Bezpečnosť technických systémov

Názov	Bezpečnosť technických systémov
Forma	Podklady k prednáškam a cvičeniam
Abstrakt	Zmenšovanie rizík, Posudzovanie rizík, Požiadavky na bezpečnosť, Voľba technológie a koncepčný stupeň návrhu, Základy analýza spoľahlivosti aplikované v bezpečnostných systémoch,Bezpečnosť - prístroje a zariadenia, Inžinierstvo bezpečnostných systémov – hardvér, Inžinierstvo aplikačného sotfvéru, Komplexné plánovanie,Zavedenie bezpečnostného systému, Overovanie, prevádzka a manažment zmien, Opodstatnenie bezpečnostných systémov
Rozvrh	2/0/2
Hodnotenie	Skúška
Poznámky

Úvod

Bezpečnostné systémy

„Zariadenia vybavené bezpečnostnými systémami sú navrhované tak, aby reagovali na podmienky, ktoré môžu ohroziť samotné zariadenie, resp. zvýši sa stupeň ohrozenia v prípade ak bude žiadaná reakcia chýbať. Tieto systémy musia generovať korektné výstupy, žiadané pre predídenie ohrozenia alebo zmenšenie jeho následkov.“ (UK Health and Safety Executive)

• chybové hlásiče, alarmy,...
• havarijné vypínacie systémy,...
• bezpečnostné vypínacie systémy,...
• bezpečnostné blokovacie systémy,...
• atď...

Zariadenie vybavené bezpečnostným systémom 

Automatický systém alebo zariadenie, ktoré má za úlohu chrániť osoby, zariadenia alebo životné prostredie proti poškodeniu spôsobenému špecifikovanými podmienkami ohrozenia.

• NEBEZPEČENSTVO
  • stroj, materiál, človek, prostredie, simulácia alebo stav, ktorý má schopnosť spôsobiť stratu.
• OHROZENIE
  • je potenciálnou príčinou vzniku straty. Je to schopnosť nebezpečenstva spôsobiť stratu.
• RIZIKO
  • predstavuje možnosť straty.

Nebezpečenstvo (identifikácia) a riziko (zníženie).

• Nebezpečenstvo je prirodzená fyzikálna (alebo chemická, biologická) entita ktorá má potenciál pre spôsobenie škôd na osobách, majetku alebo prostredí [4].
• Riziko je zvyčajne definované ako kombinácia závažnosti a pravdepodobnosti výskytu určitej udalosti (Ako často? Ako zlé?).

   Riziko = Frekvencia_výskytu × Dôsledok_Nebezpečenstva

Vyhodnotenie: kvalitatívne, kvantitatívne.

Príklad:

• Ronaldo kope pokutový kop (Nebezpečenstvo)
• Brankár (Podstupuje riziko)
• Frekvencia: 6 × za sebou.
• Dôsledky: hrozivé!

Riziko = 6 × Hrozivé_dôsledky

Zníženie rizika:zníženie počtu pokusov na 2

Zníženie rizika

Základné predpoklady:

• predefinovaná kvalita
• kvantita zníženia ohrozenia

cieľ: zníženie ohrozenia z neakceptovateľného na (min.) tolerovateľné.

Zníženie ohrozenia – Princíp 'ALARP'

ALARP - As Low As Reasonably Practicable

Existujú 3 kategórie rizika:

• ZANEDBATEĽNÉ: akceptované bežnými osobami v bežnom živote
• TOLEROVATEĽŇÉ: radšej nie, ale keď je treba....napr.: autonehody, letecké nešťastia...
• NEAKCEPTOVATEĽNÉ:

Fatal Accident Rate

• FAR – smrteľné dôsledky: jedna z metód stanovenia tolerovateľnosti úrovne rizika.
• Podľa počtu úmrtí v rozličných podmienkach je možné stanoviť číselné hodnoty pre akceptovateľné riziko! (historický vývoj)

FAR = počet úmrtí za [math]10^8[/math] (10e8) hodín činnosti.

• v SR: 1 osoba:
  • pracovný fond 37.5 hodiny/týždeň, 365 dní v roku (bez dovolenky):
  • 1955 hodín/rok
  • [math]10^8[/math] hodín/511415 rokov
• 50000 zamestnancov:
  • pracovný fond [math]1.87^6[/math]hodín/týždeň
  • [math]9^8[/math] hodín/rok
  • [math]10^8[/math] hodín/10.2 rokov

Ak FAR=4, tak: 4 smrteľné úrazy na 10.2 rokov

Činnosť:	FAR	Individuálne ohrozenie*
Letecká doprava		0.02
Železničná doprava	3-5	0.03
Autobusová doprava	4	2
Automobil	50-60	2
Chemický priem.	4	0.5
Priemyselná výroba	8
Námorníctvo	8	9
Uhoľný priem.	10	2
Poľnohospodárstvo	10
Box	20000
Horolezectvo	4000	1.4
„sedenie“ doma	1-4
život po 75-ke	152	133

* úmrtia_za_rok × 10e-4

Veličina „FAR“ môže byť použitá pre nastavenie tolerovateľnej hranice pre výskyt konkrétneho druhu ohrozenia.

