка эффективности мероприятий, которые разработаны по результатам проверок для предупреждения происшествий и профессиональных болезней.

 

Оптимизация идентификации опасностей осуществляется за счёт повышения эффективности действий контролирующих органов, которая состоит в планировании этой деятельности и оптимизации численности органов контроля.

Обоснование объема и состава инспектируемых объектов обусловлено невозможностью систематически и качественно проверять одновременно все производственные объекты, т.к. может быть не выдержано требование к оперативности управления безопасностью. Для повышения эффективности контрольно-профилактической работы в этих условиях приходится проводить выборочный контроль лишь некоторых из них.

Обоснование выборки обследуемых объектов наиболее целесообразно осуществлять при использовании в качестве критерия оптимизации информацию о происшествиях и предпосылок к ним.

В первую очередь необходимо планировать те объекты, где возможно максимальное число происшествий или могут иметь место наиболее тяжелые последствия от них. Ограничением к объему выборки запланированных для обследования объектов служат трудозатраты.

Задача оптимизации идентификации опасностей принадлежит к классу задач линейного (комбинаторного) программирования.

Способом её решения может служить алгоритм Колесара, основанный на методе ветвей и границ.

Качество контроля характеризуется вероятностными параметрами осуществляемых преобразований.

При этом, под вероятностными  подразумеваются ошибки первого и второго рода – ; их дополнения до единицы  ; условные вероятности устранения обнаруженных предположений – , а под ресурсами – , необходимыми для операционного контроля и устранения обнаруженных отклонений, - затраты  соответственно.

Организация контроля безопасности проведения конкретного процесса в рассматриваемых условиях может состоять в определении значений некоторой величины i x , указывающих на необходимость 0 и кратность ( i m =1,2, , K ) осуществления контроля за каждой отдельной операцией, а задача его совершенствования – в выборе оптимального (в определенном смысле) 43 вектора X=(). В качестве критерия оптимальности и ограничений должна использоваться организационная характеристика  или еѐ компоненты.

Для уточнения содержания вектора  необходимо учитывать, что цель обеспечения безопасности заключается в удержании в допустимых пределах или минимизации суммарных издержек, либо их одной компоненты – ущерба от происшествий и профессиональных заболеваний  и математические ожидания величин ущерба – или затрат – с ними связанных).

Цель совершенствования безопасности проводимых работ состоит в выборе кратности контроля. Математически это сводится к нахождению m-мерного вектора кратности контроля X=() , реализующего одно из двух условий:

                                                                                                

 

где  – максимально допустимое значение затрат, необходимое для выполнения контролирующей деятельности;  – минимальная вероятность обнаружения опасностей в процессе контролирующей деятельности; P (X) – вероятность идентификации опасностей при проведении контролирующей деятельности; S (X)– затраты на выполнение контролирующей деятельности и устранение выявленных отклонений.

При принятых предположениях вероятность будет определяться произведением, а затраты – суммой входящих в них частных показателей процесса:

 

                                                                                     

 

где  – вероятность выполнения i - тых технологических операций без происшествий и предпосылок к ним в течение определенного времени;

 

 – затраты, необходимые для организации в это же время контроля безопасности проводимых работ и устранения выявленных отклонений, i m =1,2,..., .

 

При условии пренебрежения ошибками первого рода при контроле

а соответствующие этим организационным процедурам и допущениям затраты определяются такими соотношениями:

 

 

где bk = [1 – Qk(τ)] k 11 + Qk (τ) k 10 – параметр качества системы контроля;

 – условные вероятности устранения выявленных внештатных ситуаций на i-ом его шаге;

 – затраты на организацию контроля и устранения возникающих на его i-ом шаге предпосылок к происшествиям.

Следующим шагом оптимизации контроля является определение численности работающих в контролирующих органах.

Ограничения будут определяться исходя из предполагаемой эффективности контроля и устранения возможных отклонений, сравнения с эффективностью технических и технологических средств защиты.

