Моделирование и системный анализ программно-целевого регулирования параметров риска

Усвоение материала данного раздела позволит читателю:

знать

методологию системного синтеза программно-целевого регулирования риска, реализуемую администрацией опасных производственных объектов на основе моделирования процессов стратегического планирования и оперативного управления соответствующей деятельности путем решения четырех главных задач – обоснования, обеспечения, контроля и поддержания социально-приемлемого ущерба от возможных происшествий;

уметь

применять современные математические и машинные методы анализа и синтеза сложных систем для обоснования оптимальных и рациональных решений в ходе осуществления риск-менеджмента, включая заблаговременную оценку предполагаемой результативности реально возможных альтернатив с целью выбора из них тех, которые являются наилучшими по наиболее подходящим критериям;

владеть

оригинальными и стандартными методиками принятия и реализации управленческих решений, представляющими в совокупности технологию успешного осуществления администрацией опасных объектов промышленности и транспорта такого риск-менеджмента, который оперирует лишь самыми существенными факторами всех компонентов используемых человекомашинных систем – персонала, производственной среды, техники и технологии.

Естественно, что рассмотрение предлагаемой в разделе методологии осуществления администрацией ОПО программно-целевого риск-менеджмента целесообразно начать со знакомства с его общими принципами, а затем изложить технологию обоснования, обеспечения, контроля и поддержания социально-приемлемых значений соответствующих показателей.

Обоснование требований к параметрам риска объектов повышенной опасности

В данной главе последнего раздела учебника рассматривается технология решения самой первой и довольно ответственной задачи риск-менеджмента, касающейся нормирования риска тех происшествий, которые возможны при эксплуатации конкретных объектов промышленности и транспорта. При этом предполагается, что данная задача относится к стадии стратегического планирования соответствующей деятельности их администрации, а результаты ее решения (социальноприемлемые параметры риска) должны включаться в техническое задание на вновь создаваемые ОПО, а затем и обеспечиваться на всех этапах их жизненного цикла.

Сущность программно-целевого подхода к риск-менеджменту

Как было отмечено выше (см. параграф 6.6), самыми подходящими для обеспечения и совершенствования производственно-экологической безопасности является метод программно-целевого планирования и управления, а также математическая теория организации и исследование операций. Исходя из этого и учитывая сравнительно малую известность подобного инструментария, изложение материала этой главы начнем с краткого уяснения их основных положений. Остановимся вначале на особенностях первого метода.

Согласно современным представлениям практическая реализация программно-целевого подхода к совершенствованию какого-либо сложного объекта обычно сводится к разработке совокупности целевых программ и созданию системы оперативного управления их выполнением. Это означает, что программа обеспечения безопасности любого ОПО путем снижения риска возможных происшествий должна представлять собой документ, содержащий комплекс взаимосвязанных мероприятий, которые направлены на придание должного качества всем его ОТУ. При этом она должна охватывать весь жизненный цикл соответствующих человекомашинных систем и ОПО в целом, содержать четкую формулировку подобной цели и условий ее достижения, определять необходимые для этого ресурсы, сроки и промежуточные результаты [3].

А вот система оперативного управления выполнением упомянутой выше программы предназначена уже для создания условий, максимально способствующих ее реализации на конкретных ОТУ. Основу данной системы будут составлять временные органы и средства, создаваемые на крупных этапах жизненного цикла ОПО. А ее наиболее важными задачами следует считать регулирование ресурсов, необходимых для обеспечения и поддержания требуемого качества всех ОТУ, контроль сроков и полноты выполнения соответствующих программ и мероприятий, разработку и реализацию при необходимости дополнительных управляющих воздействий.

Иначе говоря, разработка программы обеспечения и совершенствования безопасности эксплуатации ОПО будет состоять в определении объема мероприятий, выполнение которых в принципе способно вывести вектор £(t) интегральных характеристик (см. параграф 6.8) каждого ОТУ в коридор допустимых значений. Роль же системы оперативного управления может сводиться к контролю траектории годографа этого вектора и ее удержанию в данном коридоре путем периодической оценки значений соответствующих показателей, а также своевременной выработки и реализации совокупности K(t) необходимых корректирующих воздействий.

Графическая иллюстрация рассматриваемого здесь программноцелевого подхода к поддержанию требуемой безопасности осуществлена с помощью рис. 16.1. Имеющиеся на нем четыре линии изображают две проекции вектора E(t) выходных показателей одного из ОПО на плоскость фазового пространства, а также две границы коридора его допустимых значений. Ломаная 2 отражает успешную реализацию оперативного управления выходными характеристиками подобного сложного объекта после внешнего возмущения l(f), тогда как траектория 1 вектора E(t) означает уже отсутствие своевременных управляющих воздействий, что и привело в последующем к его выходу за нижний допустимый предел.

