Пути повышения устойчивости функционирования технических систем и объектов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. В.И. ВЕРНАДСКОГО

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

 

Софияк Яна Анатольевна

 

Пути повышения устойчивости функционирования технических систем и объектов

 

Место безопасности жизнедеятельности в системе наук

Специальность -6.040104 - география

 

 

 

 

 

 

 

Реферат выполнила

студентка 4 курса, гр. 4-ПГиГ

Проверила:

Парфенова И.А.

 

 

 

Симферополь-2013

1. Пути повышения устойчивости функционирования технических систем и объектов

Техническая система (ТС) - это материальный объект искусственного происхождения, который состоит из элементов (составных частей, различающихся свойствами, проявляющимися при взаимодействии) объединённых связями (линиями передачи единиц или потоков чего либо) и вступающих в определённые отношения (условия и способы реализации свойств элементов) между собой и с внешней средой, чтобы осуществить процесс (последовательность действий для изменения или поддержания состояния) и выполнить функцию ТС (цель, назначение, роль). ТС имеет структуру (строение, устройство, взаиморасположение элементов и связей, задающее устойчивость и воспроизводимость функции ТС). Каждая составная часть ТС имеет индивидуальное функциональное назначение (цели использования) в системе.

Функциональный состав и свойства объектов таксона «технические системы»:

В каждой ТС существует функциональная часть — объект управления (ОУ). Функции ОУ в ТС заключаются в восприятии управляющих воздействий (УВ) и в изменении в соответствии с ними своего состояния. ОУ в ТС не выполняет функций принятия решений, то есть не формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния предопределенным его конструкцией образом.

В объекте управления всегда могут быть выделены две функциональные части — сенсорная и исполнительная.

Сенсорная часть образована совокупностью технических устройств, непосредственной причиной изменения состояний каждого из которых является соответствующие ему и предназначенные для этого управляющие воздействия. Примеры сенсорных устройств: выключатели, переключатели, задвижки, заслонки, датчики и другие подобные им по функциональному назначению устройства управления техническими системами.

Исполнительная часть образована совокупностью материальных объектов, все или отдельные комбинации состояний которых рассматриваются в качестве целевых состояний технической системы, в которых она способна самостоятельно выполнять предусмотренные её конструкцией потребительские функции. Непосредственной причиной изменения состояний исполнительной части ТС (ОУ в ТС) являются изменения состояний её сенсорной части.

Классификационные признаки объектов таксона «технические системы»:

• представляют собой целостную совокупность конечного множества совзаимодействующих материальных объектов;
• имеют условия штатной эксплуатации, предусмотренные их конструкцией;
• содержат последовательно взаимодействующие друг с другом сенсорные и исполнительные функциональные части;
• имеют модели управляемого предопределенного причинно-следственного поведения в пространстве достижимых равновесных устойчивых состояний;
• имеют целевые состояния, соответствующие состояниям исполнительной части объекта управления в ТС;
• имеют способность, находясь в целевых состояниях, самостоятельно выполнять потребительские функции;

Техническая система — это целостная совокупность конечного числа взаимосвязанных материальных объектов, имеющая последовательно взаимодействующие сенсорную и исполнительную функциональные части, модель их предопределенного поведения в пространстве равновесных устойчивых состояний и способность, при нахождении хотя бы в одном из них (целевом состоянии), самостоятельно выполнять в штатных условиях предусмотренные её конструкцией потребительские функции.

Техническая подсистема — это часть системы, имеющая все признаки объектов таксона «технические системы». Техническая подсистема может быть частью некоторой системы, которая сама может не относиться к классу ТС.

Устройство — это целостная совокупность конечного числа взаимосвязанных материальных объектов, имеющая модель предопределенного поведения и равновесные устойчивые состояния в штатных условиях эксплуатации.

В определении понятия «устройство» учитывается, что оно как составная часть ТС также должно иметь равновесные устойчивые состояния, определяющие свойства целевых состояний системы в целом.

Деталь — неразделимый на элементы материальный и функциональный объект технической системы или устройства.

В этом определении учитывается, в частности, «функциональное» свойство детали, которое заключается в её способности выполнять отведенную ей конструктором роль в ТС, то есть быть исправной.

Под устойчивостью любой технической системы будем понимать возможность сохранения ею работоспособности при нештатном внешнем воздействии. Согласно этому определению, под устойчивостью работы промышленного объекта понимается его способность выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатурах, предусмотренных соответствующими планами, в условиях чрезвычайных (нештатных) ситуаций, а также приспособляемость этого объекта к восстановлению в случае повреждения. Для объектов, не связанных с производством материальных ценностей (транспорт, связь, линии электропередач и т.п.), устойчивость определяется его способностью выполнять свои функции. Повышение устойчивости технических систем и объектов достигается главным образом за счёт проведения соответствующих организационно-технических мероприятий, которым всегда предшествует исследование устойчивости конкретного объекта. К исследованию устойчивости промышленного объекта технической системы обычно привлекается инженерно-технический персонал и работники штаба гражданской обороны, а в необходимых случаях научно-исследовательские и проектные организации, связанные с работой исследуемого объекта. Общее руководство исследованиями осуществляет начальник гражданской обороны директор предприятия, приказом которого определяются сроки проведения работ, состав рабочих групп и планы проведения исследований.

 Создаваемые рабочие  группы обычно соответствуют  основным производственно-техническим  службам объекта. Группа под руководством  заместителя директора по капитальному  строительству исследует здания  основного и вспомогательного  производства, транспортные коммуникации  объекта, мосты, эстакады, транспортные  туннели, подземные переходы и  сооружения объекта; группа главного  энергетика - коммунально-энергетические  сети, системы водоснабжения и  канализации, сети газа-, электро- и теплоснабжения объекта; группа главного механика и главного технолога отвечают за исследование станочного технологического оборудования, технологических процессов производства.

