Obsah prezentace Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP)

Prezentace na téma: "Obsah prezentace Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP)"— Transkript prezentace:

1 ŘÍZENÍ JAKOSTI A SPOLEHLIVOSTI Pavel Fuchs David Vališ Josef Chudoba Jan Kamenický Jaroslav Zajíček

2 Obsah prezentace Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP)
Analýza spolehlivosti lidského faktoru

3 Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP)
Principy metody HAZOP je týmový proces podrobného rozpoznávání problémů týkajících se nebezpečí a provozuschopnosti zabývá se rozpoznáváním potenciálních odchylek od cíle projektu (projektované funkce), zkoumáním jejich možných příčin a hodnocením jejich následků zkoumání se provádí pomocí systematického používání sady vodicích slov, aby se rozpoznaly potenciální odchylky od cíle projektu (projektované funkce) a tyto odchylky se používají jako „spouštěcí mechanizmus“ pro stimulaci představ členů týmu o tom, jak by mohlo k odchylce dojít a jaké by mohla mít následky zkoumání se provádí pod vedením vyškoleného a zkušeného vedoucího studie, který musí zajistit zevrubné pokrytí studovaného systému pomocí logického analytického myšlení vedoucímu studie pomáhá především zapisovatel, který zaznamenává rozpoznaná nebezpečí a/nebo narušení provozu pro další vyhodnocení a řešení

4 Principy metody - pokrač.
zkoumání vychází ze znalostí specialistů z různých vědních a technických oborů s vhodnými dovednostmi a zkušenostmi, kteří projevují intuici a dobrý úsudek zkoumání se má provádět v prostředí pozitivního myšlení a otevřené diskuse, při rozpoznání problému je zaznamenán pro následné hodnocení a řešení řešení rozpoznaných problémů není prvotním cílem zkoumání HAZOP, ale jestliže se k nim dospěje, zaznamenají se, aby je pracovníci odpovědní za projekt vzali v úvahu studie HAZOP se realizují ve čtyřech základních postupných krocích stanovení rozsahu, cílů a odpovědnosti stanoví se rozsah platnosti a cíle stanoví se odpovědnosti za dílčí oblasti vybere se tým

5 Principy metody - pokrač.
příprava vypracuje se plán studie shromáždí se data dohodne se způsob zápisu průběhu analýzy odhadne se doba provádění analýzy sestaví se časový plán zkoumání systém se rozdělí na části zvolí se vhodná část a stanoví se cíl projektu pomocí vodicích slov se u každého prvku zjistí odchylky rozpoznají se následky a příčiny rozpozná se, zda existuje významný problém rozpoznají se mechanismy ochrany, detekce a indikace rozpoznají se možná opatření k nápravě/zmírnění (volitelné) odsouhlasí se činnosti totéž se opakuje u každého prvku a potom u každé části systému

6 Principy metody - pokrač.
dokumentace a další postup zkoumání se zaznamená schválí se dokumentace vypracuje se zpráva o studii sleduje se, jak jsou tyto činnosti uplatňovány studie se opakuje u jakýchkoliv částí systému, pokud je to nutné vypracuje se závěrečná výstupní zpráva

7 Principy zkoumání zkoumání pomocí vodicích slov - záměrné vyhledávání odchylek od cíle projektu systém se rozdělí na části tak, aby mohl být pro každou část přiměřeně stanoven cíl projektu (projektovaná funkce) ve složitých systémech nebo v systémech, které představují velké nebezpečí, bývají tyto části zpravidla malé volba prvků, které se mají zkoumat, je subjektivním rozhodnutím - může existovat několik kombinací, kterými bývá možné dosáhnout požadovaného účelu, a volba může též záviset na konkrétní aplikaci tým HAZOP zkoumá každý prvek z hlediska odchylky od cíle projektu, která může vést k nežádoucím následkům rozpoznání odchylek od cíle projektu se dosahuje procesem kladení otázek s použitím předem stanovených „vodicích slov“ vodicí slova stimulují myšlení, soustředění na studii a vyvolání nápadů a diskuse, čímž se maximalizují vyhlídky na úplnost studie

8 Principy zkoumání - pokrač.
Základní vodicí slova a jejich všeobecný význam Vodicí slovo Význam ŽÁDNÝ, NENÍ ŽÁDNÝ NEBO NE Úplná negace cíle projektu (projektované funkce) VYŠŠÍ Kvantitativní nárůst, kvantitativní plus NIŽŠÍ Kvantitativní pokles, kvantitativní minus A TAKÉ, JAKOŽ I, A ROVNĚŽ Kvalitativní nárůst, kvalitativní plus ČÁSTEČNĚ Kvalitativní pokles, kvalitativní minus OBRÁCENÝ, ZPĚTNÝ Logický opak cíle projektu (projektované funkce) JINÝ NEŽ Úplná náhrada/záměna

