Аварии и инциденты на производстве в контексте обучения персонала

Современное производство характеризуется все увеличивающимися темпами внедрения передовых научных, технических, организационных и экономических разработок. Постоянное увеличение доли высокотехнологичного оборудования в нефтегазовом секторе производства, вместе с увеличением сложности оборудования и производственных процессов в целом, сопряжено с возможностью (вероятностью) появления опасных событий, последствиями которых могут являться экономический ущерб, гибель людей, угроза здоровью и безопасности персонала и населения, неблагоприятные воздействия на окружающую среду.

В силу высокой практической значимости, в последнее время и интенсивно ведется исследования, связанные с оценкой, контролем, предотвращением или сокращением рисков. Иными словами, с ростом опасности промышленных объектов закономерно возрастает необходимость в более точных, достоверных методах управления рисками. Наиболее ранние исследования, посвященные управлению рисками рассматривали исключительно надежность конструкции и оборудования, и не рассматривали человека, как элемента этой системы. Фактически, человек существенно влияет на вероятность возникновения опасных событий и ситуаций, что нашло отражение в более поздних исследованиях, где указывалось на необходимость учета влияния «человеческого фактора».

Расширенная информация по аварийности, причинам, последствиям и результатам
контрольно-надзорной работы Ростехнадзора, к сожалению, отсутствует в открытом доступе, но, мне все-таки удалось ознакомится с двумя очень интересными исследованиями по этому опросу. Рассмотрим анализ статистических данных по аварийности на объектах нефтегазодобычи РФ и полученные авторами закономерностей (https://ogbus.ru/article/view/12745, https://doi.org/10.17122/ntj–oil–2021-3-91–104)

За период с 2003 г. по 2019 г. на объектах нефтегазодобычи произошло 258 аварий, в rоторых погибли 287 человек. 2003 г. и 2004 г. – по 20 аварий, смертельного травматизма на 2004 г. – 29 случаев [2]. В целом, по оперативным данным Роструда, в 2023 году было зарегистрировано 5563 несчастных случая, 1565 смертельных случаев [1].

По анализу данных [2] за 2011-2019 г. ежегодный ущерб варьируется от нескольких десятков до нескольких миллиардов рублей. Так, наибольший общий ущерб от произошедших аварий зафиксирован в 2013 г. (2,951 млрд руб.). Средний ущерб от одной аварии – 54 млн руб.

“Но в целом, если отбросить некоторые формальности, получаются довольно интересные факты: в среднем 1 авария уносит жизнь 1 человека и наносит ущерб в размере 54 млн руб. Этой аварии предшествует в среднем 470 инцидентов; 1593 нарушений, выявленных Ростехнадзором; 364 проверок Ростехнадзора; 13 приостановок деятельности; 857 проверок служб ПК; 1607 мероприятий по итогам ПК.” [2]

Особенно интересны выводы авторов [2] – В результате анализа установлено следующее:

1. На 1 тысячу проверок приходится 4,4 аварий. Коэффициент детерминации R2 = 0,05, что показывает отсутствие связи с аварийностью.
2. На 1 тысячу выявленных Ростехнадзором нарушений приходится 0,93 аварий. Коэффициент детерминации R2 = 0,05, отсутствует связь.
3. На 1 млн руб. штрафов, выданных Ростехнадзором, приходится 0,943 аварий. Коэффициент детерминации R2 = 0,20, слабая линейная связь.
4. На 1 приостановку деятельности ОПО приходится 0,79 аварий. Коэффициент детерминации R2 = 0,01, отсутствует связь.
5. На 1 тысячу проверок служб ПК предприятий приходится 1,25 аварий. Коэффициент детерминации R2 = 0,01, что показывает отсутствие связи с аварийностью.
6. На 1 тысячу мероприятий, разработанных службами ПК предприятий, приходится 0,67 аварий. Коэффициент детерминации R2 = 0,24, слабая линейная связь с аварийностью.

