Повышение точности оценки уровня безопасности труда на производстве с использованием статистического метода

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра физико-технического контроля процессов горного

 производства

ОТЧЕТ

О научно-исследовательской  работе

по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему:

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ПРОИЗВОДСТВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАТИСТИЧЕСКОГО МЕТОДА

Москва 2011

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

РЕФЕРАТ

Отчет 39 с., 1 ч., 4 рис., 6 табл., 7 источников, 3 прил.

БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА, КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД, КОЭФФИЦИЕНТ ЧАСТОТЫ ТРАВМАТИЗМА, ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Объектом исследования является уровень безопасности труда на производстве.

Цель работы – повышение точности оценки уровня безопасности труда на производстве статистическим  методом.

Изучены основные группы методов оценки уровня безопасности на производстве и проведены расчеты статистическим методом, для повышения точности оценки использована статистическая обработка данных пакетом «Statistika».

В ходе проведения НИР установлено, что наиболее результативным и перспективным в будущем среди методов оценки уровня безопасности на производстве является статистический. Для повышения точности анализа уровня безопасности данным методом необходимо использование вычислительной техники.

          Существующие методы оценки уровня  безопасности труда на производстве находят широкое применение при расследовании отдельных несчастных случаев, разработке мероприятий по их предупреждению в данных конкретных условиях и при проектировании отдельных объектов (машин, механизмов, технологических процессов и др.).

ANNOTATION

Safety, correlation method, frequency rate of injury, disease rates, the statistical material

The object of research is the level of safety in-Trial.

The purpose of the work - improving the accuracy of assessing the level of safety at work statistics (correlation) method.

The basic methods of assessing the level of safety at work and the calculations of the correlation method to improve the accuracy of estimates used statistical data processing package «Statistika».

An evaluation of the correlation method revealed that the frequency of occupational injuries depends on the erroneous actions of the workers, but the severity - of incompetence NIR.

Existing methods of assessing the level of safety at work are widely used in the investigation of individual accidents, the development of measures for their prevention in specific conditions and the design of individual objects (machines, mechanisms, processes, etc.).

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………….6

1 ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ  ОЦЕНКИ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА  НА ПРОИЗВОДСТВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  СТАТИСТИЧЕСКОГО МЕТОДА…………………………………………..…………………………………8

1.1 Обзор информации  по теме………………………………………………8

1.2 Основные теоретические положения и обзор методов оценки уровня                                            безопасности производства ………………………………………………...10

1.2.1 Технические методы анализа…………………………………10

1.2.2 Экспертный метод анализа……………………………………..13

1.2.3 Вероятностный метод анализа……………………………….14

1.2.4 Статистические методы анализа………………………………15

1.3 Статистический метод  оценки уровня безопасности производства  по коэффициентам частоты и тяжести травматизма…………………………19

1.4 Порядок выполнения исследования…………………………………..23

1.4.1 Значения, используемые для расчета…………………………23

1.4.2 Формулы, используемые для  расчета…………………………24

1.4.3 Порядок выполнения исследования…………………………..25

1.4.4 Вывод…………………………………………………………….33

Заключение ………………………………………………………………….…35

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………...36

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица показателей  несчастных случаев……………………………………….37

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Оценка работы членов группы в часах на человека……………………………38

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Анкета для оценки групповой работы…………………………………………….39

ВВЕДЕНИЕ

Научно-технический прогресс открыл новые возможности в области проектирования предприятий. Разработаны и широко используются методы оптимизации процессов, выбора оптимальных вариантов производства для конкретных условий. Однако современные предприятия кроме высокой технико- экономической эффективности должны обладать и высокой социальной эффективностью, одним из основных факторов которой является безопасность труда работающих. До последнего времени из большого числа факторов безопасности труда на предприятиях количественно учитывались лишь немногие. К тому же выбор оптимальных с точки зрения безопасности труда решений по этим факторам далеко не всегда производился по принципу "конкурирующих вариантов", при котором из ряда технически возможных вариантов выбирается наиболее эффективный по интересующему показателю, в данном случае - по безопасности труда.

