Оценка надежности сложной социотехнической системы на примере строительства здания насосной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт мелиорации, водного хозяйства и строительства имени А.Н. Костякова

Направление: «Техносферная безопасность»

Направленность: «Защита в чрезвычайных ситуациях»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Надежность технических систем и техногенный риск

на тему: Оценка надежности сложной социотехнической системы на примере строительства здания насосной станции

Евграфов Алексей

Москва 2019



Содержание

Введение

Глава 1. Иерархическое представление социотехнической системы

1.1 Классификация подсистем «Технология

1.2 Исходные данные к расчёту

Глава 2. Расчет основных показателей опасности и риска

2.1 Результаты расчетов

2.2 Диаграмма распределения класса опасности

Глава 3. Диаграмма распределения класса опасности для трех наиболее опасных строительных работ

Глава 4. Рекомендации по снижению и предупреждению производственных опасностей и риска

4.1 Каменные работы

4.2Монтажные работы

4.3 Погрузочно-разгрузочные работы

Вывод

Список литературы

Введение

В современном обществе промышленное производство играет главную роль, что влечёт за собой увеличение масштаба производства. В последние время промышленное производство является постоянным источником возникновения несчастных случаев, аварий, катастроф. Наибольшей степенью аварийности подвергнуты угольная, горнорудная, химическая, нефтегазовая и металлургическая отрасли, а также транспорт. В связи с ростом промышленного производства и увеличение объёмов строительства, особую актуальность преобладает предупреждение происшествий в строительстве объектов различного назначения.

Решение проблемы обеспечения безопасности в обществе связано с развитием теории надёжности технологического оборудования и оценка рисков производства.

В курсовом проекте рассмотрены вопросы надёжности технических систем и техногенного риска. Приведены математические формулировки, используемые при оценке и расчёте основных свойств и параметров надёжности технических объектов, рассмотрены элементы физики отказов. Рассмотрена методология анализа техногенного риска, приведены методы оценки риска с использованием логико-графических методов анализа.

Анализ опасности и риска технической системы проведём с помощью модели социотехнической системы, состоящей из 7 подсистем (элементы) - технология, машины, материалы, рабочее место, персонал, среда, объект.



Глава 1 Иерархическое представление социотехнической системы

Всякая техническая система потенциально опасна. Наличие в системе человеческого фактора приводит к возникновению несчастных случаев. Человек не желая мириться с этим, стремится установить причины произошедшего, выявить закономерности, получить информацию для познания и предотвращения подобных явлений. Увеличение количества несчастных случаев в технических системах, использование сложных технологий и методов управления требуют проведения оценок опасностей и риска производства. строительный риск опасность социотехнический

Анализ опасностей и риска технической системы целесообразно проводить с помощью людей социотехнической системы, состоящей из 7 подсистем:

1) Технология

2) Машины

3) Материалы

4) Рабочее место

5) Персонал

6) Среда

7) Объект

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1 Социально - техническая система строительства

Социотехническая система представлена на рис. 1. Данная модель позволяет через технологические показатели опасности систем, подсистем и их элементов судить о безопасности системы. Каждый из классификаторов подсистем социотехнической системы должен отвечать следующим основным принципам:

- полнота, однозначность, достоверность, узнаваемость, относительная простота.

Задача полноты состояния классификаторов тесно связана с задачей описания обстоятельств производственного травматизма, анализов взаимосвязей параметров и признаков несчастного случая на производстве.

Подсистемы находятся в тесной взаимосвязи и друг друга дополняют.

- Подсистема «Объект» отражает тип системы, а также некоторые отличительные и специфические признаки.

- Подсистема «Технология» характеризует технологические процессы, рабочие операции, рабочие движения и отражает опасности, обуславливают пространственно-временными схемами взаимодействия машин, персонала, а также материальных, энергетических и информационных потоков.

