Безопасность функционирования особо важных объектов на основе профиля производственнойсистемы

Гольцман Э.М. Исследование возможное- 5. ти построения автомата-советчика для задач многоуровнего распознавания аварийных процессов на АЭС //В сб. "Методические вопросы надёжности". №14, Иркутск,

1977. С.21-25

3. Каштанов Ю.Б., Горский Ю.М., Перминова Э.В., Проферансов Ю.Д., АдриановЕ.Н., Гольцман Э.М. Некоторые возможности использования высших уровней иерархии 6. АСУ ТП для предотвращения развития цепочечных аварий в электроэнергетических системах //Труды "Всесоюзный симпозиум по актуальным вопросам управления в больших системах энергетики" Иркутск, 7.

1978. С.42-49.

4. Каштанов Ю.Б., Горский Ю.М. и др Результаты моделирования на ЭВМ развивающихся аварий и работы "интеллектуальной" системы, ориентированной на повы- 8. шение живучести АЭС //В сб. "Методические вопросы надежности больших систем энергетики" Иркутск, 1980г.с.32-35.

Каштанов Ю.Б., Горский Ю.М. Гольцман Э.М. Методические вопросы анализа осведомляющей информации и построения программно-вычислительного комплекса для имитации аварийных режимов мощных энергоблоков // Труды симпозиума, «Системы энергетики - тенденции развития и методы управления». Иркутск, 1981. с.115-121.

YU. B. Kashtanov, A.M. Berlin, I.A. Sher. Methods and means use of artificial intelligence in power system investigations //Harwood Academic Publishers GmbH. Printed in the USA. 1993. pp. 1-29 Каштанов Ю.Б. Экспертная система диагностики и подавления развивающихся аварийных процессов в технически-сложных системах. Деп. ВИНИТИ 09.02.1987, № 944-в 87.

Беллман Р., Энджел Э. Динамическое программирование и уравнения в частных производных: Пер. с англ.1974. 208 с.

Парфенова М.Я., Парфенов И.И., Гущин Ю.Г. УДК658.382.3

БЕЗОПАСНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОСОБО ВАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ ПРОФИЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ

По определению стандарта КО/1ЕС 10000 объекты охраны труда и промышленной безо-

профиль - это набор, состоящий из одного или пасности рассматривается спецификация

большего числа стандартизованных специфи- функционально взаимосвязанных объектов на

каций (базовых стандартов и/или междуна- множестве параметров и их признаков

родных стандартизованных профилей) и опре- свойств, которые обеспечивают требуемый

деляющий выбор из этих спецификаций необ- набор производственных функций, а также

ходимых для реализации конкретной приклад- согласованы и параметризованы с использова-

ной функции классов сервиса, опций, пара- нием стандартизованных спецификаций и ре-

метров, тестовых наборов. Профиль задает ба- шений, экспертных оценок многокритериаль-

зовую функциональность системы и ее окру- ных альтернатив.

жения, необходимую для выполнения кон- По уровням декомпозиции организацион-

кретных прикладных задач, агрегируя избира- ного управления на предприятии объектами

тельным образом функциональные возмож- охраны труда и промышленной безопасности

ности стандартизованных спецификаций. Под являются цеха (отделы), участки, типы рабо-

профилем производственной системы через чих мест, рабочие места, виды исследований,

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

замеры. Объекты охраны труда и промышленной безопасности представляются объектом управления (ОУ), а управляющие воздействия составляют выделенные ресурсы (информационные, финансовые, кадровые, материальные). Объекты охраны труда и промышленной безопасности относятся к эргатическим структурам управления, составным элементом которых является человек-оператор.

На предприятии к эргатическим структурам относится широкий класс ОУ: автоматические линии, физические потоки в сетях, различные механизмы и оборудование. В работе эргатическая структура управления представляется системой охраны труда и промышленная безопасности, так как охрана труда относится к человеку, промышленная безопасность - к техническим объектам. Во взаимосвязи они составляют эргатическую структуру управления. Адекватная оценка состояния ОУ на всех уровнях его декомпозиции, принятие эффективных управленческих решений по обеспечению промышленной безопасности в зависимости от текущего состояния эргатичес-ких структур имеет определяющее значение, а результаты неправильных или несвоевременных решений могут иметь непоправимые последствия.