Значение  может задаваться также на основе статистических соотношений между числом аварий и несчастных случаев и причинами их возникновения [35]. В качестве одного из возможных методов решения предложенных задач оптимизации целесообразно использовать градиентный метод отыскания экстремума:

 

.

 

Для решения задач оптимизации могут быть применены известные алгоритмы и соответствующие им программы. Обоснования состава и численности персонала органов контроля (ОК) осуществляется в два этапа: - анализ существующей системы контроля; - синтез системы контроля, заключающийся в обосновании рациональной численности органов контроля.

Первый этап носит предварительный характер. Главная цель его проведения состоит в получении качественной оценки степени дублирования ОК выполняемых ими функций. Решение этой задачи осуществляется с использованием методики, основанной на расчете параметров, определяющих взаимосвязь ОК по выполняемым ими функциям.

Исходными данными являются перечень функций и состав ОК. На основе экспертных оценок (эксперты – руководители соответствующих ОК) определяется факт участия соответствующего ОК в выполнении им той или иной функции.

Далее формируется таблица, элементы которой характеризуют корреляцию между различными ОК по выполнению одинаковых функций

Оценка структуры ОК и степени дублирования выполняемых ими функций производится по соответствующему множеству качественных показателей. Второй этап является основным. Для решения задачи обоснования рациональной численности ОК разработана методика, сущность которой заключается в следующем. Рациональное штатное расписание определяется использованием комплексного критерия

 

 

где  – функции выполняемые i-ым ОК;

 – коэффициент, оценивающий его деятельность;

М – число контролирующих органов

 

Оценка деятельности каждого органа управления характеризуется выражением:

 

 

где  – фактическая численность i-ого ОК

 – численность i-ого ОК в случае оптимизации.

 

Величины коэффициентов  определяются экспертным путем. Находится вектор  , который представляет собой искомые коэффициенты важности функций ОК.

Для обоснования коэффициентов важности ОК использован метод анализа иерархий, и на основе попарного сравнения важности функций (с использованием предложенной критериальной шкалы) экспертами осуществляется оценка важности каждой функции.

Далее с использованием лексического анализа содержания функций системы контроля в целом и частных функций ОК осуществляется оценка степени участия ОК в выполнении всей совокупности функций возлагаемых на систему.

Результаты оценки вклада каждого ОК формируются в матрицу

 

Таблица - Оценка вклада каждого органа контроля в систему

идентификации опасности

№ п/п

Наименование ОК

Функции ОК

 

1

2

j

L

1

 

2

 

 

i

 

 

M

 

 

Результаты оценки вклада каждого ОК с учётом важности компонент вектора  формируются в матрицу

Матрица R представлена в таблице 2.2.

 

Таблица - Итоговая матрица R

№ п/п

Наименование ОК

Функции ОК

 

1

2

j

L

1

 

2

 

 

i

 

 

M

 

 

Расчет оптимального состава i-ого ОК  выполняется с использованием данных, содержащихся в таблице, для каждого i-ого ОК

 

Таблица  - Данные для расчета оптимального состава органа контроля

№ п/п

Функция ОК

Интенсивность возниконовения функции

Длительность выполнения функции ч

Количество персонала, задействованного на выполнение функции , чел.

1

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

Необходимые годовые трудозатраты i-ого ОК определяются следующим образом:

где  i – интенсивность возникновения j-ой функции i-ым ОК;

 – длительность выполнения j-ой функции i-ым ОК;

 i – количество персонала i-ого ОК;

L – число функций i-ого ОК. Оптимальное количество персонала i-ого ОК будет:

 

N =

 

– нормативный уровень трудозатрат.

Критерием эффективности является степень выполнения функций если:

– выполнено;

– выполнено недостаточно полно;

– выполнено не полностью;

– не выполнено.

 

В случае несоответствия значения интегрального показателя предъявляемым требованиям необходимо приступить к изменению исходных данных и повторному проведению расчетов.

Процесс повторяется до тех пор, пока значения интегрального показателя не будут удовлетворять предъявляемым требованиям, но уже за счет увеличения штатной численности ОК или нормативных трудозатрат, а также внедрения средств и комплексов автоматизации контрольной деятельности.