- Подсистема «Персонал» отображает наиболее важные признаки предприятия и работника: численность, возраст, профессия, стаж работы и

т. д.

- Подсистема «Рабочее место» находит отображение пространства, санитарно-гигиенических, метеорологических и иных признаков рабочего места и его специфики.

-Подсистема «Машина» раскрывает признаки, применяемые технологическими средствами.

-Подсистема «Материалы» отражает такие элементы как: сырье, изделие, монтируемое оборудование, конструкции.

Подсистема «Среда» характеризует внешнее воздействие, а также природные явления и особенности, имеющие место во время происшествий.



1.1 Классификация подсистем «Технология»

Классификация подсистемы технология на примере бетонных работ

1.2 Исходные данные к расчёту

Таблица 1 - Исходные данные к расчету

Виды строительных работ	Количество несчатных случаев	D (дни нетрудоспособности)	P (численность работающих)	ЗП (заработная плата штата работающих)
	N (всего)	Nс (со смертельным исходом)
1	2	3	4	5	6
1) Бетонные	10	1	170	333	27000
2) Земляные	25	0	160	421	35600
3) Каменные	17	2	110	401	34700
4) Кровельные	44	1	40	397	29800
5) Монтажные	30	1	280	383	37800
6) Отделочные	11	0	110	376	30800
7) Погрузочно-разгрузочные	7	3	420	359	33900
8) Плотничные	12	0	150	374	32600
9) Вспомогательные	27	0	220	387	31200



Глава 2 Расчет основных показателей опасности и риска

1. Коэффициент частоты травматизма без учёта случаев со смертельным исходом, представляющий собой количество несчастных случаев, приходящихся на 1000 работающих за определенный период:

где - количество несчастных случаев, происшедших в организации за определенный период;

- среднесписочный состав работников в организации за рассматриваемый период

2. Коэффициент частоты несчастных случаев со смертельным исходом, представляет собой количество несчастных случаев со смертельным исходом, приходящихся на 1000 работающих, и принимается равным:

где - количество несчастных случаев со смертельным исходом за рассматриваемый период;

- количество несчастных случаев со смертельным исходом за рассматриваемый период

- среднесписочный состав работников в организации за рассматриваемый период

3. Коэффициент тяжести травматизма без учета смертельных исходов, представляет среднюю длительность временной нетрудоспособности, приходящуюся на один несчастный случай, происшедший на производстве:

где - количество дней нетрудоспособности по травматизму за рассматриваемый период;

- количество несчастных случаев, происшедших в организации за определенный период

4. Коэффициент тяжести травматизма с учетом смертельных исходов, представляет среднюю длительность временной нетрудоспособности, приходящуюся на один несчастный случай со смертельным исходом, происшедший на производстве:

- количество несчастных случаев со смертельным исходом за рассматриваемый период

? количество дней нетрудоспособности по травматизму за рассматриваемый период.

Последствия несчастного случая со смертельным исходом, согласно рекомендациям Международной организации труда, условно приравнены к 7500 дням потери трудоспособности.

5. Потенциал опасности травмирования работников без учета смертельных исходов определяется по формуле:

где ? количество дней нетрудоспособности по травматизму за рассматриваемый период;

Р ? численность работающих

6. Потенциал опасности травмирования работников с учетом смертельных исходов определяется по формуле:

где ? количество дней нетрудоспособности по травматизму за рассматриваемый период;

Р ? численность работающих;

- количество несчастных случаев со смертельным исходом за рассматриваемый период.

7. Показатель класса опасности без учета смертельных исходов

где B - выплаты пострадавшим при несчастных случаях без учета смертельных исходов, руб.

Принимаем

где 100 - условный тариф по средней дневной заработной плате в руб.;

?ЗП - суммарная заработная плата всех застрахованных работников (по всем видам строительных работ), руб., за определенный период времени;

? количество дней нетрудоспособности по травматизму за рассматриваемый период.