Создание методов прогнозирования  уровня безопасности труда на стадии проектирования предприятия и на их основе разработка методов конструирования оптимальных по условиям безопасности технологических вариантов в последнее время становится задачей, привлекающей все большее внимание ученых и инженеров. Актуальность создания таких методов, их большое значение определяются прежде всего высокой опасностью производства и связанным с ней травматизмом, а также тем обстоятельством, что внедрение механизации и автоматизации производственных процессов, концентрации и интенсификации работ не всегда давало ожидаемые результаты по снижению травматизма. Более того, внедрение механизации сопровождалось ростом удельного веса травматизма, вызванного воздействием машин и механизмов. Такое положение явилось, в частности, следствием того, что внедрение новых форм организации работ и технологических решений, а также новой механизации не всегда сопровождалось должным анализом и объективной оценкой сопутствующих им изменений условий труда, прежде всего уровня безопасности труда, из-за отсутствия методов такой оценки.

Целью данной работы является исследование методов анализа условий безопасности труда, повышение точности оценки уровня безопасности на производстве с помощью статистической обработки данных пакетом «Statistika».

1 ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА НА ПРОИЗВОДСТВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАТИСТИЧЕСКОГО МЕТОДА

1. Обзор информации по теме

Корреляционный метод позволяет построить модели многофакторных корреляционных зависимостей между интенсивностью травматизма и определяющими факторами. Например, для интенсивности травматизма в очистных забоях угольных шахт Воркутинского месторождения, оборудованных комплексами, получена многофакторная зависимость интенсивности травматизма от списочной численности трудящихся на участке, мощности пласта, длины лавы, скорости подвигания забоя, угла падения пласта. Аналогичные зависимости получены или могут быть получены и для других объектов: очистных забоев с другой механизацией или технологией, для подготовительных забоев в различных условиях, для разных видов транспорта и т.п. Конкретные объекты (участки и места, где наблюдается травматизм) определяются методом статистического анализа происшедших несчастных случаев [1].

Статистические методы — методы анализа статистических данных. Они могут применяться во всех областях научных исследований и любых отраслях народного хозяйства. Статистические методы используют всегда, когда необходимо получить и обосновать какие-либо суждения о группе (объектов или субъектов) с некоторой внутренней неоднородностью [2].

Корреляционный (взаимосвязанный) метод является одним из экономико-математических методов исследования, позволяющим определить количественную взаимосвязь между несколькими параметрами исследуемой системы. При этом корреляционная зависимость в отличие от функциональной может проявляться только в общем, среднем случае, то есть в массе случаев - наблюдений. Первоначальной важнейшей задачей корреляционного метода является определение вида корреляционного уравнения (уравнения регрессии). Корреляционные методы, особенно при множественной корреляции параметров, эффективно используются, как правило, в совокупности с другими экономико-математическими методами [3].

Основными задачами анализа травматизма являются: выявление причин и повторяемости несчастных случаев, установление наиболее опасных видов работ, определение факторов, влияющих на несчастные случаи и др. При анализе причин производственного травматизма могут использоваться различные методы, основанные на материалах статистики и методы, основанные на результатах техническою обследования [4].

Технический метод позволяет в наглядной форме (на плане, схемах участка и рабочих мест) выявить места, где произошло опасное событие (травма). Например, анализ и оценку процесса развития производственной опасности (опасного события) можно осуществить по следующей схеме: опасное событие (опасный производственный фактор); причины возникновения опасного события (производственного фактора); причины возникновения травмирующего фактора; причины воздействия травмирующего фактора на человека и т.д. Данная схема указывает направления разработки мероприятий по предупреждению проявления производственных опасностей и может быть использована также при монографическом, статистическом, вероятностном и других методах исследований [5].

Вредный фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию [6].

Система критериев оценки экологической  безопасности промышленного производства должна охватывать все уровни его взаимодействия с окружающей средой - от локального до глобального. Система критериев оценки экологической безопасности промышленного производства локального уровня ориентирована на оценку экологической опасности отдельных промышленных объектов. Комплекс характеристик и показателей экологической безопасности промышленного предприятия должен обеспечивать возможность оценки уровня безопасности предприятия в условиях нормальной эксплуатации  и возможность прогноза уровня безопасности в случае модернизации предприятия или изменения его структуры [7].

1.2 Основные теоретические положения и обзор методов оценки уровня безопасности производства

Все существующие методы анализа травматизма можно разделить на четыре основные группы: технические, экспертные, статистические и вероятностные.