Критерий эффективности функционирования системы определяется по результатам контроля.

 

Эффективность системы контроля оценивается критерием

 

 

 

где  – количество проверок, которые требуют немедленного принятия решения;

– количество проверок, которые требуют принятия решения в течение полугода;

– количество проверок, которые требуют принятия решения в течение года;

количество проверок, которые требуют принятия решения планово в течение трех лет;

n – общее количество проверок.

При сравнении полученного значения  с фиксированным значением за прошлый год  оценивают эффективность системы контроля.

Однако даже один из выявленных проверкой недостаток может привести к несчастному случаю.

С целью учета этого фактора используется критерий комбинации:

 

 

где

– выявленный недостаток;

– заданная постоянная, которая оценивает дисперсию D(K) по отношению к K„т .

С целью учета эффективности контроля по отношению к прошлому году критерий модифицирования запишется следующим образом:

                                                                                                                        

Где

 

Мероприятия по устранению рисков могут носить тактический и стратегический характер. В первом случае их выбор осуществляется при поддержке принятия решений, а финансовые затраты обычно укладываются в рамки предусмотренных законодательством отчислений.

Во-втором, например, происходит техническое перевооружение предприятия, которое требует больших финансовых затрат. В этом случае очень важно определить очередность проведения мероприятий, т.е. осуществить стратегическое планирование с учетом осуществления необходимых расходов. Такое планирование происходит при частичном или полном отсутствии информации, т.е. степень неопределенности очень высока. С этой целью достаточно эффективна методика, основанная на применении вероятность статистических критериев, позволяющая накладывать ограничения на финансовые затраты и время.

Пример применения вероятных стратегий действий по минимизации рисков приведен на рисунке 4.7. С текущего момента времени 1 до момента 5 может быть использовано любое из четырех решений  каждое из которых соответствует стратегиям  Количественная оценка риска в каждом из случаев осуществляется экспертным путем в соответствии с разработанной методикой (глава 3). При стратегии  риск достигнет величины  при 93 условиях внешней и внутренней среды. Если ситуация благоприятна для стратегии  , а выбрана C1, то уровень риска вырастает.

Рисунок  – Различные стратегии минимизации рисков

 

Если оценочный функционал  [20, 86] представить в форме матрицы, элементами  которой являются количественные оценки  а внешняя и внутренняя характеризуется состоянием q j , то матрица будет выглядеть следующим образом:

                                         

где  – совокупность множеств решений по выбору стратегии – характеристики состояний внешней и внутренней сред;  – балльные оценки риска при выборе стратегии k при условии состояния сред j.

Если есть возможность оценить распределение вероятностей  на массиве состояний  заданными множествами  и   , эффективность стратегии определяется с использованием критерия Байеса. В этом случае формулы априорных вероятностей преобразуются в апостериорные. Эффективным является решение  при котором минимум математического ожидания является наименьшим из возможных:

                        

где B – байесовое значение при решении

 

При наихудших условиях необходимо выбирать стратегию с минимальными потерями. В этом случае для оценки стратегии применяется критерий Вальда. Решение  должно удовлетворять условию

 

                                                                                                         

 

При точечных измерениях состояний внешней и внутренней сред используются оценки Фишборна. При отношении вида ,  оценки Фишборна  априорных вероятностей представляют собой убывающую арифметическую прогрессию

 

                                                                                                

 

Для отношения оценки Фишборна представляют собой геометрическую прогрессию

 

                                                                                                     

Для отношения , где    и , оценки Фишборна определяются таким образом:

                                                                                                          

Стратегия по минимизации рисков предполагает решение задачи распределения ресурсов.

Задача решается следующим образом. Используются две характеристики: объем финансирования ai и полученный эффект

Эффективность оценивается величиной .

При отсутствии ограничений на финансирование строится агрегированная кривая «расходы – эффект». С этой целью фиксируются точки кривой, соответствующие профилактическим мероприятиям с последовательным расположением в порядке снижения эффекта. Промежуточные точки позволяют назначать профилактические мероприятия при разных уровнях финансирования R.