Существующие законодательные акты, международные стандарты и рекомендации, направленные на создание эталонной модели производственной среды, определяют общую методологию проектирования, концепцию функциональности, общие требования к архитектуре производственных объектов и систем [2,3]. Основное содержание стандартов и нормативных документов составляют методы, процессы и технологии обеспечения необходимой функциональности объектов. Декомпозиция этих документов включает несколько тысяч рекомендуемых ссылок на структуры вложенных спецификаций и стандартизованных решений, которые содержат описание до нескольких сот (тысяч) страниц машинописного текста. Таким образом, регламентирующие документы на создание условий промышленной безопасности и охраны труда позволяют построить спецификацию требований по всем уровням декомпозиции эргати-че-ской структуры, включая уровень замеров элементарных ОУ и индивидуальные средства защиты работников предприятия. При этом полностью отсутствует взаимосвязь между спецификациями стандартизованных решений и техническими средствами, которые во

взаимосвязи обеспечивают выполнение требований.

На предприятиях особую сложность представляет анализ и комплексная оценка состояния охраны труда и промышленной безопасности разнородных и взаимосвязанных объектов в режиме реального времени, согласование противоречивых и неравнозначимых критериев оценки, определение результирующей функции полезности исследуемых объектов по уровням декомпозиции в соответствии с их влиянием на критичность возникающих ситуаций.

Большое число и функциональная сложность существующих регламентирующих и нормативных документов по эксплуатации технических средств, а также многообразие возможных вариантов построения эргатичес-ких структур управления вызывают необходимость решения многомерной комбинаторной задачи при построении профиля системы охраны труда и промышленной безопасности, выбора наилучшего варианта из множества альтернатив по заданным критериям в условиях неопределенности и неоднозначности оценки параметров разнородных и технологически взаимосвязанных объектов. Для анализа и оценки параметров объектов охраны труда и промышленной безопасности используются экспертные знания специалистов разных направлений, которые на практике часто содержат множество трудно выявляемых противоречий. Это вызывает особую трудоемкость в выявлении и формализации экспертных знаний, используемых для построения профиля системы охраны труда и промышленной безопасности.

Таким образом, актуальным является проектирование профиля производственной системы через объекты охраны труда и промышленной безопасности и оценка многокритериальных альтернатив развития с применением стандартизованных решений и формализованных экспертных знаний. Решение данной научной проблемы связано с созданием методов и алгоритмов для анализа и синтеза проектных решений в построении профиля производственной системы и выбора рабочего варианта профиля для обеспечения безопасного функционирования особо важных объектов [1].

Цель работы заключается в создании аппарата профилирования и формализованной методики анализа и оценки влияния исследуемых объектов на степень критичности возникающих ситуаций и предупреждение аварий-

ных ситуаций, алгоритмов и программ анализа и оценки многокритериальных альтернатив реализации и выбора рабочего варианта профиля производственной системы через объекты охраны труда и промышленной безопасности.

Проектирование профиля производственной системы через объекты охраны труда и промышленной безопасности на предприятии связано с построением спецификации взаимосвязанных функциональных элементов, определением технических средств, обеспечивающих необходимый набор функций по заданным критериям и учетом производственных условий. Производится параметризация и согласование технических средств с использованием стандартизованных решений и экспертных оценок по степени надежности и эффективности эксплуатации.

На множестве выделенных параметров ОУ и их признаков свойств, определяющих множество классов состояния, строится критериальное пространство по уровням обобщения показателей исследуемых объектов охраны труда и промышленной безопасности, что показано на рис.1.

В формализованном виде эргатическая структура управления на множестве параметров и их признаков свойств представляется в виде информационно-функционального пространства автоматизированной системы с принятием решений (АСПР) [4]. Параметры исследуемых объектов представляются число выми кодами, которые интерпретируются через глоссарий системы, с учетом весовых функций ранговой корреляции.

Для объектов охраны труда и промышленной безопасности указываются основные признаки свойств, необходимые для адекватного отображения ОУ и формирования управляющих воздействий в области допустимых решений. При увеличении числа признаков, отражающих более детальные свойства исследуемых объектов, обеспечивается более точный анализ их текущего состояния и выявление скрытых закономерностей в поведении взаимосвязанных функциональных элементов. Число детализированных параметров для представления ОУ в больших системах достигает нескольких тысяч.