Изменение вектора выходных характеристик ОПО

Рис. 16.1. Изменение вектора выходных характеристик ОПО

Практическая реализация программно-целевого подхода к обеспечению заданного уровня безопасности в техносфере может быть разделена на две взаимосвязанные и крупные стадии:

стратегическое планирование – где обосновываются требования к уровню приемлемости этого функционального свойства ОПО и разрабатываются соответствующие целевые программы;

оперативное управление – для создания условий, максимально способствующих выполнению последних.

В целом же реализация данного подхода при создании и эксплуатации рассматриваемых объектов потребует решения следующих взаимосвязанных четырех задач: 1) обоснование, 2) обеспечение, контроль и 4) поддержание социально-приемлемых параметров техногенного риска и количественных показателей производственноэкологической безопасности в целом.

При этом первые две задачи относятся к стратегическому планированию, которое может включать следующие основные шаги:

  • а) уяснение приоритетных методов и задач снижения риска техногенных происшествий на ОПО;
  • б) прогнозирование возможных изменений в состоянии всех их ОТУ;
  • в) определение функций и мероприятий по приданию качества соответствующим человекомашинным системам;
  • г) выбор способов обеспечения безопасности их функционирования;
  • д) выделение и распределение необходимых ресурсов по этапам жизненного цикла ОПО;
  • е) отработка вопросов координации и взаимодействия при планировании и осуществлении мероприятий по обеспечению безопасности.

Последние две задачи из вышеуказанных четырех составляют уже содержание стадии оперативного управления рассматриваемым здесь процессом, которое может быть разделено на следующие этапы:

  • а) уточнение задач и способов поддержания приемлемого риска техногенных происшествий на ОПО;
  • б) сбор и обработка информации о реальном состоянии всех их ОТУ;
  • в) оценка необходимости и альтернативных способов воздействия по поддержанию безопасности их функционирования;
  • г) обоснование оптимальных комплексов соответствующих организационно-технических мероприятий;
  • д) разработка плана их реализации, организация и контроль выполнения всех составляющих его мероприятий.

Анализ содержания программно-целевого подхода, предложенного здесь в качестве основного метода совершенствования безопасности в техносфере, свидетельствует о том, что реализующая его организация должна иметь довольно совершенную структуру и использовать в своей работе современные математические и машинные методы анализа и синтеза сложных объектов. Одним из подобных научных инструментов является исследование операций и математическая теория организации. Учитывая новизну последней, кратко охарактеризуем основные положения этой теории, а затем применим их для формализации и моделирования рассматриваемых здесь сложных систем и их свойств.

Модель осуществления менеджмента риска администрацией объекта повышенной опасности

В последующем в качестве субъекта риск-менеджмента (напомним, что содержание этой деятельности раскрыто в параграфе 6.4) будет подразумеваться администрация конкретных ОПО, их объединения или отрасли в целом (если точнее, то те организационные структуры, которые, являясь управляющим органом системы, непосредственно занимаются вопросами поддержания и совершенствования производственно-экологической безопасности). Модель функционирования подобной организации показана на рис. 16.2 в виде динамической системы, на вход которой поступает вектор X заявок на выполнение соответствующих задач-мероприятий, а на выходе имеем вектор результатов Y их практической реализации.

Модель организации как динамической системы

Рис. 16.2. Модель организации как динамической системы

Всем компонентам и элементам соответствующей организационной системы присваивается имя (литерный или цифровой символ): для персонала Ч – это прописные буквы (А – Андрей, В – Вера, С – Сергей), для технических устройств М – римские цифры, которые в математических формулах могут заменяться строчными буквами латинского или греческого алфавита [46]. Функционирование этой системы отождествляется с оператором Е(У), осуществляющим преобразование каждого ее входа в выход с результативностью ikl, которая характеризуют меру полезности конкретного преобразования (допустим, выполнения какого-либо мероприятия по снижению риска техногенных происшествий).

Предполагается также, что каждое входное требование поступает со своей вероятностью , а реализуется с условной вероятностью . Поэтому оператор E(Y), иногда называемый организационной характеристикой и свидетельствующий о результативности деятельности, осуществляемой (например, администрацией ОПО) на интервале Дд. календарного времени, будет определяться следующим выражением:

(16.1)

где Y – матрица из элементов определяющих результативность преобразований входных элементов в выходные yt, – соответственно наименования конкретных входных воздействий и выходных реакций. Их примером могут быть, допустим, требования должностных инструкций и результаты их выполнения администрацией ОПО в интересах поддержания требуемой безопасности его функционирования.

Кроме того, предполагается, что величина к принимает нулевое значение, когда соответствующее входное воздействие отсутствует на рассматриваемом интервале времени (например, нет необходимости в выполнении конкретной функции). Когда матрица Y является квадратной, а при имеется в виду, что выходные реакции дублируют r-е избыточные входные воздействия, т.е. некоторые элементы являются одновременно функцией двух аргументов (заявок с номерами /сиг, что записывается как Другими ограничениями на сомножители выражения (16.1) являются следующие два условия:

(16.2)

свидетельствующие о работоспособности и функционировании данной организации как динамической системы.