На первом этапе исследования: промышленного объекта проводится анлиз уязвимости и устойчивость его отдельных элементов в условиях чрезвычайных ситуаций. Важной частью этой работы является оценка опасности выхода из строя или разрушения отдельных элементов или всего объекта в целом. На этом этапе проводятся работы по анализу:

- последствий аварий  отдельных систем производства;

- распространения ударной  волны по территории предприятия (взрыв сосудов, коммуникаций, взрывоопасных  веществ, ядерных зарядов и т.п.);

- распространение огня  при различных видах пожаров;

- надежности установок  и промышленных комплексов;

- рассеивания веществ, высвобождающихся  при чрезвычайных ситуациях;

- возможности вторичного  образования токсичных, пожаро- и взрыво-опасных смесей и т.п.

На втором этапе разрабатываются мероприятия по повышению устойчивости и заблаговременной подготовке объекта к восстановлению (изменению) после чрезвычайной ситуации. Разработанные мероприятия составляют основу плана-графика повышения устойчивости объекта. В плане или в приложениях к нему указываются объем и стоимость планируемых работ, источники финансирования, основные материалы и их количество, машины и механизмы, рабочая сила, ответственные исполнители, сроки выполнения и т.д. В случае реконструкции объекта в утвержденный план-график вносятся изменения и пополнения, порядок принятий которых такой же, как и основного документа.

 Исследование устойчивости  функционирования объекта начинается  задолго до ввода его в эксплуатацию. На стадии проектирования это  в той или иной степени делает  проектант. Такое же исследование  объекта проводится соответствующими  службами на стадии технических, экономических, экологических и  иных видов экспертиз. Каждая  реконструкция или расширение объекта также требует нового исследования устойчивости.

 Таким образом, исследование  устойчивости - это не одноразовое  действие, а длительный, динамический  процесс, требующий постоянного  внимания со стороны руководства, инженерно-технического персонала, служб гражданской обороны.

После определения предела устойчивости функционирования объекта намечаются и выполняются мероприятия по повышению его устойчивости, которые включают:

1)  предотвращение причин  возникновения чрезвычайной ситуации  путем отказа от потенциально  опасного  оборудования; совершенствования  или перепрофилирования производства; внедрения новых технологий, разработки деклараций безопасности, характеризующих уровень безопасности потенциально опасного производства; проверки персонала;

2)  предотвращение чрезвычайной ситуации путем внедрения блокирующих устройств в системы автоматики, обеспечение безопасности;

3)   смягчение последствий  чрезвычайной ситуации путем  повышения качественных характеристик  оборудования: прочности, огнестойкости, рационального размещения оборудования; резервирования; дублирования; создания  запасов; возможности аварийной  остановки производства;

4) обеспечение защиты  от возможных поражающих фактором  расстоянием, ограничением времени  действия,  использованием экранов, средств индивидуальной и коллективной  защиты.

Общими требованиями к мероприятиям по повышению устойчивости объекта являются эффективность и экономичность.

 Эффективность достигается комплексной оценкой всех поражающих факторов чрезвычайной ситуации.

 Экономичность также достигается увязкой мероприятий по предотвращению чрезвычайной ситуации с мероприятиями повседневной производственной деятельности предприятия. Кроме того, необходимо, чтобы стоимость инженерно-технических мероприятий по повышению устойчивости была гораздо меньше затрат на восстановление после полного ущерба при чрезвычайной ситуации.

Оценочным показателем проведения превентивных мероприятий по повышению устойчивости объекта может быть показатель экономической эффективности, который является отношением стоимости инженерно-технических мероприятий к полному ущербу при чрезвычайных ситуациях и степени разрушения объекта. Таким образом, чем больше предприятие вкладывает средств в профилактические, организационные и инженерно-технические мероприятия, тем больше эффективность, т.е. меньше вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций.

Факторы, влияющие на устойчивость работы объекта:

 Все промышленные объекты, независимо от их конкретного  назначения, имеют много общих  черт. Так, любой промышленный объект включает в себя наземные здания и сооружения основного и вспомогательного производства, складские помещения и здания административно-бытового назначения. В зданиях и сооружениях основного и вспомогательного производства размешается станочное и технологическое оборудование, сети газо-, тепло-, электро- и т.п. снабжения. Здания и сооружения между собой соединены сетью внутреннего транспорта, сетью энергоносителей и системами связи и управления. На территории промышленного объекта могут быть расположены сооружения автономных систем электро- и водоснабжения, а также отдельно стоящие технологические установки. Здания и сооружения возводятся по типовым проектам из унифицированных материалов. Проекты производств выполняются по единым нормам технологического проектирования, что приводит к среднему уровню плотности застройки (обычно 30 - 60%). Все это дает основание считать, что для всех промышленных объектов, независимо от профиля производства и назначения, характерны общие факторы, влияющие на устойчивость объекта и подготовку его к работе в условиях чрезвычайных ситуаций.

 К общим факторам можно отнести: район расположения объекта; внутреннюю планировку и застройку территории объекта; подготовленность персонала к работе в чрезвычайных ситуациях и к восстановлению производств надежность и местоположение жизненно важных систем промышленного объкта (дублирование, ремонтопригодность и т.д.); технологический процесс (особенности используемых веществ, методы обработки и т.д.); надежность и гибкость производственных связей и систем управления производством.