Построение формализованного информационно-функционального пространства эрга-тических структур управления показано на конкретном примере. В качестве эргатической структуры управления выбирается рабочее место электрогазосварщика с функцией оцен-

ки состояния условий труда как типовой элемент организационной структуры управления. В таблице статического среза информационно-функционального пространства приводятся параметры и признаки свойств ОУ по иерархическим уровням управления. Параметры нижнего уровня (уровень детализации 1) определяют свойства элементарного ОУ (где ПДУ - предельно-допустимый уровень, ПДК -предельно-допустимая концентрация), а признаки параметров (признаки свойств) определяют множество возможных состояний ОУ на множестве данных признаков. Декартово произведение множества параметров и их признаков свойств составляют информационные объекты 1-ого уровня в базе данных для автоматизированного проектирования профиля. Совокупность параметров нижнего уровня составляют параметр более высокого уровня иерархии (уровень 2 — класс условий труда), что отображается ассоциативной связью 1-го и 2-го уровней. Параметр 2-го уровня имеет свои признаки свойств, на множестве которых аналогично строятся информационные объекты данного уровня иерархии. Множество параметров 2-го уровня составляют параметр следующего уровня иерархии (3-ий уровень), имеющего свои признаки свойств для построения информационных объектов , данного уровня. Каждому объекту соответствует значение весовой функции в виде числа, которые определяются на основе ассоциативных взаимосвязей параметров ОУ критериального пространства профиля.

Параметры и признаки свойств ОУ, которые приведены в таблице, отражают статические взаимосвязи информационных объектов, отражающих реальные объекты системы охраны труда и промышленной безопасности по уровням управления. На рис.2 показано построение динамических взаимосвязей между информационными объектами в трехмерном пространстве. Приводится фрагмент вертикального среза информационно-функционального пространства, множество параметров и признаков свойств которого определяется в прямоугольных координатах ХОУ и по оси 7. Информационные объекты, которые представляют текущие состояния элементарных ОУ, расположены по оси 7. На рис. 2 в координатах х19, уп показан увеличенный фрагмент А трех элементарных ОУ С191 (х^у^),

См (х,д,Уп'г92)' G191 (хда.Ун^9з) по оси 7. Образуется топологическое пространство динамического состояния элементарных ОУ, на множестве

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Рис. 1. Формализованное информационно-функциональное пространство эргатических структур управления.

Табл.1

Статистический срез информационно-функционального пространства

Уровень Обозначение Параметры ОУ Обозначение

иерархии параметров *ч по уровням декомпозиции признаков cвойств Интерпретация признаков свойств

У31 Аттестовано

3 Х31 Рабочее место У32 У33 Не аттестовано Условно аттестовано

У21 Класс 1. Отсутствуют опасные и вредные факторы. Нет особой тяжести и напряженности на РМ

У22 Класс 2. Есть опасные и вредные факторы или повышенная напряженность труда

2 Х21 Класс условий труда У23 У24 Класс 3. Высокий уровень опасных и вредных факторов или высокая напряженность труда Класс 4. Очень высокий уровень опасных и вредных факторов

У11 У12 У13 У14 ПДК>ПДК допустимого на 25%

1 Х11 Уровень ПДК ПДК>ПДК допустимого на 50% ПДК>ПДК допустимого на 75%

ПДК>ПДК допустимого на 100% и более

У11 ПДУ>ПДУ допустимого на 25%

1 Х12 Уровень ПДУ У12 У13 У14 ПДУ>ПДУ допустимого на 50% ПДУ>ПДУ допустимого на 75% ПДУ>ПДУ допустимого на 100% и более

1 Х13 Средства индивидуальной защиты У11 У12 Соответствуют требованиям Не соответствуют требованиям

Продолжительность У11 25% от допустимого

1 Х воздействия на У12 50%

работника вредных У13 75%

факторов У14 100% и более

1 Х15 Оборудование по степени опасности травматизма У11 У12 У13 У14 Нет риска Есть риск Высокий риск Очень высокий риск

1 Х16 Используемые материалы по вредности У11 У12 У13 У14 Отсутствуют Вредность невысокая Вредность высокая Вредность очень высокая

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Рис. 2 Построение динамических взаимосвязей между информационными объектами в трехмерном пространстве на множестве элементарных ОУ.

которых осуществляется анализ текущего состояния и производится определение результирующего класса состояния рабочего места электрогазосварщика. Динамические взаимосвязи между информационными объектами топологического пространства текущего состояния ОУ выражаются алгоритмами функциональной компьютерной систематики, функционального анализа. Выявление скрытых закономерностей производится с применением дискретно-непрерывных Р-преобра-зований, трансформирующих дискретные модели в непрерывное пространство изображений [1].