Естественно, что одной из главных задач риск-менеджмента на рассматриваемых здесь объектах будет стремление обеспечить такие выходные значения для всех входных воздействий , которые дают максимум величине или иначе:

Последнее условие накладывает следующие требования на желаемые значения условных вероятностей преобразования конкретной организацией всех ее входов в выходы:

(16.3)

что соответствует следующей предельно высокой результативности менеджмента:

(16.4)

Однако практика свидетельствует о невозможности достижения идеальной результативности (16.4) на реальных промежутках времени . Это обусловлено разной сложностью преобразований вход-выход, требующей своего времени и других ресурсов для обработки конкретного входа. Сумма же подобных затрат дает следующие общие издержки администрации ОПО на выполнение мероприятий по снижению риска техногенных происшествий:

(16.5)

Следовательно, условия (16.2) и (16.3) достигаются лишь в маловероятных (практически невозможных) условиях – когда В противном случае (например, при τ > ∆x) будет иметь место накопление входных воздействий хк, приводящее к постепенному росту задержки времени т. Поэтому требование к вероятности своевременной обработки подобных заявок за выраженное левым неравенством из (16.2), по истечениинекоторого времени окажется невыполнимым, так как величина может стать равной нулю.

С учетом приведенных соображений может быть сформулирована задача оптимального синтеза как структуры администрации конкретного ОПО, так и реализуемых ею целевых программ по поддержанию и совершенствованию безопасности. Например, данная организация должна обеспечить в период максимальное значение

функционала E(Y), при условии преобразования всех входных заявок хk, поступающих с вероятностями , в выходные у(, что требует затрат времени Иначе говоря, при конструировании данной управленческой структуры необходимо найти такие и , при которых достигается экстремальное значение ее результирующей характеристики, например минимум ущерба от аварийных и иных вредных выбросов соответствующего ОПО.

Однако решение подобной задачи требует достоверной исходной информации, которая не всегда имеется. Выход из ситуации дает замена точных чисел уже используемыми ранее (см. параграф 9.5) нечеткими величинами, а точечных оценок – интервальными. Для сужения же интервала неопределенности , ограниченного снизу, сверху и содержащего внутри действительные значения неизвестного параметра X, целесообразно применять упомянутые выше (см. параграф 2.4) байесовские процедуры.

Найденные таким образом интервальные оценки могут быть использованы для задания требований к результативности работы администрации конкретных ОПО, например путем уточнения того коридора значений вектора E(t), который был показан на рис. 16.1:

(16.6)

где L, U – соответственно нижний (lower) и верхний (upper) пределы для функционала

Заметим также, что при равенстве верхнего предела бесконечности , требуемый двусторонний интервал вырождается в односторонний:

(16.7)

а при его неограниченном уменьшении и стремлении к фиксированной величине он принимает значение, для которого справедливо условие

(16.8)

Собственные характеристики администрации конкретного ОПО, например определяются свойствами ее персонала и используемой им оргтехники. В роли параметров, характеризующих безошибочность реализуемых преобразований, ниже будут использоваться возможности либо вероятности совершения людьми ошибок первого α и второго β рода. Для учета же производительности конкретного человека или технического устройства и их адаптивной гибкости используется время τkl, необходимое им для решения конкретной задачи либо переключения с одной работы на другую. Например, адаптивная гибкость Сергея при переходе от преобразования kl к преобразованию rs, реализуемых с вероятностями , может быть оценена формулой

(16.9)

либо с помощью матрицы , состоящей из элементов, характеризующих сопротивляемость данного члена организации подобным модификациям.

Затраты соответствующего рабочего времени целесообразно использовать и для учета степени загруженности менеджеров ОПО, в том числе руководством их персоналом и осуществлением других функций риск-менеджмента. Например, если по своему служебному положению Роман обязан контролировать своих подчиненных и одновременно выполнять какие-то другие управляющие воздействия (преобразовывать входы хк в выходы у(), то его загруженность будет определяться следующей суммой:

(16.10)

где – суммарная занятость Романа (руководителя отдела 07) контролем деятельности всех подчиненных ему сотрудников этого отдела.

Помимо перечисленных факторов деятельности администрации по поддержанию требуемой безопасности функционирования их ОПО, ниже будут учитываться и другие существенные свойства данной организационной системы. Так как для персонала они связаны с психофизиологическими особенностями людей, имеющими нечетко определенную природу, то эти их параметры целесообразно интерпретировать лингвистическими переменными и оценивать нечеткими числами. Конкретные способы формализации подобных характеристик персонала при моделировании его деятельности в интересах программно-целевого совершенствования безопасности в техносфере будут рассмотрены ниже.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >