A نظام يمكن تعريفها على أنها مجموعة من المكونات المترابطة مجتمعة بطريقة تؤدي وظيفة معينة في ظل ظروف محددة. تعد الآلة مثالًا ملموسًا وواضحًا بشكل خاص لنظام بهذا المعنى ، ولكن هناك أنظمة أخرى ، تشمل الرجال والنساء في فريق أو في ورشة عمل أو مصنع ، وهي أكثر تعقيدًا بكثير وليس من السهل تحديدها. السلامة يوحي بعدم وجود خطر أو خطر وقوع حادث أو ضرر. من أجل تجنب الغموض ، فإن المفهوم العام لـ حدوث غير مرغوب فيه سيتم توظيفه. السلامة المطلقة ، بمعنى استحالة وقوع حادث مؤسف إلى حد ما ، لا يمكن تحقيقه ؛ من الناحية الواقعية ، يجب على المرء أن يهدف إلى احتمالية منخفضة للغاية ، بدلاً من الصفر ، للوقائع غير المرغوب فيها.

قد يُنظر إلى نظام معين على أنه آمن أو غير آمن فقط فيما يتعلق بالأداء المتوقع بالفعل منه. مع وضع ذلك في الاعتبار ، يمكن تعريف مستوى أمان النظام على النحو التالي: "بالنسبة لأي مجموعة معينة من الأحداث غير المرغوب فيها ، يتم تحديد مستوى أمان (أو عدم سلامة) النظام من خلال احتمالية حدوث هذه الأحداث خلال فترة معينة فترة من الزمن". تشمل الأمثلة على الأحداث غير المرغوب فيها التي قد تكون ذات أهمية في الاتصال الحالي: حالات وفاة متعددة ، وفاة شخص أو عدة أشخاص ، إصابة خطيرة ، إصابة طفيفة ، ضرر بالبيئة ، تأثيرات ضارة على الكائنات الحية ، تدمير النباتات أو المباني ، و أو ضرر محدود للمواد أو المعدات.

الغرض من تحليل نظام الأمان

الهدف من تحليل سلامة النظام هو التأكد من العوامل التي لها تأثير على احتمالية الأحداث غير المرغوب فيها ، ودراسة الطريقة التي تحدث بها هذه الأحداث ، وفي النهاية ، تطوير تدابير وقائية لتقليل احتمالية حدوثها.

يمكن تقسيم المرحلة التحليلية للمشكلة إلى جانبين رئيسيين:

1. تحديد ووصف أنواع من الخلل الوظيفي أو سوء التوافق
2. تحديد متواليات من الاختلالات الوظيفية التي تتحد مع بعضها (أو مع المزيد من الأحداث "العادية") لتؤدي في النهاية إلى حدوث غير مرغوب فيه بحد ذاته ، وتقييم احتمالية حدوثها.

بمجرد دراسة الاختلالات المختلفة وعواقبها ، يمكن لمحللي سلامة النظام توجيه انتباههم إلى التدابير الوقائية. سوف يعتمد البحث في هذا المجال مباشرة على النتائج السابقة. يتبع هذا التحقيق في الوسائل الوقائية جانبين رئيسيين من تحليل سلامة النظام.

طرق التحليل

يمكن إجراء تحليل سلامة النظام قبل الحدث أو بعده (بداهة أو لاحقة) ؛ في كلتا الحالتين ، قد تكون الطريقة المستخدمة إما مباشرة أو عكسية. يتم إجراء تحليل مسبق قبل حدوث غير مرغوب فيه. يأخذ المحلل عددًا معينًا من هذه الأحداث وينطلق لاكتشاف المراحل المختلفة التي قد تؤدي إليها. على النقيض من ذلك ، يتم إجراء تحليل لاحق بعد حدوث الحدث غير المرغوب فيه. والغرض منه هو تقديم إرشادات للمستقبل ، وعلى وجه التحديد ، استخلاص أي استنتاجات قد تكون مفيدة لأي تحليلات مسبقة لاحقة.

على الرغم من أنه قد يبدو أن التحليل المسبق سيكون أكثر قيمة بكثير من التحليل اللاحق ، لأنه يسبق الحادث ، إلا أنهما في الواقع مكملان. تعتمد الطريقة المستخدمة على مدى تعقيد النظام المعني وعلى ما هو معروف بالفعل عن الموضوع. في حالة الأنظمة الملموسة مثل الآلات أو المنشآت الصناعية ، يمكن للخبرة السابقة أن تساعد عادةً في إعداد تحليل مسبق مفصل إلى حد ما. ومع ذلك ، حتى ذلك الحين ، فإن التحليل ليس بالضرورة معصومًا عن الخطأ ومن المؤكد أنه سيستفيد من التحليل اللاحق اللاحق الذي يعتمد أساسًا على دراسة الحوادث التي تحدث أثناء العملية. بالنسبة للأنظمة الأكثر تعقيدًا التي تشمل الأشخاص ، مثل نوبات العمل أو ورش العمل أو المصانع ، فإن التحليل اللاحق أكثر أهمية. في مثل هذه الحالات ، لا تكون الخبرة السابقة كافية دائمًا للسماح بإجراء تحليل مسبق مفصل وموثوق.