Для согласования функциональных элементов в критериальном пространстве необходимо разработать метод селекции элементов профиля системы охраны труда и промышленной безопасности на основе построения обратно-симметричной и согласованной матрицы сравнений весов и оценки индекса согласованности, построения обобщенных критериев по составным критериям иерархических уровней дерева оценочных критериев, а

также построению общей функции полезности альтернатив и вычислительной рекурсивной функции.

Способ формирования составного критерия на основе сформулированных требований к оптимальности выбирается для случая неравнозначимых частных критериев [5]. Для этого используется свертка, которая наиболее полно отражает качественный характер задания предпочтений и сохраняет их нормирование.

Метод селекции обеспечивает согласование элементов профиля, относящихся к разнородным объектам, а также исключение противоречивых опций, функциональных групп, стандартизованных решений.

Для выбора рабочего варианта профиля строится решающее правило на основе оценки многокритериальных альтернатив [5]. Структура решающего правила включает следующие операции: построение спецификации элементов профиля и определение общей функции полезности по составным критериям; построение спецификации п вариантов профиля; выбор вариантов профиля, которые

удовлетворяют критериям - требованиям и заданным критериям надежности и эффективности; - выбор рабочего варианта профиля на множестве альтернатив, который соответствует максимальной функции полезности по обобщенному критерию эффективности и максимальной функции полезности по обобщенному критерию надежности.

Формализованная методика проектирования профиля производственной системы через объекты охраны труда и промышленной безопасности, построенная с использованием базовых стандартов, стандартизованных решений и формализованных экспертных знаний, позволяет выявить степень корреляции функциональных элементов и скрытые закономерности в поведении ОУ, исключить их избыточность при одновременном повышении степени интеграции функциональных модулей и качество технологических процессов производственной системы. Аппарат профилирования позволяет снизить непроизводственные затраты на достижение преемственности и эффективной эксплуатации функциональных элементов при переходе на более совершенные технологии. Профиль производственной системы позволяет проводить анализ и оценку текущего состояния оборудования, транспортных средств и определять сте-

пень их влияния на критичность возникающих ситуаций, предупреждение аварийных ситуаций для безопасного функционирования особо важных объектов.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Парфенов И.И., Парфенова М.Я. Практика Великой теоремы Ферма применительно к интеллектуальным информационным технологиям. -М.: Новые технологии, 2003.- Усл. печ. л.2,94. (Приложение к журналу "Информационные технологии" № 12/2003). С.46-52.

2. Сухомлин В.А. Введение в анализ информационных технологий. -М.: Горячая линия - Телеком, 2003. 262с.

3. Артемьев В.И. Проблемы принятия стандартов в проектировании больших сис-тем.//М1р://^^^о8р.ш/сю/2001/06/039. htm, M.: Открытые системы, 2001.

4. Парфенова М.Я., Голубов А.А. Системное моделирование операционной среды автоматизированной системы с принятием решений в режиме реального времени //Машиностроитель.- 2005.- №5. - С.15-20.

5. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. -М.: Логос, 2003.-392 с.

ЛонцихП.А., РеваМ.А., Луцкая Н.В.

УДК 621.01

СЕРТИФИКАЦИЯ И МОДЕЛИ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

В условиях рыночных отношений, когда всем предприятиям и организациям предоставлено право самостоятельного выхода на внешний рынок, они сталкиваются с проблемой оценки качества и надежности своей продукции.

Международный опыт свидетельствует о том, что необходимым инструментом гарантирующим соответствие качества продукции требованиям нормативно-технической документации НТД является сертификация. Сертификат от лат. сегйт — верно, facere — делать. Сертификация в общепринятой международной терминологии определяется как установление соответствия. Национальные законодательные акты различных стран кон-

кретизируют: соответствие чему устанавливается, и кто устанавливает это соответствие. Сертификация — это документальное подтверждение соответствия продукции определенным требованиям, конкретным стандартам или техническим условиям. Сертификация продукции представляет собой комплекс мероприятий (действий) ,проводимых с целью подтверждения посредством сертификата соответствия (документа), что продукция отвечает определенным стандартам или другим НТД.

Многие зарубежные фирмы расходуют большие средства и время на доказывание потребителю, что их продукция имеет высокое качество. Так, по зарубежным источникам величина издержек на эти работы составляет