9 Principy zkoumání - pokrač.
Dodatečná vodicí slova vztahující se ke stanovenému času, pořadí, posloupnosti Vodicí slovo Význam PŘEDČASNÝ Vzhledem ke stanovenému času ZPOŽDĚNÝ PŘED Vzhledem k pořadí nebo posloupnosti PO

10 Vodicí slova a odchylky
v etapě plánování studie HAZOP má vedoucí studie navrhnout počáteční seznam vodicích slov, která se mají používat vedoucí studie má navržená vodicí slova vyzkoušet u daného systému a má potvrdit jejich přiměřenost volba vodicích slov se má pečlivě uvážit (příliš specifické vodicí slovo může omezit nápady a diskusi a naopak příliš obecné vodicí slovo nemusí efektivně zaměřit pozornost studie HAZOP)

11 Vodicí slova a odchylky - pokrač.
Příklady odchylek a s nimi spojených vodicích slov Typ odchylky Vodicí slovo Příklad interpretace pro zpracovatelský průmysl Příklad interpretace pro programovatelný elektronický systém (PES) Negace ŽÁDNÝ, NENÍ ŽÁDNÝ Žádné části zamýšleného cíle (funkce) se nedosáhlo, např. žádný průtok Nejsou předávána žádná data nebo řídicí signály Kvantitativní nárůst, kvantitativní plus VYŠŠÍ Kvantitativní nárůst, např. vyšší teplota Data jsou předávána vyšší rychlostí, než je zamýšleno NIŽŠÍ Kvantitativní pokles, např. nižší teplota Data jsou předávána nižší rychlostí, než je zamýšleno Kvalitativní nárůst, kvalitativní plus A TAKÉ, JAKOŽ I, A ROVNĚŽ Jsou přítomny nečistoty Současně se vykonává nějaká další operace/krok Je přítomen nějaký další nebo rušivý signál ČÁSTEČNĚ Dosahuje se pouze něco ze zamýšleného cíle, např. k zamýšlené přepravě kapaliny dochází pouze částečně Data nebo řídicí signály jsou neúplné Náhrada, záměna OBRÁCENÝ, ZPĚTNÝ Toto vodicí slovo se používá např. pro obrácený tok v potrubí a zpětnou chemickou reakci Zpravidla se systému PES netýká. JINÝ NEŽ Dosáhlo se jiného výsledku, než byl původní cíl, např. došlo k přenosu nesprávného materiálu Data nebo řídicí signály jsou nesprávné Čas PŘEDČASNÝ K něčemu, např. ke chlazení nebo filtraci, došlo relativně dříve vzhledem ke stanovenému času Signály přicházejí příliš brzy vzhledem ke stanovenému času ZPOŽDĚNÝ K něčemu, např. ke chlazení nebo k filtraci, došlo relativně pozdě vzhledem ke stanovenému času Signály přicházejí příliš pozdě vzhledem ke stanovenému času Pořadí nebo posloupnost PŘED K něčemu, např. ke směšování nebo ohřevu, došlo v nějaké posloupnosti příliš brzy Signály přicházejí dříve, než bylo v nějaké posloupnosti zamýšleno PO K něčemu, např. ke směšování nebo ohřevu, došlo v nějaké posloupnosti příliš pozdě Signály přicházejí později, než bylo v nějaké posloupnosti zamýšleno

12 Vodicí slova a odchylky - pokrač.
kombinace vodicí slovo - prvek/charakteristika mohou být ve studiích jiných systémů, v jiných etapách životního cyklu a při použití jiných prezentací projektu interpretovány odlišně některé kombinace nemusí mít pro danou studii smysluplnou interpretaci a nemá se na ně brát ohled soustavu kombinací vodicí slovo/prvek lze považovat za matici, ve které vodicí slova určují řádky a prvky určují sloupce k úplnému rozpoznání všech nebezpečí je nutné, aby prvky a s nimi sdružené charakteristiky pokrývaly všechny příslušné aspekty cíle projektu a vodicí slova pokrývala všechny odchylky existují dvě možné posloupnosti, v nichž se mohou buňky matice zkoumat, a sice ‚sloupec po sloupci‘ (nejdřív prvek) nebo ‚řádek po řádku‘ (nejdřív vodicí slovo) analýza má postupovat od vstupů k výstupům v logické posloupnosti síla techniky HAZOP spočívá v systematickém procesu zkoumání krok za krokem