Но самое главное – авторы [1] смогли проанализировать основные группы нарушений, по результатам расследования аварий, проверок Ростехнадзора и служб ПК:

Этот вывод в точности совпадает с другими, более ранними источниками:

1. По имеющимся данным (Ростехнадзор, CSB, NTSB) доля человеческого фактора в инцидентах составляет от 35 до 70%
2. Ученые называют различные цифры, но большинство сходится на том, что из-за ошибок человека происходит 60-80% всех аварий и несчастных случаев. Причем 9 из 10 случаев возникают именно там, где предусмотрены технические средства защиты. Возникают они чаще всего по психологическим причинам. [g1][g2]
3. Например, любой член обслуживающего персонала, пользуясь неправильными инструкциями для настройки, теоретически может вывести из строя любую систему защиты предприятия. Анализ данных по оценкам частот ошибок операторов (таблица 1.6. [a1, С-275]) свидетельствует, что персонал (оператор) на 99,99% совершенен при выполнении рутинной работы, но оказывает полностью бесполезным при чрезвычайных обстоятельствах.
4. Несмотря на то, что ошибочные действия персонала являются очень распространенными и очень трудно предсказуемыми, существующие данные о частотах ошибок операторов и обслуживающего персонала (WASH 1400 – приложение III) также указывают на значительную потенциальную опасность данного фактора.
5. Человеческие ошибки оцениваются в 563 млн. долл. По основным инцидентам в химической промышленности до 1984 года. – Garrison (1989)
6. 80-90% всех инцидентов в химической индустрии связаны с ошибками человека. – Joshchek (1981)
7. Исследование 190 инцидентов в хим. пром. вызваны: недостаточными знаниями: 32% – ошибками проектирования: 30% ошибки процесса (методах): 23% ошибки персонала: 15%, – Rasmussen (1989)
8. Инциденты в нефтехимической промышленности: оборудование и неудачное проектирование: 41% персонал и неудачное обслуживание: 41% недостаточно точное выполнение процедур: 11% недостаточный контроль и проверка: 5% иное: 2% – Butikofer (1986)
9. Доля человеческого фактора в инцидентах, связанных с пожарами – 58% – Uehara and Hoosegow (1986)
10. На долю человеческого фактора приходилось от 73% и 67% от общего ущерба в инцидентах на котельных установках – Oil Insurance Association Report on Boiler Safety (1971) (Нефтяная страховая ассоциация)
11. В работе [a3] приводится следующее: «Скептику предлагается изучить статистику несчастных случаев. Она доказывает, что не технические недостатки, а человеческие факторы являются причиной абсолютного большинства воздушных катастроф и среди них в свою очередь психологические факторы стоят на первом месте.»
12. Основные причины аварий, приведенные в книге «Анализ аварий и несчастных случаев в нефтегазовом комплексе России» [a4], основанные на имеющихся данных на 1998-2000 гг. также указывают на «человеческий фактор»….

Вывод – более половины нарушений, и соответственно, аварий – связаны с персоналом, т.е. с «человеческим фактором»…

Сам «человеческий фактор» в значительной степени зависит от уровня или степени подготовки персонала, величиной владения персонала специальными знаниями, умениями и навыками. Совершенно очевидно, что процесс формирования указанных знаний, умений и навыков, в свою очередь, зависит от средств и методов обучения. Стремление к снижению «человеческого фактора» сопряжено с поиском и внедрением новых методов и средств обучения, таких как тренажеры, а также нового класса технических средств обучения, использующего вычислительные мощности компьютеров — имитаторов. (Используемые в педагогике классификации средств обучения, относят имитаторы к категории технических средств обучения (ТСО) – системы, комплексы, устройства и аппаратура, применяемые для предъявления и обработки информации в процессе обучения с целью повышения его эффективности.)

“Этим объясняется, на наш взгляд растущее внимание ученых и практиков к системе внутрифирменного образования персонала [3]. Основными противоречиями в системе внутрифирменного обучения персонала нефтяной отрасли являются следующие:

• между состоянием развития бурового и нефтедобывающего производства, с одной стороны, и имеющимся нау»1но-методическим уровнем разработки производственного обучения и педагогической практики в системе внутрифирменного образования – с другой;
• между потребностями в модернизации содержания, принципов его отбора и структурирования, форм, методов и средств производственного обучения, адекватных современным задачам переподготовки и повышения квалификации кадров, с одной стороны, и отсутствием научных разработок в области методики производственного обучения в системе внутрифирменного образования – с другой.

