基于贝叶斯网络的物流无人机失效风险评估*

为降低城市物流无人机（UAV）失效坠落风险,通过考虑其运行环境和系统故障等因素的影响,以城市物流无人机运行数据为基础,从系统故障、运行环境和人为因素3方面提取失效诱因;分析物流无人机失效模式,并构建意外坠落事故的贝叶斯网络;基于所建网络和失效诱因发生概率分别计算不同工况下意外坠落事故及各中间事件概率,并基于网络拓扑结构展开反向推理,推演事故的主要失效诱因。结果表明:物流无人机正常运行时发生安全事故的概率为6.54×10-3;其中,电池电量不足、桨叶失效和电池故障是坠落事故的主要诱因,计算结果可为无人机运行安全风险防控提供依据。     

户外端子箱操作人因可靠性及其风险评价*

为正确评价人为因素对户外端子箱失效的影响,利用CREAM(Cognitive Reliability and Error Analysis Method)模型的共同绩效条件分析端子箱操作过程中人的行为机理以及行为可靠性因素;应用SLIM(Success Likelihood Index Method)模型计算人为失误概率,并采用比例故障模型计算户外端子箱自身的故障率;以某断路器端子箱为例进行验证。结果表明:研究案例的人为失误概率为1.56%,设备故障率为0.84%,系统的风险值为10.7%,系统的风险等级为3;从概率的角度说明事故发生原因中人为因素的影响更大。因此,从行为可靠性影响因素层面对人为失误概率进行调控,可使户外端子箱操作人因可靠性得到提高,系统的风险等级随之降低。     

监控系统故障分析

随着本企业监控系统投入使用一年多来,很多问题在实际工作中逐渐暴露了出来.从现象看这些问题并不属于特别重大的系统故障,实际上却时时影响着系统的工作质量,如运行异常、指标偏低等故障现象.通常我们把人为因素(用户方)为主的故障称为软故障;而把设备因素(制造商方)为主的故障称为硬故障.经过对一年来本企业监控系统运行维护工作的总结回顾,我们对电厂环境下的监控系统故障检修做了一些归纳分析,以供同行参考指正.     

SFT下的云化故障概率分布变化趋势研究

为了扩展空间故障树SFT的应用性,特别是处理具有离散性、随机性和模糊性(不确定性)的实际运行中系统产生的故障数据,利用云模型重构系统故障概率分布变化趋势的计算方法。通过故障概率分布变化趋势可得到系统故障概率随某一因素变化情况。建立云化故障概率分布变化趋势方法的目的在于,对于可靠性数据普遍存在的不确定性可使用云模型进行表示;构建的故障概率分布函数是连续的,可进行函数求导以方便得到变化趋势。将云化故障概率分布变化趋势方法应用于经典实例,得到了一些定性和定量结果。论述了该方法在理论和实际应用上的价值。     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

自动喷水灭火系统可靠性评价

自动喷水灭火系统的可靠性高低,是保证成功扑救初起火灾的关键环节,针对这一问题应用可靠性理论,通过系统分析建立自动喷水灭火系统的可靠性计算模型及可靠性评价指标体系,应用可靠性计算评价方法,并结合工程实例,对自动喷水灭火系统的可靠性进行评价。分析结果表明,应用系统可靠性分析评价方法,能够安全、经济、可靠地进行自动喷水灭火系统的设计和对系统进行有效的诊断,排除系统故障,保证系统的安全可靠性。     

基于数理统计的深水防喷器系统安全关键性失效分析

深水防喷器作为二级井控设备,是深水井控的一道关键屏障,其可靠性和可用性要求极高,在需要其工作时一旦发生失效,就会造成巨大的人员、环境损失。通过对国内外深水防喷器系统的失效和故障数据进行统计和分析,以深水防喷器系统故障造成的停工时间和故障前的平均工作时间,确定深水防喷器系统的失效率和故障时间。以切实的数据,给出深水防喷器系统各个部件发生各种模式失效的概率高低,从而为下一步的分析和评价确定了重点。     

基于双链量子遗传算法的系统故障概率分布研究

为简化空间故障树理论中的系统故障概率分布计算方法,提出基于双链量子遗传算法计算该分布.双链量子遗传算法有收敛快、计算量小的特点;同时系统故障概率分布原有方法基于分段函数解析计算,虽可得到精确分布,但计算较为复杂,不适合现场应用.据此,给出了基于双链量子遗传算法的系统故障概率分布确定步骤,并使用该方法分析了以往系统的故障概率分布.对比于前期研究成果,得到的故障分布可以分区表示故障的变化范围,且形成的分布图更为直观,同时体现了原分布中故障概率的变化特征,进而可得到符合故障概率要求的因素范围.     

基于CREAM的校车驾驶员人因可靠性分析方法

校车目前已成为学生上学的重要交通工具,而近几年频发的校车安全事故引起了社会各界对校车安全问题的高度关注.但大多数有关校车安全管理方面的研究比较偏重于如何提升校车本身硬件设备的可靠性,而缺乏对驾驶员的可靠性研究.针对当前国内校车安全管理现状,以近期发生的甘肃校车安全事故为例,运用第二代人因可靠性分析方法—CREAM对校车事故中的人因失误进行追溯性分析,找到事故发生根本原因.为今后在校车安全管理中采取相关措施,弥补安全漏洞,减少由人为因素导致的安全事故的发生提供依据,并为以后研究一般工业系统认知差错提供方法的借鉴.     

中药制药设备安全管理探讨

正设备设施正常运转是维持企业生产系统正常运转的必要条件,如果设备设施运行可靠性低,管理不善,使设备设施在运行中发生意外,轻则影响生产进度和产品质量、影响交货期同时还会造成经济损失,重则会造成人员伤害事故。科学的设备管理是安全生产的重要保障措施,好的设备管理就是通过科学的管理、维修以及改造来降低故障及损失,增加设备安全系     

基于JC法的RBI通用失效概率修正模型研究

基于风险的检测技术失效概率的分析始于同类设备的失效频率数据库,然后通过设备修正因子和管理系统评价因子来修正这些同类频率。针对RBI的不足,结合可靠度理论,分析均值一次二阶矩法在实际应用过程中局限性,应用基于JC法的通用失效概率计算模型完成设备失效概率的修正。该方法适合任何概率分布下的情况,可以避免统计数据正态分布一刀切的缺点。     

Equipment failures and their contribution to industrial incidents and accidents in the manufacturing industry

Accidental events in manufacturing industries can be caused by many factors, including work methods, lack of training, equipment design, maintenance and reliability. This study is aimed at determining the contribution of failures of commonly used industrial equipment, such as machines, tools and material handling equipment, to the chain of causality of industrial accidents and incidents. Based on a case study which aimed at the analysis of an existing pulp and paper company's accident database, this paper examines the number, type and gravity of the failures involved in these events and their causes. Results from this study show that equipment failures had a major effect on the number and severity of accidents accounted for in the database: 272 out of 773 accidental events were related to equipment failure, where 13 of them had direct human consequences. Failures that contributed directly or indirectly to these events are analyzed.     

A reliability evaluation method based on the weakest failure modes for side-by-side offloading mooring system of FPSO

Offshore structures are complex systems, and numerous failure modes must be taken into consideration when reliability analysis in different loads and environment conditions are conducted on them. It is difficult to obtain structural system reliability with respect to complicated systems with numerous failure modes and dependency consideration among them. This paper applies the combination of the weakest failure modes theory with structural reliability theory to conduct reliability analysis on of side-by-side offloading mooring system of FPSO. Firstly, the numerical simulation of the system in different conditions is addressed to acquire the statistical data of time-history stress of components including hawsers, fenders and yoke, based on which, the reliability indexes of all the failure modes and correlation coefficient matrix are derived. Then the weakest failure modes, i.e. the representative failure modes that have significant impact on the system, are located through Probability Network Evaluation Technique. The probability of structural system is estimated through the weakest failure modes by considering the system as series. The analysis results indicate that two environment conditions (0°&0°&0° and 0°&30°&45° in combinations of wave, wind and current) are relative dangerous, which is in good correspondence with the practical expertise. The method is verified to be an effective and convenient evaluation approach for structural reliability analysis in terms of complex systems. It is beneficial for the identification of structure indicators from the weakest failure mode group and conduct optimum of structural system configurations in the design stage.     

荷载重分布对退化钢筋混凝土桥可靠性的影响

为了能依据体系可靠度的概念对桥梁进行优化设计 ,找到体系可靠度与失效构件数目及失效顺序的关系 ,笔者以某钢筋混凝土简支梁桥为例 ,将 5片T梁看作一个主梁体系 ,针对几种不同的主梁体系失效模式 ,采用“修正刚性横梁法”计算了当主梁体系中有一片或两片梁失效后剩余各主梁的荷载横向分布系数 ,讨论了荷载重分布对单片主梁和主梁体系可靠性的影响。结果表明 :失效梁离剩余梁越近 ,失效梁越多 ,剩余梁可靠性越低 ,而随着荷载重分布程度的加深 ,体系可靠度有所增加。     

煤矿安监系统数据通信可靠性的研究

煤矿安全生产监控系统的通信网络可归纳为单分站单设备、单分站双设备、双分站单设备和双分站双设备几种组网模式,通过对其任务可靠性和基本可靠性进行比较分析,综合考虑任务完成概率和维护成本两方面的要求,提出了双分站,局部(高故障点处)双设备的组网模式,以期有效提高通信网络的系统可靠性。     

基于马尔可夫方法的水下防喷器可靠性研究

水下防喷器是保障海上钻井安全的关键设备,对其可靠性进行定量评价对井控作业有重要的指导意义.为了弥补现有水下防喷器可靠性评价方法的不足,将水下防喷器的工作状态分为四种,包括无故障可用、关井、井控关键失效及关井时失效.利用Markov方法建立了水下防喷器的Markov模型.通过水下防喷器系统的状态转换图找出了各工作状态的转换关系.通过分析墨西哥湾83口深水井水下防喷器的失效数据,定义了影响水下防喷器可靠性的井控关键失效,并对深水钻井水下防喷器防喷功能的可靠性进行了定量计算.将计算结果与不考虑关井期间的井控关键失效相比较发现,防喷器的防喷失效概率增加了65％.因此传统的定量评价方法可能会得出相对乐观的结论,应在实际生产中给予重视.     

基于可靠度理论的RBI修正模型研究

基于风险的检测技术包括定性RBI判断和定量RBI计算,定性判断得到风险相对的高低,风险相对较低者则不必进行定量RBI计算,风险高者再进行下一步定量RBI计算。在API581中,国外风险分析统计表明,石化企业的风险分布范围有一个所谓的"二八"现象,即"80%的风险是由20%的设备引起",中高风险以上的设备范围一般在20%左右。但我国十套装置风险分析结果发现,这个结论在我国并不适用,我国中高风险设备往往在40%左右。论文分析了API581在中国应用的局限性,引入可靠度理论计算设备失效概率,预估未来的失效概率或可靠度,可以完整地以RBI方法在得知失效后果和失效概率下,评估出此设备在整个系统中所处的地位,从而适当地分配检测、维修资源,在RBI完成后再进行风险评价进而完成风险评估过程。     

Issues of the Human Reliability Analysis in the Context of Probabilistic Safety Studies

This article addresses methodological issues of the human reliability analysis (HRA) in the context of probabilistic safety studies. Several conventional HRA techniques, more often used for the evaluation of the human error probabilities (HEPs), have been classified. A taxonomy of human actions, failure events, and related factors is outlined in order to distinguish action phases, human behavior types and incorrect outputs (errors of omission or commission), error types (slips, lapses, and mistakes), and performance-shaping factors (PSFs) influencing the human performance. A tree is proposed to facilitate the selection of a specific method for the evaluation of human reliability with regard to attributes of the situation analyzed. A software system based on the expert system technology to facilitate and document PSA and HRA is outlined. At the end of the article some research challenges in the domain are discussed.     

充填管道系统失效模式与影响分析(FMEA)及失效影响模糊评估

根据金川矿区充填管道系统的运行情况,结合充填实践经验,建立了充填管道系统的失效模式与影响分析法(FMEA)分析表,得出系统存在10种失效模式。针对FMEA分析表中失效影响存在较大模糊性而难以有效估计的特点,引入模糊评估方法来进行分析。通过该矿区充填管道系统各失效模式产生失效影响的模糊评估,得到不同失效模式对系统可靠性影响的排序结果。结果表明:该方法的评估结果与实际情况比较吻合;可以使分析定量化,有助于工程人员充分利用系统模糊信息;该方法也能用于其他系统失效模式影响的模糊评估。     

基于BN-CREAM的深水井控压井作业风险诱因研究

深水井控压井作业是有效控制溢流演化为井喷事故的二级井控工艺屏障。为提高深水井控压井作业可靠性,采用 BN-CREAM方法对其风险诱因进行研究。结合深水井控压井作业特点,考虑共因失效等因素,采用贝叶斯网络方法建立深 水井控压井作业风险演化模型。应用人因可靠性分析CREAM法计算深水压井人因失误先验概率,参考海洋可靠性数据手 册OREDA确定深水井控设备失效先验概率。依托贝叶斯网络的逆向推理能力辨识压井作业的主要风险节点,从而实现对 深水井控压井作业风险诱因的有效预测和评估。研究表明:深水井控压井作业共包含6个关键风险根节点,且压井作业人 因可靠性要低于设备可靠性;3级子节点“压井方法选择不合理”对深水压井作业的成功起到至关重要的作用,需进一 步开展风险分析研究。