قد يتطور التحليل اللاحق إلى تحليل مسبق حيث يتجاوز المحلل العملية الفردية التي أدت إلى الحادث المعني ويبدأ في النظر في الأحداث المختلفة التي يمكن أن تؤدي بشكل معقول إلى مثل هذه الحادثة أو حوادث مماثلة.

الطريقة الأخرى التي يمكن أن يصبح بها التحليل اللاحق تحليلاً مسبقًا هي عندما يتم التركيز ليس على الحدوث (الذي يكون منعه هو الغرض الرئيسي للتحليل الحالي) ولكن على الحوادث الأقل خطورة. يمكن تحديد هذه الحوادث ، مثل العوائق الفنية والأضرار المادية والحوادث المحتملة أو الصغيرة ، ذات الأهمية القليلة نسبيًا في حد ذاتها ، كعلامات تحذيرية لوقوع أكثر خطورة. في مثل هذه الحالات ، على الرغم من إجرائها بعد وقوع حوادث طفيفة ، سيكون التحليل بمثابة تحليل مسبق فيما يتعلق بالأحداث الأكثر خطورة التي لم تحدث بعد.

هناك طريقتان محتملتان لدراسة الآلية أو المنطق وراء تسلسل حدثين أو أكثر:

1. • مباشرةالطرق أو حثي، تبدأ الطريقة بالأسباب للتنبؤ بآثارها.
2. • عكسالطرق أو استنتاجي، فإن الطريقة تنظر في التأثيرات وتعمل بشكل عكسي على الأسباب.

الشكل 1 هو رسم تخطيطي لدائرة تحكم تتطلب زرين (ب₁ وب₂) ليتم الضغط عليه في نفس الوقت لتنشيط ملف الترحيل (R) وتشغيل الجهاز. يمكن استخدام هذا المثال لتوضيح ، من الناحية العملية ، مباشرة و عكس الأساليب المستخدمة في تحليل سلامة النظام.

الشكل 1. دارة تحكم ثنائية الزر

طريقة مباشرة

في مجلة طريقة مباشرةيبدأ المحلل بـ (1) سرد الأعطال والاختلالات وسوء التوافق ، (2) دراسة آثارها و (3) تحديد ما إذا كانت هذه الآثار تشكل تهديدًا للسلامة أم لا. في حالة الشكل 1 ، قد تحدث العيوب التالية:

• كسر في السلك بين 2 و 2

• اتصال غير مقصود في C.₁ (مسخ₂) نتيجة انسداد ميكانيكي

• إغلاق عرضي لـ B₁ (أو ب₂)

• ماس كهربائى بين 1 و 1´.

يمكن للمحلل بعد ذلك استنتاج نتائج هذه الأخطاء ، ويمكن تحديد النتائج في شكل جدول (الجدول 1).

الجدول 1. الاختلالات المحتملة لدائرة التحكم ذات الزرّين وعواقبها

* حدوثه مع تأثير مباشر على موثوقية النظام
** سبب حدوث انخفاض خطير في مستوى أمان النظام
*** يجب تجنب حدوث خطر

انظر النص والشكل 1.

في الجدول 1 ، يمكن تحديد العواقب الخطيرة أو التي قد تؤدي إلى تقليل مستوى أمان النظام بشكل خطير من خلال العلامات التقليدية مثل ***.

ملحوظة: في الجدول 1 ، ينتج عن كسر في السلك بين 2 و 2 (كما هو موضح في الشكل 1) حدوث لا يعتبر خطيرًا. ليس له تأثير مباشر على سلامة النظام ؛ ومع ذلك ، فإن احتمال وقوع مثل هذا الحادث له تأثير مباشر على موثوقية النظام.

الطريقة المباشرة مناسبة بشكل خاص للمحاكاة. يوضح الشكل 2 جهاز محاكاة تمثيليًا مصممًا لدراسة سلامة دوائر التحكم في الضغط. محاكاة دائرة التحكم تجعل من الممكن التحقق من أنه طالما لم يكن هناك خطأ ، فإن الدائرة قادرة بالفعل على ضمان الوظيفة المطلوبة دون التعدي على معايير السلامة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يسمح المحاكي للمحلل بإدخال أخطاء في المكونات المختلفة للدائرة ، ومراقبة عواقبها ، وبالتالي تمييز تلك الدوائر المصممة بشكل صحيح (مع وجود عدد قليل من الأخطاء الخطرة أو لا توجد بها أخطاء) عن تلك التي تم تصميمها بشكل سيء. يمكن أيضًا إجراء هذا النوع من تحليل الأمان باستخدام الكمبيوتر.

الشكل 2. جهاز محاكاة لدراسة دوائر التحكم بالضغط

الطريقة العكسية

في مجلة طريقة عكسية، يعمل المحلل بشكل عكسي من الحدوث أو الحادث أو الحادث غير المرغوب فيه ، تجاه الأحداث السابقة المختلفة لتحديد أيها قد يؤدي إلى حدوث ما يجب تجنبه. في الشكل 1 ، سيكون الحدوث النهائي الذي يجب تجنبه هو البدء غير المقصود للآلة.

• قد يكون سبب بدء تشغيل الجهاز هو التنشيط غير المنضبط لملف الترحيل (R).

• قد ينتج تنشيط الملف ، بدوره ، عن دائرة قصر بين 1 و 1 أو عن إغلاق غير مقصود ومتزامن للمفاتيح C₁ و ج₂.

• إغلاق غير مقصود لـ C₁ قد يكون نتيجة للحظر الميكانيكي لـ C₁ أو الضغط العرضي على B₁. منطق مماثل ينطبق على C₂.

يمكن تمثيل نتائج هذا التحليل في رسم بياني يشبه الشجرة (لهذا السبب تُعرف الطريقة العكسية باسم "تحليل شجرة الخطأ") ، كما هو موضح في الشكل 3.

الشكل 3. سلسلة الأحداث المحتملة

يتبع الرسم البياني العمليات المنطقية ، وأهمها عمليات "OR" و "AND". تشير العملية "OR" إلى أن [X₁] سيحدث في حالة حدوث أي من [A] أو [B] (أو كليهما). تشير العملية "AND" إلى أنه قبل [X₂] يمكن أن يحدث ، يجب أن يكون كل من [C] و [D] قد حدث (انظر الشكل 4).

الشكل 4. تمثيل عمليتين منطقيتين

غالبًا ما تستخدم الطريقة العكسية في التحليل المسبق للأنظمة الملموسة ، خاصة في الصناعات الكيميائية والطيران والفضائية والنووية. كما وجد أنها مفيدة للغاية كوسيلة للتحقيق في الحوادث الصناعية.

على الرغم من اختلافهما الشديد ، إلا أن الطرق المباشرة والعكسية مكملة لبعضها البعض. تعتمد الطريقة المباشرة على مجموعة من الأخطاء أو الاختلالات الوظيفية ، وبالتالي فإن قيمة مثل هذا التحليل تعتمد إلى حد كبير على أهمية الاختلالات المختلفة التي تم أخذها في الاعتبار في البداية. في ضوء ذلك ، يبدو أن الطريقة العكسية أكثر منهجية. بالنظر إلى معرفة أنواع الحوادث أو الحوادث التي قد تحدث ، يمكن للمحلل من الناحية النظرية تطبيق هذه الطريقة للعمل مرة أخرى على جميع الاختلالات أو مجموعات الخلل الوظيفي القادرة على إحداثها. ومع ذلك ، نظرًا لأن جميع السلوكيات الخطرة لنظام ما ليست معروفة بالضرورة مسبقًا ، يمكن اكتشافها بالطريقة المباشرة ، التي يتم تطبيقها عن طريق المحاكاة ، على سبيل المثال. بمجرد اكتشافها ، يمكن تحليل المخاطر بمزيد من التفصيل بالطريقة العكسية.

مشاكل تحليل سلامة النظام

الطرق التحليلية الموصوفة أعلاه ليست مجرد عمليات ميكانيكية تحتاج فقط إلى أن يتم تطبيقها تلقائيًا من أجل الوصول إلى استنتاجات مفيدة لتحسين سلامة النظام. على العكس من ذلك ، يواجه المحللون عددًا من المشكلات في سياق عملهم ، وستعتمد فائدة تحليلاتهم إلى حد كبير على الطريقة التي يشرعون بها في حلها. بعض المشاكل النموذجية التي قد تنشأ موضحة أدناه.

فهم النظام المراد دراسته وظروف تشغيله

تتمثل المشكلات الأساسية في أي تحليل أمان للنظام في تعريف النظام المراد دراسته وحدوده والظروف التي من المفترض أن يعمل في ظلها طوال فترة وجوده.

إذا أخذ المحلل في الاعتبار نظامًا فرعيًا محدودًا للغاية ، فقد تكون النتيجة اعتماد سلسلة من التدابير الوقائية العشوائية (حالة يكون فيها كل شيء موجهًا لمنع أنواع معينة من الحدوث ، بينما يتم تجاهل المخاطر الجسيمة أو التقليل من شأنها. ). من ناحية أخرى ، إذا كان النظام الذي تم النظر فيه شاملاً أو عامًا للغاية فيما يتعلق بمشكلة معينة ، فقد يؤدي إلى غموض مفرط في المفهوم والمسؤوليات ، وقد لا يؤدي التحليل إلى اعتماد تدابير وقائية مناسبة.

المثال النموذجي الذي يوضح مشكلة تعريف النظام المراد دراسته هو سلامة الآلات الصناعية أو المصنع. في هذا النوع من المواقف ، قد يميل المحلل إلى النظر فقط في المعدات الفعلية ، متجاهلاً حقيقة أنه يجب تشغيلها أو التحكم فيها من قبل شخص واحد أو أكثر. في بعض الأحيان يكون التبسيط من هذا النوع صحيحًا. ومع ذلك ، فإن ما يجب تحليله ليس فقط النظام الفرعي للآلة ولكن نظام العامل بالإضافة إلى الماكينة بالكامل في المراحل المختلفة من عمر المعدات (بما في ذلك ، على سبيل المثال ، النقل والمناولة والتجميع والاختبار والتعديل والتشغيل العادي ، الصيانة ، التفكيك ، وفي بعض الحالات ، التدمير). في كل مرحلة ، تكون الآلة جزءًا من نظام محدد تختلف وظيفته وغرضه وأنماط عمله وأعطاله تمامًا عن تلك الخاصة بالنظام في المراحل الأخرى. لذلك يجب تصميمها وتصنيعها بطريقة تسمح بأداء الوظيفة المطلوبة في ظل ظروف سلامة جيدة في كل مرحلة من المراحل.

بشكل عام ، فيما يتعلق بدراسات السلامة في الشركات ، هناك عدة مستويات للنظام: الآلة ، محطة العمل ، المناوبة ، القسم ، المصنع والشركة ككل. اعتمادًا على مستوى النظام الذي يتم النظر فيه ، فإن الأنواع المحتملة من الخلل الوظيفي - والتدابير الوقائية ذات الصلة - مختلفة تمامًا. يجب أن تسمح سياسة الوقاية الجيدة بالاختلالات التي قد تحدث على مستويات مختلفة.

يمكن تحديد شروط تشغيل النظام من حيث الطريقة التي من المفترض أن يعمل بها النظام ، والظروف البيئية التي قد يخضع لها. يجب أن يكون هذا التعريف واقعيًا بما يكفي للسماح بالظروف الفعلية التي من المحتمل أن يعمل فيها النظام. قد لا يكون النظام الآمن جدًا فقط في نطاق تشغيل محدود للغاية آمنًا إذا كان المستخدم غير قادر على الحفاظ على نطاق التشغيل النظري المحدد. وبالتالي يجب أن يكون النظام الآمن قويًا بما يكفي لتحمل الاختلافات المعقولة في الظروف التي يعمل فيها ، ويجب أن يتحمل بعض الأخطاء البسيطة ولكن المتوقعة من جانب المشغلين.

نمذجة النظام

غالبًا ما يكون من الضروري تطوير نموذج لتحليل سلامة النظام. قد يثير هذا بعض المشاكل التي تستحق الدراسة.

بالنسبة لنظام موجز وبسيط نسبيًا مثل الآلة التقليدية ، يمكن اشتقاق النموذج بشكل مباشر تقريبًا من أوصاف مكونات المواد ووظائفها (المحركات ، ناقل الحركة ، إلخ) والطريقة التي ترتبط بها هذه المكونات. عدد أوضاع فشل المكونات المحتملة محدودة بالمثل.

تشكل الآلات الحديثة مثل أجهزة الكمبيوتر والروبوتات ، التي تحتوي على مكونات معقدة مثل المعالجات الدقيقة والدوائر الإلكترونية ذات التكامل الواسع النطاق ، مشكلة خاصة. لم يتم حل هذه المشكلة بالكامل من حيث النمذجة أو التنبؤ بأوضاع الفشل المختلفة المحتملة ، نظرًا لوجود العديد من الترانزستورات الأولية في كل شريحة وبسبب استخدام أنواع مختلفة من البرامج.