8. Показатель класса опасности с учетом смертельных исходов

где- выплаты пострадавшим при несчастных случаях с учетом смертельных исходов руб.

Принимаем

где 100 - условный тариф по средней дневной заработной плате в руб.;

?ЗП - суммарная заработная плата всех застрахованных работников (по всем видам строительных работ), руб., за определенный период времени;

? количество дней нетрудоспособности по травматизму за рассматриваемый период;

- количество несчастных случаев со смертельным исходом за рассматриваемый период.

2.1 Результаты расчетов

Таблица 2 - Результаты расчетов

№	Вид строительных работ	Коэффициент частоты травматизма без учёта случаев со смертельным исходом	Коэффициент частоты несчастных случаев со смертельным исходом	Коэффициент тяжести травматизма без учета смертельных исходов	Коэффициент тяжести травматизма с учетом смертельных исходов	Потенциал опасности травмирования работников без учета смертельных исходов	Потенциал опасности травмирования работников с учетом смертельных исходов
1	Бетонные	30	3	7	7670	0,5	20
2	Земляные	59	0	6	0	0,4	0,3
3	Каменные	42	4	6	7610	0,3	37,6
4	Кровельные	110	2	1	7540	0,1	18,9
5	Монтажные	78	2	9	7780	0,7	20,3
6	Отделочные	29	0	11	0	0,3	0,3
7	Погрузочно-разгрузочные	19	8	60	7920	1,1	63,8
8	Плотничные	32	0	13	0	0,4	0,4
9	Вспомогательные	69	0	8	0	0,5	0,5

Таблица 3 - Результаты расчетов

	Вид строительных работ	Показатель класса опасности без учета смертельных исходов	Выплаты пострадавшим при несчастных случаях без учета смертельных исходов	Показатель класса опасности с учетом смертельных исходов	Выплаты пострадавшим при несчастных случаях с учетом смертельных исходов
1	Бетонные	58	17000	57	17000
2	Земляные	54	16000	54	16000
3	Каменные	37	11000	5149	1511000
4	Кровельные	14	4000	2569	754000
5	Монтажные	95	28000	2651	778000
6	Отделочные	37	11000	37	11000
7	Погрузочно-разгрузочные	143	42000	7811	2292000
8	Плотничные	51	15000	51	15000
9	Вспомогательные	75	22000	74	22000



2.2 Диаграмма распределения класса опасности



Глава 3 Диаграмма распределения класса опасности для трех наиболее опасных строительных работ

По результатам расчетов показателей классов опасности, определены три наиболее опасных вида строительных работ: монтажные, каменные, погрузочно-разгрузочные.

Построена диаграмма распределения показателей класса опасности с учетом и без учета смертельных исходов для трех наиболее опасных видов работ.

Очевидно, что самым опасным видом строительных работ являютсякаменные работы.

Диаграмма 2. Диаграмма распределения показателей класса опасности для трех наиболее опасных видов строительных работ



Глава 4. Рекомендации по снижению и предупреждению производственных опасностей и риска

4.1 Погрузочно-разгрузочные

Погрузочно-разгрузочные работы являются во всём мире одним из самых распространённых видов работ, при выполнении которых работники получают тяжёлые и смертельные травмы. Например:

- в зависимости от отрасли доля несчастных случаев при погрузочно-разгрузочных работах в России колеблется от 2 до 50%;

- в Республике Беларусь (по данным Департамента государственной инспекции труда её Министерства труда и социальной защиты) в 2010 году на производстве при погрузочно-разгрузочных работах было 28 несчастных случаев с тяжёлым исходом и 15 - со смертельным.

В каждой организации время от времени проводятся погрузочно-разгрузочные работы, связанные с ремонтно-строительными работами, поступлением техники, оборудования, инвентаря, материалов и т. д. В связи с тем, что многие организации, как правило, не имеют специалистов-грузчиков, погрузочно-разгрузочные работы проводят силами имеющихся в наличии работников. При проведении этих работ имеют место случаи производственного травматизма, в том числе и со смертельным исходом. Основными причинами несчастных случаев при проведении погрузочно-разгрузочных работ являются плохая их организация, а также незнание работниками правил охраны труда.

Самый высокий уровень производственного травматизма бывает при выполнении погрузочно-разгрузочных операций, эксплуатации грузоподъёмных машин и механизмов и транспортных средств.

Анализ происшествий, повлекших несчастные случаи на производстве при выполнении погрузочно-разгрузочных работ, в том числе с применением средств механизации, показывает, что организующие их работодатели и выполняющие их работники не соблюдают требования безопасности, регламентируемые нормативными правовыми актами и локальными нормативными правовыми актами по охране труда [19, 20, 51, 52, 88-98, 122-128], и не уделяют должного внимания соблюдению технологических процессов. Причём работодатели не всегда обеспечивают эффективный контроль за применением работниками безопасных приёмов в работе и выполнением требований, изложенных в соответствующих правилах и инструкциях по охране труда.

Работы, выполняемые с использованием грузоподъёмного оборудования, и погрузочно-разгрузочные работы с применением средств механизации, относятся к работам с повышенной опасностью, которые необходимо выполнять, организуя производственные процессы с учётом требований безопасности на основе нормативных правовых актов.

4.2 Монтажные

Монтажные работы включают в себя комплекс взаимосвязанных механизированных процессов, операций, приемов, создают фронт работы для выполнения других операций, и являются важнейшей составной частью строительной деятельности [17].

К числу технологических опасных производственных факторов при ведении монтажных работ относятся: передвигающиеся конструкции, грузы, обрушение незакрепленных элементов конструкций зданий, падение вышерасположенных материалов и инструмента, опрокидывание машин и падение их частей, расположение рабочих мест вблизи перепада по высоте 1,3 м и более, опрокидывание машин, падение их частей, повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека [8].

Монтажные работы относятся к наиболее сложным и опасным видам работ, т. к. значительный их объем приходится выполнять на высоте вблизи неограж-денного перепада по высоте 1,3 м и более. Работая постоянно в стесненных условиях на временных стремянках, подмостях, на высоте, большую часть времени в неудобной позе, монтажник испытывает существенную нагрузку от напряженного состояния тела и повышенного нервно-психического напряжения. Поэтому к монтажным работам допускаются лица не моложе 18 лет, обладающие профессиональными навыками, обученные безопасным приемам работ и имеющие соответствующие удостоверения.

Монтажные работы состоят из ряда рабочих операций, выполняемых в строгой технологической последовательности: строповка монтируемого элемента и подача краном к месту монтажа; выверка, временное закрепление и расстроповка элемента; сварка закладных деталей и замоноличивание стыков [18].

Перед началом работ на высоте знакомят с характером предстоящей работы, состоянием рабочего места и проходов к нему, безопасными способами подъема на рабочее место, с мерами предосторожности при выполнении работ, а также защиты от падения с высоты. При проведении монтажных работ в местах, опасных для движения людей, вывешивают хорошо видимые предупредительные знаки. Входы в помещения и проходы в нижних этажах, над которыми проводят монтаж, закрывают для доступа людей.

На участке, где проводятся монтажные работы, не разрешается выполнять другие виды работ и находиться посторонним лицам. Передвижение рабочих по навесным лестницам при монтаже крупноразмерных элементов допускается только в пределах двух этажей. Подъем рабочих по навесным лестницам на высоту более 10 м допускается, если через каждые 10 м лестницы оборудованы площадками для отдыха. Навесные лестницы высотой более 5 м должны отвечать требованиям [8].