13 Vývojový diagram postupu zkoumání HAZOP - Posloupnost „nejdřív prvek“
Vodicí slova a odchylky - pokrač. Vývojový diagram postupu zkoumání HAZOP - Posloupnost „nejdřív prvek“ Vývojový diagram postupu zkoumání HAZOP - Posloupnost „nejdřív vodicí slovo“

14 Použití studií HAZOP původně technika vyvinutá pro systémy, zabývající se zacházením s kapalným médiem nebo tokem jiného materiálu softwarové aplikace, včetně programovatelných elektronických systémů systémy zahrnující pohyb osob různými způsoby dopravy, jako je silniční či železniční doprava zkoumání různých posloupností operací a provozních postupů hodnocení administrativních postupů v různých průmyslových odvětvích hodnocení specifických systémů, například zdravotnických zařízení zkoumání nebezpečí a potenciálních problémů sdružených s různými provozními stavy daného systému, jako je např. najíždění, pohotovostní stav, běžný provoz, běžné odstavení provozu, nouzové odstavení provozu

15 Použití studií HAZOP - pokrač.
Omezení studie HAZOP HAZOP je technika, při které se samostatně uvažují jednotlivé části systému a zkoumají se vlivy odchylek u každé části. Je možné, že se na závažném nebezpečí podílí i vzájemné působení více částí systému. V těchto případech je nezbytné, aby se takové nebezpečí prostudovalo podrobněji s použitím technik, jako je analýza stromu událostí a analýza stromu poruchových stavů nelze zaručit rozpoznání všech nebezpečí (problémů s provozuschopností), proto by studie HAZOP měla být používána spolu s jinými vhodnými technikami místní opatření ke zmírnění následků nemusí být zaměřeno na skutečnou příčinu a může vést k následné nehodě. Mnoho nehod způsobily nepředvídané účinky místních modifikací jinde. Tento problém lze překonat přenesením důsledků odchylek z jedné části na jinou, v praxi se to často neprovádí úspěch velmi závisí na schopnosti a zkušenosti vedoucího studie a na znalostech a zkušenostech členů týmu při studii se uvažují pouze ty části, které se objevují v prezentaci projektu, zatímco činnosti a operace, které se v této prezentaci neobjeví, se neuvažují

16 Příklad studie HAZOP Uvažuje se jednoduché zařízení na zpracování chemických látek. Látky A a B jsou nepřetržitě dopravovány čerpadlem ze svých zdrojových tanků, aby se sloučily a vytvořily v reaktoru produkt C. Předpokládejme, že látka A musí být v reaktoru vzhledem k látce B vždy v přebytku, aby se zabránilo nebezpečí výbuchu. Úplná prezentace projektu by zahrnovala mnoho dalších podrobností, jako je vliv tlaku, teploty reakce a reaktantů, míchání, dobu reakce, slučitelnost čerpadel A a B atd., ale pro účely tohoto jednoduchého názorného příkladu budou tyto podrobnosti ignorovány. Část systému vybraná pro zkoumání je potrubí od zdrojového tanku obsahujícího látku A k reaktoru, včetně čerpadla A. Cíl projektu pro tuto část je nepřetržitě přepravovat látku A z tanku do reaktoru rychlostí větší, než je rychlost přepravy látky B.

17 Příklad studie HAZOP - pokrač.

18 Příklad studie HAZOP - pokrač.

19 Shrnutí metody HAZOP Analýza je zaměřena na systém, na rozdíl od analýzy FMEA, která je zaměřena na součástky Prvek je analyzován ve dvou směrech nalezení potenciální příčiny odchylky odvození jejích následků

20 Analýza spolehlivosti lidského faktoru
Historie vývoje a oblasti využití Historie 1982 – vznik manuálů; THERP – základní manuál 1985 – sestavení obecného pracovního rámce pro HRA (Human Reliability Analysis) první polovina 90.let – využití simulátorů, aplikace v dalších průmyslových technologiích Využití vojenská oblast, kosmonautika jaderné a rizikové chemické provozy transport nebezpečných materiálů ...