1. Технические методы анализа

Целью технического анализа травматизма являются установление причин и взаимосвязи технических факторов, приведших к несчастному случаю, и разработка технических рекомендаций по предупреждению подобных несчастных случаев в будущем. В основе технических методов анализа лежит использование законов технических наук, связанных с обстоятельствами расследуемого несчастного случая.

Технический анализ прежде всего должен установить качественную картину развития событий при несчастном случае. Следующим этапом технического анализа является количественная оценка определяющих факторов, ибо только на ее основе можно дать конкретные технические рекомендации по улучшению системы защиты работающих.

Например, анализ несчастного случая, связанного с обрушением кровли в лаве с индивидуальной крепью, может привести к следующей качественной картине события: подход лавы к зоне геологического нарушения сопровождался увеличением горного давления; в результате прочность крепи в лаве оказалась недостаточной, вследствие чего произошло разрушение крепи и обрушение кровли. Вытекающие из качественного анализа рекомендации следующие: следует увеличить плотность крепи в лаве при прохождении подобных геологических нарушений или при прежней плотности крепи повысить прочность ее элементов (например, увеличить диаметр стоек).

Из приведенного примера видно, что установление качественной картины событий является необходимым условием разработки правильных рекомендаций по предупреждению несчастных случаев. Однако из этого же примера видно, что одного качественного анализа недостаточно для получения конкретных рекомендаций по предупреждению подобных несчастных случаев. Так, в рассмотренном примере остался не выясненным вопрос о том, какая должна быть новая плотность крепи или каковы должны быть новые размеры ее элементов. Очевидно, ответ на этот вопрос может дать оценка величины горного давления при пересечении геологического нарушения, последующий расчет элементов крепи и составление паспорта крепления выработки. Для этого необходимо использовать знания из геологии (оценка характера геологического нарушения), физики горных пород (оценка свойств горных пород в новых геологических условиях), механики горных пород (оценка величины горного давления в новых условиях), сопротивления материалов (расчет элементов крепи и составление паспорта крепления выработки).

Технический анализ несчастного случая начинается с изучения обстоятельств, предшествовавших ему. Это, прежде всего условия, технология производства и организация работ. При этом особенно тщательно должны быть собраны сведения о факторах, непосредственно связанных с несчастным случаем. Точное воссоздание ситуации непосредственно перед несчастным случаем имеет важное, в некоторых случаях решающее значение. Например, при несчастном случае в очистном забое в зависимости от его характера и причин необходимо установить положение комбайна, состояние крепи, кровли и вентиляции, содержание газа в воздухе, расстановку людей в забое, выполнявшиеся операции и т.д. возможно ближе к моменту происшествия несчастного случая. Эти сведения получают на основании опроса свидетелей, изучения документации, а также осмотра места несчастного случая. Следует отметить, что осмотр места несчастного случая, изучение ситуации на месте непосредственно после несчастного случая иногда являются единственным способом воссоздания развития событий непосредственно перед несчастным случаем. Такой осмотр всегда дает весьма ценные сведения об условиях, предшествовавших несчастному случаю. Поэтому важно сохранить неизменной ситуацию, сложившуюся в результате несчастного случая, до завершения осмотра места происшествия. Изменения допускаются лишь при крайней необходимости (спасение пострадавших, обеспечение безопасности находящихся вблизи людей).

Разновидностью технического анализа травматизма является монографический анализ.

При монографическом анализе предметом исследования может быть любой объект производства (инструмент, машина, технологический процесс, система разработки, организация труда и т.д.). Избранный объект анализа исследуется всесторонне с точки зрения возможных опасностей при его применении в трудовом процессе, их причин, средств и способов устранения этих опасностей. Например, монографический анализ проходческого комбайна должен охватывать такие факторы, как безопасность управления им, включая предупреждение обрушения кровли на рабочее место машиниста, электрическую защиту машины и удобство управления, безопасность работы при комбайне, включая ограждение вращающихся частей, крепление вслед за комбайном, освещение места работы комбайна и др. Должны быть проанализированы условия безопасности при осмотре рабочего органа комбайна и смазке, вопросы сигнализации и очистки погрузочного транспортера. Более полный монографический анализ должен включать санитарно-гигиенические и эргономические аспекты, такие, как запыленность воздуха и ее снижение, шум и вибрация, напряженность труда машиниста, крепильщиков и других рабочих. Если в комплексе с комбайном работает укладчик крепи, аналогичному анализу должен быть подвергнут и он.