Решение сводится к определению , соответствующему условию

 при ограничениях

Для решения задачи используется метод динамического программирования. Задаётся величина эффекта в зависимости от уровня финансирования в виде кривой экспертным путем, либо экспериментально.

 

Зависимость соответствует степенной функции

Агрегированная кривая «расходы – эффект» имеет вид степенной функции , где B – эффект, R – уровень финансирования, а

 

При ограниченных ресурсах задача решается методами математического программирования

 

Если построение зависимости «расходы – эффект» вызывает затруднения, то используются эвристические правила распределения ресурсов на основе приоритетов. Известны три группы «приоритетных» алгоритмов: 1. Абсолютных приоритетов, в которых затраты не определяются количеством ресурсов, а назначаются опытным путем. Если финансирование распределялось по , то приоритетное финансирование определяется по зависимости

 

2. Прямых приоритетов, в которых финансирование соответствует заявленной величине Для снижения величины финансирования используется зависимость

3. Обратных приоритетов, в которых финансирование осуществляется обратно пропорционально заявленному ресурсу.

 

Вектор целей организационной системы управления промышленной безопасностью (СУПБ) – это иерархически упорядоченная совокупность целей, которые необходимо достичь. Разность вектора целей и вектора состояния образует вектор ошибки управления. Именно она вызывает неопределенность и, как следствие, необходимость изменений в СУПБ, которые необходимы для повышения её эффективности.

Возможно возникновение двух видов неопределенностей:

1) основные:

- информация о СУПБ и окружающей ее среде;

- поведение СУПБ во времени;

- воздействие среды на СУПБ;

- воздействие СУПБ на среду;

- концептуализация информации, полученной субъектом исследования;

- восприятие субъектом управления модели СУПБ;

 

2) второстепенные:

- воздействие субъекта исследования на СУПБ и окружающую среду;

- степень влияния модели СУПБ на субъект исследования;

- взаимодействие субъекта исследования и субъекта управления;

- воздействие СУПБ и среды на субъект управления.

Совершенствование СУПБ в направлении повышения эффективности проводится по двум взаимосвязанным направлениям: - непосредственно СУПБ управления; - стратегические направления управления.

На рисунке представлена модель, основные факторы которой субординированы по их принадлежности к внешним и внутренним факторам.

Логистический анализ изменений СУПБ требует решения вопроса их классификации

Рисунок – Модель повышения действенности СУПБ за счёт внесения в неё изменений

 

С этой целью был использован XYZ-анализ. К классу X отнесены изменения, характеризующиеся стабильностью, с небольшими колебаниями и возможностью их прогнозирования с высокой степенью точностью. К классу Y отнесены изменения, характеризующиеся поддающимися учету со средними возможностями прогноза. К классу Z отнесены изменения, характеризующиеся отсутствием тенденций к изменениям и в следствии этого неточным прогнозированием оценок. Способом классификации по классам XYZ является метод, использующий коэффициент вариации

XYZ-анализ (AZ-анализ) позволяет осуществить 9 видов изменений. Вид определяет значимость изменений.

В таблице приведены виды изменений по AZ-анализу,

где С – величина изменения,

– значение коэффициента вариации.

 

Таблица – Формирование классов изменений СУПБ (AZ-анализ)

Классы измерений

AX

AY

AZ

BX

BY

BZ

CX

CY

CZ

 

Классификация изменений позволяет повысить действенность СУПБ наиболее эффективным образом.

 

 

 

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. Федеральный Закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденные приказом Ростехнадзора от 12.03.2013 № 101.

3. Федеральный закон от 22.08.1995 №151-ФЗ «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей».

4. Федеральный Закон от 21.12.1994 г. 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

5. Постановления Правительства РФ от 04.09.2003 № 547 «О подготовке населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

6. Стандарт Компании «Интегрированная система управления промышленной безопасностью, охраной труда и окружающей среды» №П3-05 С-0009 версия 3.00.