21 Spolehlivost lidského faktoru v provozu
Lidský faktor je nedílným prvkem moderní technologie Člověk je zapojen do procesu údržby a řízení technologických zařízení Člověk je často klíčovým faktorem celkové spolehlivosti provozu Požadavek na kvantitativní analýzu lidského faktoru Definice lidské chyby Jednání nebo pokus o jednání, při kterém jsou překročeny mezní hodnoty daných parametrů systému. Podle studie Skota a Gallahera je kupříkladu distribuce chyb vedoucích k selhání ventilu 47%: Administrativní chyby 7 % Návrhářské chyby 8 % Výrobní chyby 4 % Instalační chyby 5 % Údržbářské chyby 16 % Operátorské chyby 7 %

22 Kategorizace lidského selhávání
Chyby způsobené selháním nebo chvilkovým výpadkem pozornosti. záměr je správný, ale nesprávný je postup Chyby způsobené nedostatečným školením a instrukcemi. operátor neví, co má dělat nebo ještě hůře, myslí, že ví, ale ve skutečnosti neví. Někteří autoři považují chybování tohoto typu za velmi nebezpečné, neboť “už rozhodnutí bylo špatné” Chyby způsobené nedostatkem tělesné nebo duševní zdatnosti. nevhodné vlohy operátora pro danou činnost Chyby způsobené nedostatkem motivace nebo opatrným rozhodováním, které se neřídí směrnicemi. často se nazývají přestupkem, ale bývají to chyby vzniklé špatným odhadem situace s následným zvolením špatné směrnice a chybného postupu Chyby manažerů. využití lepšího plánu, zajištění školení pro operátory, využití zkušeností z předchozích nehod

23 Typy lidského selhávání
Předhavarijní pochybení údržby s latentním efektem Závažné porušení pravidel provozu vedoucí k mimořádnému stavu Nezvládnutí odezvy na vznik mimořádného stavu Kavantifikace lidského selhávání Je nutné odhadnout pravděpodobnost neúspěchu daných činností. Odhady převážně založeny na generických datech podpořených rozsáhlými statistikami Výsledná pravděpodobnost selhání je složena z elementárních lidských selhání Kvantifikaci lze podpořit experimentem Výpočty pravděpodobností lidské chyby vycházejí z předpokladu, že k chybám bude docházet ve stejném poměru jako v minulosti Součástí je ohodnocení nejistoty odhadu

24 Metody kvantifikace selhání lidského činitele
Souhrnný přehled o devíti metodách kvantitativního zhodnocení možnosti selhání lidského činitele v rámci rizikového technologického provozu: Metoda statistické analýzy subjektivních odhadů Párová srovnávání Metoda TESEO Metoda THERP Metoda ASEP Metoda HEART Metoda diagramů závislostí IDA Metoda SLIM Metoda HCR korelací databáze kvantitativních charakteristik lidských zásahů NUCLARR.

25 Metody kvantifikace selhání lidského činitele - pokrač.
Metoda TESEO Specifická a odlišná od ostatních metod analýzy lidského činitele. Ze všech metod analýzy je tato metoda nejjednodušší a vyžaduje nejmenší materiální a kapacitní zdroje. Metoda odhaduje spolehlivost lidského činitele pomocí pěti klíčových faktorů, které byly oceněny jako nejdůležitější mezi všemi faktory ovlivňujícími pravděpodobnost lidské chyby. Její model definuje pravděpodobnost chyby personálu jako multiplikativní funkci následujících faktorů: typu realizované aktivity (K1) = faktor typu činnosti času, který je k dispozici pro provedení aktivity (K2) = stresový faktor běžných činností, resp. stresový faktor mimořádných činností charakteristiky personálu (K3) = faktor operátorových kvalit psychického stavu personálu (K4) = faktor úzkosti a stresu místních pracovních podmínek (K5) = ergonomický faktor

26 Metody kvantifikace selhání lidského činitele - pokrač.
Pravděpodobnost lidské chyby při realizaci dané aktivity je pak počítána jako P(HEP) = K1.K2.K3.K4.K5 Konkrétní numerické hodnoty jednotlivých faktorů Ki lze získat z tabulek. Pokud dosáhne součin všech pěti faktorů numerické hodnoty větší než 1, předpokládá se, že pravděpodobnost lidské chyby je rovna jedné. Nevýhodou metody TESEO je nedostatečné teoretické ověření numerických hodnot jednotlivých uvážených faktorů i jejich vlastního výběru pro některé specifické případy. Tento nedostatek je ovšem značně eliminován v případě použití metody TESEO pro screening a jiné přesnější metody při kvantifikaci v nominální fázi analýzy nebo paralelně s metodou TESEO pro kontrolu a srovnání výsledků. Velkou výhodou metody je její rychlost a snadnost jejího použití. Technika je velmi vhodná pro srovnávací výpočty (např. srovnání podmínek na různých řídících pracovištích).