Предыдущая работа авторов [Имитаторы на базе программно-аппаратной платформы в техническом образовании. Гаммер М.Д., Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л.] была направлена на исследование и решение вопросов классификации имитаторов, ключевых показателей эффективности и систематизации пользовательских требований. Полученные результаты исследования позволяют перейти к решению вопроса применения имитаторов в процессе управления рисками (в менеджменте рисков – https://habr.com/ru/articles/748310/, https://habr.com/ru/articles/511120/, ).

Предлагаемая в данной работе методика базируется на сопоставлении затрат на создание (или покупку) и использование имитаторов в процессе подготовки персонала и уменьшением ожидаемого риска (потерь) предприятия в процессе управления рисками. Уменьшение ожидаемого риска (потерь) предприятия связано с уменьшением величины вероятности человеческого фактора (за счет обучения персонала с использованием тренажеров). Другими словами, предлагается метод использования имитаторов в процессе управления рисками, а именно в процессе анализа величины риска и принятия решений, направленных на снижение риска до пределов, соответствующих приемлемому уровню. Основная идея метода представлена на рисунке –

Мы предлагаем новый подход, отличительной особенностью которого является рассмотрение компьютерных имитационных тренажеров (КИТ) не только как технических средств обучения, но и как инструмента управления рисками. При таком подходе эффективность имитатора может быть определена на основе прогнозируемого снижения рисков (потерь) предприятия от ошибочных действий персонала (нарушение режимов и правил эксплуатации оборудования, нарушение технологии и т.д.), уровень подготовки которого формируется на основе применения КИТ («эффект от применения имитаторов  – прогнозируемое снижение рисков в зависимости от затрат на подготовку персонала с использованием КИТ»). Количественная оценка эффективности при данном подходе определяется следующей зависимостью:

где                   

А – ожидаемый риск (потери) с учетом текущего значения вероятности влияния человеческого фактора;

В – ожидаемый риск (потери) с учетом уменьшения вероятности влияния человеческого фактора за счет применения имитаторов при подготовке персонала);

С – затраты на разработку (приобретение) и применение (эксплуатацию) имитаторов в процессе подготовки персонала.

          Данная зависимость учитывает временной фактор, т. к. вероятности рисков А и B содержат в себе время (за 1 год, 1000000 часов или другой период времени)

          При использовании данного подхода эффектность КИТ может быть отнесена не только ко всему риску в целом, но и допускать частные «разрезы», а также иметь разные размерности. Иллюстрацией сказанного выше является пример, приведенный на рисунках 1 и 2.        

Здесь на диаграммах FTA и ETA цветом отмечены возможные исходы развития аварийной ситуации, связанные с влиянием человеческого фактора. Степень влияния данного фактора определяется (управляется) в процессе подготовки (тренинга) персонала с применением компьютерного имитатора.

В данном случае эффективность применения технологии может быть определена на основе следующих критериев:

1. ожидаемое снижение вероятности относительно всех возможных исходов на диаграмме;
2. ожидаемое снижение вероятности относительно исходов связанных только с человеческим фактором;
3. ожидаемое снижение итоговой (корневой) вероятности аварии (негативного исхода) (только частота);
4. ожидаемое снижение итоговой (корневой) вероятности аварии (негативного исхода)  (стоимость*частота) и т. д.

Мы протестировали данный подход, провели серию эксперимернтов и получили положительные результаты, доказывающие реальное снижение аварийности на производстве. Достоверность основных положений и обоснованность результатов этих исследования обусловлены выбором методологических позиций; взаимопроверкой используемых теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его целям, задачам и гипотезе; логической согласованностью научных построений.

Тренажеры, участвующие в эксперименте:

1.Средства индивидуальной защиты (СИЗ, LContent)

2. ТБиОТ при производстве работ на высоте (LContent)

3. ПроТБиОТ при производстве грузоподъемных работ (LContent)

4. ТБиОТ при производстве земляных работ (LContent)

5. ТБиОТ при работе с СРД и огневые работы (ЦДПО)

Основной эксперимент – формирование и совершенствование знаний и навыков в области промышленной безопасности. Выявление и устранение обнаруженных опасных ситуаций и опасных условий. Принимаемое соответствие нормативной документации:

• Типовой инструкции для стропальщиков по безопасному производству работ грузоподъемными машинами (ТИ РО-060-2003 и РД 10-107-96)
• Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности “Правила безопасного ведения газоопасных, огневых и ремонтных работ” (ПРИКАЗ от 20 ноября 2017 года N 485)
• Правилам по охране труда при работе на высоте (приказ от 28 марта 2014 г. N 155н «об утверждении правил по охране труда при работе на высоте»)
• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности “Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением”
• ТОИ Р-45-066-97 Типовая инструкция по охране труда при выполнении земляных работ
• Правилам по охране труда при эксплуатации промышленного транспорта, утверждённые Приказом Минтруда России от 18.11.2020 № 814н

6. Электробезопасность в установках до 1000 В (Межрегиональная ассоциация развития системы подготовки специалистов нефтегазовой отрасли “Нефтегазовая информационно-образовательная корпорация”)
7. Промышленный транспорт (Межрегиональная ассоциация развития системы подготовки специалистов нефтегазовой отрасли “Нефтегазовая информационно-образовательная корпорация”)

9. Пожарная безопасность (LContent)

10. Цифровой двойник кустовой площадки добывающих и нагнетательных скважин – https://habr.com/ru/articles/766972/

11. Цифровой двойник буровой установки https://habr.com/ru/articles/844810/

В результате тренажерной подготовки персонала – полученные значения риска были значительно снижены и соответствуют установленной законодательством и согласованной с заказчиком и заинтересованными сторонами величиной приемлемого риска.

Общие выводы:

“Обосновано, что снижение аварийности на нефтегазовых месторождениях требует комплексного подхода, включающего как технические, так и организационные меры. Необходимо уделить внимание не только техническим аспектам безопасности, но и обучению персонала” [1]

Предложена современная методика использования компьютерных имитационных тренажеров для снижения аварийности на производстве. Достоверность основных положений и обоснованность результатов исследования обусловлены выбором методологических позиций; взаимопроверкой используемых теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его целям, задачам и гипотезе; логической согласованностью научных построений. Получен значительный экономический эффект в результате проведения серии экспериментов.

Источники:

[1] https://ogbus.ru/article/view/12745

[2] https://doi.org/10.17122/ntj–oil–2021-3-91–104

[3] Бродский Сергей Федорович «Методика внутрифирменного производственного обучения персонала с использованием компьютерного тренажера-имитатора :На примере нефтяной отрасли Республики Татарстан» диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Казань – 2004

4.    Гаммер М.Д. Сызранцев В.Н. Голофаст С.Н. Имитаторы на базе программно-аппаратной платформы в техническом образовании. – Новосибирск: Наука, 2011. – 275 с.

5.    Новиков Д.А. Закономерности итеративного научения. М.: Институт проблем управления РАН, 1998. – 77 с.

6.    Новиков А.М. Анализ количественных закономерностей процесса упражнения. Методические рекомендации. М.: Высшая школа, 1976. – 22 с.

7.    Гиниятов И. Г. Разработка тренажерного оборудования для повышения безопасности технологических процессов на нефтегазовых объектах: Дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2009. – 231с.

8.    Сызранцев В.Н., Гаммер М.Д. Виртуальный стенд для испытаний компрессора 4ВУ1-5/9 / В.Н. Сызранцев, М.Д. Гаммер // Региональная научно-практическая конференция “Информационные технологии в образовании”. –  Тюмень: ТюмГНГУ, 2004.

9.    Сызранцев В.Н., Гаммер М.Д. Компьютерные тренажеры для обучения студентов нефтегазового направления / М.Д. Гаммер, К.М. Черезов // Бурение и нефть, 2006. – №10. – С.34 – 36.

10.    Сызранцев В.Н., Гаммер М.Д. Разработка и внедрение компьютерных тренажеров на кафедре МОНиГП в ТюмГНГУ / В.Н. Сызранцев, М.Д. Гаммер // Сборник уч.-мет. мат./ сост. М.М. Афанасенкова, Н.А. Аксенова. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2005 – С.134–138.

11.Г. Салвенди. Человеческий фактор. В 6-ти тт. Т. 3. Моделирование деятельности, профессиональное обучение и отбор операто­ров: Пер. с англ./Эдвардс У., Кинг Сунь Фу, Гарг-Янар­дан Ч. и др. – (Часть I. Модели психической деятельно­сти). – М.: Мир, 1991, –  487 е.: ил.