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.