27 Metody kvantifikace selhání lidského činitele - pokrač.
Operátorovy kvality K3 Pozorně zvolený, expert, dobře školený 0,5 Průměrné znalosti a školení 1 Malé znalosti, chabé školení 3 Činnost faktoru úzkosti a stresu K4 Stav vážného nepředvídaného případu Stav potenciálního nepředvídaného případu 2 Normální stav Činnost ergonomického faktoru K5 Vynikající mikroklima, vynikající koordinovanost s provozem 0,7 Dobré mikroklima, dobrá koordinovanost s provozem Rušené mikroklima, rušená koordinovanost s provozem Rušené mikroklima, chabá koordinovanost s provozem 7 Špatné mikroklima, chabá koordinovanost s provozem 10 Typ činnosti K1 Jednoduchá, rutinní 0,001 Vyžadující si pozornost, rutinní 0,01 Neobvyklá 0,1 Přechodný stresový faktor pro běžné činnosti K2 Doba pohotovosti (s) 2 10 1 20 0,5 Přechodný stresový faktor pro mimořádné činnosti 3 30 45 0,3 60

28 Metody kvantifikace selhání lidského činitele - pokrač.
Pravděpodobnost, že operátor selže při zavírání správného ventilu v požadovaném čase - 10 minut Pravděp. selhání chybná operace vyústí ve vážnou nehodu jako je požár či výbuch Stupeň operátorova selhání opravdu nebude tak vysoký, ale bude velmi vysoký (více než 1 ve 2) když je někdo v nebezpečí, nebo si myslí, že je v nebezpečí, potom chyby vzrůstají. Měli bychom předpokládat 1 v 1 pro účely projektů. 1 (1 v 1) v zaneprázdněném velíně Tato pravděpodobnost se může zdát být vysoká, ale předtím než operátor může odpovědět na poplach, může zaznít jiný poplach, může zazvonit telefon, montér se může dožadovat povolení k práci a jiný operátor může podat zprávu o chybě venku. Také v mnoha dílnách operátor nemůže opustit kontrolní místnost a musí se spojit rádiem nebo hlásnou troubou s pracovníkem, který je venku, a požádat ho, aby uzavřel ventil. To způsobuje příčiny omylů. 0,1 (1 v 10) v klidném velíně Zaneprázdněné velíny jsou běžnější, ale velíny v místech skladování jsou většinou klidnější místa s menším stresem a zmatkem. V některých případech může být vybrána hodnota mezi 1 v 10 a 1 ve 100. 0,01 (1 ve 100) jestliže je ventil okamžitě spojený s alarmem Stupeň operátorova selhání bude velmi nízký, ale stále se může objevit příležitostná chyba. Stupeň selhání 1 v 1000 je skoro nejnižší, která se může předpokládat pro jakoukoliv procesní operaci, např. selhání otevření ventilu během rutinní operace. 0,001 (1 ve 1000)

29 Kvantifikace vlivu LF na riziko provozu technologie
Identifikace základních havarijních scénářů a jejich pravděpodobností (minimální kritické řezy) Ohodnocení příspěvku lidského faktoru k odhadované úrovni rizika provozu technologie Kvantifikace důležitosti jednotlivých lidských zásahů Analýza lidské spolehlivosti Závažnost lidského faktoru pro bezpečnost provozu je nutné chápat jako důležitost práce člověka a nikoliv jako projev špatné úrovně práce obsluhy Vysoká úroveň nejistoty výsledků analýzy lidského činitele ještě neznamená nemožnost užitečné analýzy Nutné prosazovat i doporučení, které nemusí okamžitá situace vynucovat Doporučení v oblasti lidského faktoru jsou obvykle ekonomicky výhodná

30 Faktory ovlivňující spolehlivost LČ
Kvalita komunikace Stres (nedostatek času, nadměrný počet současných úkolů, negativní vývoj situace) Ergonomie (výrazná indikace, označení tlačítek, optimální design) Informační zatížení obsluhy Zkušenost obsluhy Psychologické faktory (soustředění, odhad vlastních schopností, schopnost rozlišení) Hlavní příčiny selhání Nerespektování kroku procedury, porušení předpisů, instrukcí Procedura neposkytuje další vodítko Málo konkrétní slovní informace Málo specifický požadavek na měření či ověření hodnoty parametru Nedostatečná kontrola a sebekontrola

31 Poděkování Tento text pro výuku byl vytvořen s podporou ESF v rámci projektu: „Inovace a realizace bakalářského oboru Informatika a logistika v souladu s požadavky průmyslu a veřejné správy“, číslo projektu CZ / /0442.

32 Děkuji Vám za pozornost.