عندما يكون النظام المراد تحليله منظمة بشرية ، تكمن مشكلة مثيرة للاهتمام في النمذجة في اختيار وتعريف بعض المكونات غير المادية أو غير المادية بالكامل. قد يتم تمثيل محطة عمل معينة ، على سبيل المثال ، من خلال نظام يضم العمال والبرمجيات والمهام والآلات والمواد والبيئة. (قد يكون من الصعب تحديد مكون "المهمة" ، لأنه ليس المهم هو المهمة الموصوفة ولكن المهمة كما يتم تنفيذها بالفعل).

عند نمذجة المنظمات البشرية ، قد يختار المحلل تقسيم النظام قيد النظر إلى نظام فرعي للمعلومات وواحد أو أكثر من أنظمة الإجراءات الفرعية. يمكن أن يكون تحليل حالات الفشل في المراحل المختلفة من النظام الفرعي للمعلومات (الحصول على المعلومات ونقلها ومعالجتها واستخدامها) مفيدًا للغاية.

المشاكل المرتبطة بمستويات متعددة من التحليل

غالبًا ما تتطور المشكلات المرتبطة بمستويات متعددة من التحليل لأنه بدءًا من حدث غير مرغوب فيه ، قد يعمل المحلل مرة أخرى نحو الحوادث التي تكون بعيدة في الوقت المناسب. اعتمادًا على مستوى التحليل الذي تم النظر فيه ، تختلف طبيعة الخلل الوظيفي الذي يحدث ؛ الأمر نفسه ينطبق على التدابير الوقائية. من المهم أن تكون قادرًا على تحديد مستوى التحليل الذي يجب إيقافه وعلى أي مستوى يجب اتخاذ الإجراءات الوقائية. مثال على ذلك هو حالة بسيطة لحادث ناتج عن عطل ميكانيكي ناتج عن الاستخدام المتكرر للآلة في ظل ظروف غير طبيعية. قد يكون هذا بسبب نقص تدريب المشغل أو من سوء تنظيم العمل. اعتمادًا على مستوى التحليل الذي تم النظر فيه ، قد يكون الإجراء الوقائي المطلوب هو استبدال الجهاز بآلة أخرى قادرة على تحمل ظروف الاستخدام الأكثر قسوة ، أو استخدام الجهاز فقط في ظل الظروف العادية ، أو التغييرات في تدريب الموظفين ، أو إعادة تنظيم الشغل.

تعتمد فعالية ونطاق التدبير الوقائي على المستوى الذي يتم فيه تقديمه. من المرجح أن يكون للعمل الوقائي في المنطقة المجاورة مباشرة للحدث غير المرغوب فيه تأثير مباشر وسريع ، لكن آثاره قد تكون محدودة ؛ من ناحية أخرى ، من خلال العمل بشكل عكسي إلى حد معقول في تحليل الأحداث ، يجب أن يكون من الممكن العثور على أنواع الخلل الوظيفي الشائعة للعديد من الحوادث. أي إجراء وقائي يتم اتخاذه على هذا المستوى سيكون أوسع نطاقاً بكثير ، لكن فعاليته قد تكون أقل مباشرة.

مع الأخذ في الاعتبار أن هناك عدة مستويات من التحليل ، قد يكون هناك أيضًا أنماط عديدة من الإجراءات الوقائية ، كل منها له نصيبه الخاص من عمل الوقاية. هذه نقطة مهمة للغاية ، ولا يحتاج المرء إلا إلى العودة إلى مثال الحادث قيد الدراسة حاليًا لتقدير الحقيقة. إن اقتراح استبدال الآلة بآلة أخرى قادرة على تحمل ظروف الاستخدام القاسية يضع عبء الوقاية على الجهاز. إن اتخاذ قرار بعدم استخدام الجهاز إلا في ظل الظروف العادية يعني تحميل المستخدم المسؤولية. وبنفس الطريقة ، يمكن وضع المسؤولية على تدريب الأفراد وتنظيم العمل أو في نفس الوقت على الجهاز والمستخدم ووظيفة التدريب ووظيفة المنظمة.

بالنسبة لأي مستوى معين من التحليل ، غالبًا ما يبدو أن الحادث ناتج عن مزيج من العديد من الاختلالات الوظيفية أو سوء التوافق. اعتمادًا على ما إذا تم اتخاذ إجراء بشأن خلل وظيفي واحد أو آخر ، أو على عدة خلل في وقت واحد ، سيختلف نمط الإجراء الوقائي المعتمد.

الرجوع