Napríklad:

V továrni sa zdržuje (nepretržite pracuje) v priemere 5 osôb pri každej „explózii“ zahynie 1 osoba FAR = 2.0

Aká je požadovaná priemerná doba medzi nehodami?

• úmrtnosť za rok = 2e-8 × 8760 × 5 = 8.76e-4 (FAR/hod)
• Priemerná doba medzi nehodami: 1/8.76e-4 = 1141.6 rokov

Inžinierstvo bezpečnostných systémov (bezpečnostné inžinierstvo)

Systematický prístup k návrhu a správe (manažmentu) bezpečnostných systémov zahrňuje všetky činnosti spojené so stanovením požiadaviek a návrhu BS.

Bezpečnostné funkcie

funkcie zaisťujúce bezpečnosť v ktorejkoľvek situácii

Funkčná/funkcionálna bezpečnosť

je časťou komplexnej bezpečnosti, ktorá je založená na korektnej prevádzke svojich systémov

TUV: náhodné hardvérové alebo systematické dizajnové chyby alebo omyly vnesené ľudským faktorom nesmú vyústiť do stavu, keď chyba jednotky spôsobí poruchu s potenciálnym dôsledkom:

• zranení alebo úmrtí osôb,
• ohrozenia prostredia,
• straty zariadenia alebo výrobkov.
• jednoduché zariadenie
• rozsiahle distribuované počítačom riadené zariadenie,
• prístroj
• komplexne vybavený ochranný systém.

Funkcionálna bezpečnosť je o korektnom fungovaní jednotky alebo systému navrhnutého na ochranu osôb a zariadení pred ohrozením.

Systémový prístup

• Potrebujeme pravidlá?
• Prečo nezostať pri všeobecne známych princípoch?
• Kto to bude robiť? Nech to spraví dodávateľ!

• ťažiť z predchádzajúcich vedomostí a skúseností,
• minimalizovať možnosť výskytu chýb,
• ukázať konkurencii dobre vykonanú prácu,
• možnosť porovnávania problémov a ich riešení
• zníženie závislosti na konkrétnom obsadení miest osobami
• podpora kompatibility výrobkov a služieb

pokrytie celoživotného cyklu aplikácie

Legislatíva

Líder: chemický priemysel (uprednostnenie samoregulácie pred zásahom vlád na základe znepokojenia obyvateľstva...

Príčiny zlepšenia BS:

• verejnosť chce vidieť do organizácie bezpečnosti
• cena za nehodu
• vyššie „odmeny“ – nižšie riziko (jadrové elektrárne)
• legislatívne požiadavky
• komplexnosť procesov a zariadení
• riziko nevyjasnených vzťahov
• železničná doprava
• zodpovednosť majiteľov, prevádzkárov a návrhárov
• poistenia
• programovateľné elektronické systémy

Normy:

• TUV (1984)
• DIN V 19250/ VDE V 0801 (D)
• ANSI/ISA S.84.1 (USA)
• NFPA/UL 1998
• OSHA
• UK HSE (Health and Safety Executive)
  • Out of Control: Why control systems go wrong and how to prevent failure www.hse.gov.uk
• IEC 61508 98-2000
  • manažment fukcionálnej B. technické požiadavky B. dokumentácia, kompetencie
• ISO 31000

Záver

• Komplexný návrh zariadení vybavených BS vyžaduje širokú znalosť možných ohrození a rizík ako hlbokú znalosť navrhovaných opatrení.
• Dôraz musí byť kladený aj na definovanie základných požiadaviek.
• Úspešná implementácia BS závisí na zaistení kvality v procese návrhu a na kvalitnom manažmente všetkých aspektov projektu počas jeho celého životného cyklu.
• Životný cyklus bezpečnosti dáva rámec pre návrh a manažment týchto procesov
• Existujú normy a štandardy, ktoré predpisujú príslušné požiadavky pre každú úroveň v procese životného cyklu týchto procesov.

Slovník

Safety Instrumented System (SIS)

Zariadenie vybavené B. systémom

Hazard

Nebezpečenstvo

Risk

Riziko

FAR – Fatal Accident Rate

Intenzita smrteľných dôsledkov

Safety Life Cycle (SLC)

Životný cyklus bezpečnosti

Literatúra

1. Kiwiki [online]. Otvorená a slobodná wiki obsahujúca študentské práce a výučbové materiály. Dostupné na <http://kiwiki.fmtnuni.sk>.
2. SINAY, J. et al. Riziká technických zariadení, manažérstvo rizika. Košice: OTA, 1997.
3. MAJER, I., ORAVEC, M., SINAY, J. Posudzovanie rizík. Bratislava: VVUBP, 1997.
4. MACDONALD, D. Practical Industrial Safety, Risk Assessment, and Shutdown Systems. [s.l.]: Elsevier Science and Technology Books, 2004. ISBN 0750658045.
5. GRIMWALD, G. et al. Risk in Technological Systems. Berlin: Springer Verlag, 2010. ISBN 978-1-84882-640-3.