Для перехода монтажников с одной конструкции на другую применяются инвентарные лестницы, мостики, трапы, площадки, которые устанавливаются и закрепляются на монтируемых конструкциях до их подъема

Производство монтажных операций без подмостей допускается только при невозможности их устройства, в этом случае применяют предохранительные пояса Мастер или производитель работ должны указать места пребывания монтажника на конструкции и места крепления предохранительных поясов.

До начала работ устанавливается порядок обмена условными сигналами между монтажником, руководящим монтажом, и машинистом крана. Все сигналы подаются одним лицом, кроме сигнала «Стоп», который может быть подан любым работником, заметившим опасность.

Строповку грузов следует производить инвентарными стропами и грузозахватными устройствами. Если высота до замка грузозахватного средства превышает 2 м, то должна обеспечиваться дистанционная расстроповка с рабочего горизонта. Способы строповки должны исключать возможность падения или скольжения застропленного груза и обеспечивать его подачу к месту установки в положении, близком к проектному

4.3 Каменные

Каменные работы представляют собой поштучную укладку камня на растворе. Каменную кладку выполняют из природных и искусственных камней правильной и произвольной формы. Из природных материалов используют постелистый и рваный камень из известняка, доломита, песчаника и других горных пород массой до 40 кг; тесаные камни для облицовки и декоративной кладки; мелкие пиленые камни из известняка, туфа, ракушечника и других горных пород. Из искусственных материалов наибольшее распространение получили кирпич глиняный обыкновенный (полнотелый), пористый, пустотелый и пористо-пустотелый; кирпич глиняный лицевой и силикатный; пустотелые керамические камни; мелкие легкобетонные камни со щелями и с тремя сквозными пустотами массой до 32 кг и др. Природные каменные материалы и изделия изготавливаются из горных пород, которые подразделяются на осадочные, метаморфические и изверженные. Каменные материалы и изделия характеризуются следующими показателями:

объемная масса -- масса единицы объема;

марка -- предел прочности при сжатии;

морозостойкость -- количество циклов замораживания и оттаивания;

размягчение -- отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности его в сухом состоянии;

водопоглощение -- отношение массы воды, поглощенной материалом, к массе материала в сухом состоянии.

В зависимости от способа изготовления материалов и изделий из природных камней они подразделяются на пиленые, колотые, рваные, дробленые, плавленые и сортированные. Для кладки фундаментов применяют бутовый камень (рваный, плитняковый, постелистый), колотые и пиленые штучные камни всех видов горных пород. Для кладки стен используют стеновые камни, крупные стеновые блоки, тесаный камень из всех видов известняка, доломита, песчаника, вулканического туфа и гипсового камня. Эти материалы и изделия изготавливаются из горных пород массой до 2100 кг/м3; они должны удовлетворять нормативным требованиям по прочности на сжатие, морозостойкости, влагопоглощению и др. Для природных камней установлены марки по пределу прочности на сжатие от 4 до 400. Для кладки фундаментов и наружных стен Для природных камней по морозостойкости и водопоглощению установлены марки от 15 до 500. Для кладки фундаментов и стен подземных частей зданий применяются бутовый, колотый и пиленый камни с коэффициентом размягчения камня не менее 0,6 и марки не ниже 400.

Облицовочные плиты и камни из природных материалов применяются для облицовки наружных и внутренних стен зданий, настилки полов, изготовления карнизов, подоконных плит и т. д. Облицовочные плиты и камни распиливают или раскалывают из блоков природного камня с последующей их обработкой. Для наружной облицовки применяют атмосферостойкие и плотные изверженные породы, для внутренней -- легко поддающиеся обработке мягкие породы.

Кирпич строительный используют для кирпичной кладки. Различают следующие его виды: глиняный обыкновенный пластического или полусухого прессования, силикатный, из трепелов и диатомитов, глиняный пустотелый пластического прессования, шлаковый и др. Кирпич производится марки 75, 100, 125, 200, 250 и 300. Масса кирпича не должна превышать 4 кг.

