POPULARYZATORSKI OPIS REZULTATÓW PROJEKTU Człowiek
Transkrypt
POPULARYZATORSKI OPIS REZULTATÓW PROJEKTU Człowiek
Nr wniosku: 144773, nr raportu: 6964. Kierownik (z rap.): dr inż. Leszek Marek Chybowski POPULARYZATORSKI OPIS REZULTATÓW PROJEKTU Człowiek w swojej działalności aktywnie wykorzystuje złożone systemy i często stanowi ich element. Wśród całej rodziny systemów istotną rolę we współczesnym świecie odgrywają systemy techniczne. Przykładem takiego systemu jest statek morski. Wysoki poziom niezawodności systemu transportowego jest osiągany, między innymi, dzięki bezpiecznemu i efektywnemu działaniu morskich jednostek pływających stanowiących podstawowy środek transportu ogólnoświatowego. W 2012 roku ponad 80% światowego wolumenu obrotu towarowego realizowane było drogą morską. Istniejące na statkach podsystemy funkcjonalne stanowią elementy systemu transportowego. Oprócz statków typowo transportowych istnieje duża liczebnie grupa statków przeznaczona do realizacji określonych prac technologicznych takich jak wydobycie ropy naftowej i gazu ziemnego, połowy dalekomorskie, układanie kabli i rurociągów na dnie morskim itd. Podstawowym podsystemem, dzięki któremu każdy statek może być niezawodnie eksploatowany jest siłownia okrętowa, czyli w ogólności zespół maszyn i urządzeń przeznaczonych do produkcji energii mechanicznej, elektrycznej i cieplnej. Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań technicznych służących poprawie bezpieczności między innymi dzięki wprowadzeniu na współczesnych statkach tzw. siłowni bezwachtowych, powoduje zwiększenie złożoności konstrukcyjnej siłowni okrętowej przy jednoczesnym podniesieniu jej niezawodności. Natomiast postęp w zakresie inżynierii materiałowej, wprowadzenie nowoczesnych metod diagnostycznych oraz udoskonalonych procedur obsługiwania maszyn znacznie przyczyniają się do podniesienia poziomu niezawodności i trwałości oraz skrócenia czasu przestojów w użytkowaniu statku (skrócenie średniego czasu odnowy). To z kolei znacznie wydłuża okresy międzyobsługowe, a także zmniejsza sumaryczne koszty części zamiennych w czasie eksploatacji statku. Pomimo istotnego wzrostu niezawodności systemów technicznych statków katastrofy morskie wciąż się zdarzają, a ich wynikiem są w szczególności: utrata życia i zdrowia członków załogi oraz pasażerów, a także straty materialne związane z poważnymi uszkodzeniami statków lub ich zatopieniem. Przykładowo, według statystyk firmy Allianz, w 2012 roku, w okresie 11 miesięcy - do 25 listopada 2012 roku zanotowano na całym świecie 106 utraconych statków - o 16% więcej niż w poprzednim roku (91 statków), ale o 27% mniej od średniej 10-letniej, wynoszącej 146 strat statków odnotowywanych w jednym roku. Konsekwencje takich zdarzeń są bardzo poważne, czego przykładami może być zatonięcie wycieczkowca Costa Concordia u wybrzeży włoskich oraz wypadek promu Rabaul Queen w rejonie Papui Nowej Gwinei – oba pociągające liczne ofiary w ludziach. Wobec przytoczonych przykładów niezwykle istotne staje się prowadzenie analizy wpływu niezdatności podsystemów złożonych systemów, jakimi są m.in. statki morskie i ich układy napędowe, na realizację podstawowych funkcji systemu. Analiza taka umożliwia zlokalizowanie powiązanych ze sobą elementów systemu, których interakcje mogą prowadzić do zagrożenia bezpieczeństwa i zniszczenia całości lub części systemu. Każdy system techniczny zawiera w swojej strukturze elementy ważne, które należy zidentyfikować. W 1941 roku zasada Pareto została wykorzystana w badaniach nad jakością produkcji przez Jurana, który zaobserwował, że 80% problemów jest spowodowanych przez 20% przyczyn. Dotychczasowe badania dotyczące ważności elementów w strukturze systemów technicznych wskazują, iż elementy ważne stanowią ok. 20% wszystkich elementów systemu, a jednocześnie decydują one w 80-85% o poziomie niezawodności systemu. W związku z ograniczoną stosowalnością niezawodnościowych miar ważności oraz trudnością pełnego i dokładnego opisu złożonych systemów technicznych konieczne jest opracowanie metod umożliwiających wyodrębnienie w systemie zbioru elementów ważnych dla zadanych kryteriów ważności, co jest zasadniczym celem projektu. W wyniku realizacji projektu opracowana została nowa jakościowo-ilościowa metodyka oceny ważności elementów w strukturze niezawodnościowej złożonych systemów technicznych. Jakościowoilościowe podejście umożliwia prowadzenie analizy przy niepełnych danych o systemie. Metodyka umożliwia wielokryterialną analizę ważności ze względu na rożne kryteria, m.in. bezpieczność, niezawodność, dostępność i koszt części zamiennych itp. Wykorzystane w trakcie realizacji projektu przykłady obliczeniowe wskazują na szeroki zakres zastosowań opracowanych metod analizy, co pozwala wnioskować, iż w analogiczny sposób można prowadzić analizę innych złożonych obiektów eksploatacji, takich jak samoloty, lokomotywy czy autobusy, dla których kryteria bezpieczności i ekonomiczności są priorytetem.