Бетонные и легкобетонные камни применяются для кладки цоколей, фундаментов, наружных и внутренних стен и т. п. Для кладки фундаментов, цоколей, а также стен влажных помещений применяются камни из тяжелых бетонов; марка по пределу прочности должна быть от 25 до 200, а по морозостойкости не ниже Мрз 15. Для кладки в помещениях с нормальной важностью изготавливают легкобетонные камни на легких заполнителях марки 25-150 по морозостойкости не ниже 25 Мрз. Легкобетонные камни применяют для кладки стен, столбов и цоколей выше гидроизоляционного слоя. Бетонные и легкобетонные камни производят как сплошными, так и пустотелыми, со сквозными или щелевидными пустотами.



Вывод

В данной курсовой работе были изучены вопросы надежности технических систем, проведен расчет основных показателей опасности и риска. На основе расчетов определено три вида наиболее опасных строительных работ (земляные, кровельные, вспомогательные).Для этих видов работ была построена диаграмма распределения показателей класса опасности с учетом и без учета смертельных исходов. Из них самыми опасными являются погрузочно-разгрузочные работы с показателем класса опасности с учетом смертельных случаев (Kc=7811) и без учета смертельных случаев (K=143), для этих работ описаны требования безопасности и рекомендации по снижению производственных опасностей.

Безопасность важная часть производства, для её обеспечения необходимо всегда соблюдать все требования и правила к работе, проходить обучение безопасным методам и приёмам выполнения работ.



Список литературы

1. Герасимова О.О. Основы теории риска./ Методические указания. - Томск: Изд-во ТГАСУ, 2014. - 28 с.

2. Типовые инструкции по охране труда при выполнении вспомогательных работ [Электронный ресурс] /Серго А.Г. // Режим доступа: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions/168/3191/

3. Викторова, В. С. Модели и методы расчета надежности технических систем / В.С. Викторова, А.С. Степанянц. - Москва: ИЛ, 2014. - 256 c

4. . Капур, К. Надежность и проектирование систем / К. Капур, Л. Ламберсон. - М.: Мир, 2014. - 608 c.

5. Левин, В.И. Логическая теория надежности сложных систем: моногр. / В.И. Левин. - М.: Энергоатомиздат, 2014. - 128 c.

6. Надежность и эффективность в технике. Справочник. - М.: Машиностроение, 2017. - 500 c.

7. В.С. Изотов, Л.С. Сабитов, Р.Х. Мухаметрахимов. Основы технологии сторительныхпроцессов .[Электронный ресурс]/Аверин Н.О.//Режим доступа:https://www.kgasu.ru/upload/iblock/89e/osnovu_teh_pr.pdf

8. Хевиленд, Р. Инженерная надежность и расчет на долговечность / Р. Хевиленд. - Москва: Высшая школа, 2017. - 232 c.

9. СНиП 12-03-2001.Безопасность труда в строительстве.[Электронный ресурс]/Лопатина Н.В. //Режим доступа:http://www.tehbez.ru/Docum/DocumShow_DocumID_306.html

10. Шубинский, И. Б. Надежные отказоустойчивые информационные системы. Методы синтеза / И. Б. Шубинский. -- Ульяновск : Областная типография «Печатный двор», 2016.

11. ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Основные понятия, термины и определения.

12. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонтатехники. Термины и определения.

13. Северцев, Н.А. Надёжность сложных систем в эксплуатации иотработке / Н.А. Северцев. - М. : Высшая школа, 2015.

14. СП 12-132-99. Безопасность труда в строительстве. Макеты

15. стандартов предприятий по безопасности труда для организаций строительства, промышленности строительных материалов и жилищнокоммунального хозяйства

16. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализариска опасных производственных объектов.

17. Белозеров А. Е. Строительный портал [Электронный ресурс] / Белозеров А. Е. //Режим доступа: https://lifecontrary.ru/category/arxivy/

Размещено на Allbest.ru

...