Задачей монографического анализа является установление опасностей, связанных с использованием в трудовом процессе данного объекта, выяснение их причин и разработка мероприятий по их устранению. Целью анализа является обеспечение безопасных условий труда при использовании данной машины, применении данного технологического процесса, системы разработки и т.п. Результатом реализации выводов монографического анализа в производстве является создание максимально безопасных объектов, а также разработка инструкций и рекомендаций по безопасной их эксплуатации.

Монографический анализ целесообразно использовать, прежде всего, на стадии проектирования объектов, когда устранение замеченных недостатков производится наиболее легко. Однако его следует применять и при реконструкции, модернизации, а также при нормальной эксплуатации объектов.

Как видно, монографический анализ представляет собой совокупность объединенных единой целью частных анализов, каждый из которых выполняется своим специфическим методом. При монографическом анализе могут проводиться лабораторные эксперименты, стендовые и натурные испытания.

Таким образом, технический метод анализа травматизма находит широкое применение при расследовании отдельных несчастных случаев и разработке мероприятий по их предупреждению в данных конкретных условиях. Он используется при разработке планов мероприятий по борьбе с травматизмом на шахте, в масштабах объединения и отрасли в целом.

2. Экспертный метод анализа

Метод экспертных оценок уровня безопасности производства 
базируется на математической обработке качественной информации - методом 
ранговой корреляции. Сущность его заключается в оценке степени влияния 
факторов производственной среды на изучаемую функцию возможно большим 
числом специалистов (экспертов) с присвоением факторам соответствующего 
ранга. Как правило, наиболее влиятельному фактору присваивается ранг «1» и 
далее, по мере убывания влияния, «2», «3», «4» и т.д.

Обычно при отборе факторов стремятся привлечь к их ранжированию экспертов, имеющих разное отношение к изучаемому вопросу: технических экспертов, непосредственных участников технологических процессов, административных и технических руководителей. Мнения экспертов сводятся в таблицу-матрицу рангов. По данным таблицы определяют коэффициент ранговой корреляции, который характеризует степень согласованности мнений экспертов. Сумма квадратов отклонений суммы рангов факторов от средней суммы рангов будет иметь максимальное значение тогда, когда все эксперты дадут одинаковую ранжировку. По результатам ранжировки экспертами всех групп высказываются определенные предложения о принятии соответствующих мер по каждому изучаемому фактору.

3. Вероятностный метод анализа

Этот метод использует понятие вероятности и аппарат теории вероятностей для оценки безопасности труда. В его основе лежит представление о травматизме как о случайном процессе.

Тот факт, что травматизм является процессом случайным, известен давно. Это, в частности, отражено в выражении "несчастный случай". Однако лишь недавно для исследования травматизма стали применять теорию вероятностей.

Говоря о травматизме как о случайном явлении, не следует его понимать как явление беспричинное, незакономерное. Травматизм имеет свои причины. Однако их проявление в конкретных условиях происходит в виде действия множества факторов, наличие, величина и степень участия которых являются случайными. В результате при одних и тех же определяющих факторах несчастный случай может произойти и не произойти; если же несчастный случай произошел, то степень тяжести его может быть различной. Использование вероятностного метода при анализе травматизма позволяет дать количественную оценку степени случайности появления травмы.

Вероятностный метод анализа травматизма базируется на некотором исходном статистическом материале. Чем обширнее этот материал, тем более достоверны выводы, получаемые вероятностным методом.

Как и всякий случайный процесс, травматизм может иметь стационарный (не изменяющийся во времени) и нестационарный (изменяющийся во времени) характер.

При вероятностном методе анализа травматизма используется ряд вероятностных характеристик травматизма. Основными из них являются интенсивность травматизма, тяжесть травматизма и вероятность наступления несчастного случая (травмы).

Исследованиями в МГГУ установлено, что динамика травматизма во времени удовлетворительно описывается законом Пуассона в виде

                                             S = exp [-λT],                                       (1)

где   S - вероятность того, что за время Т не произойдет ни одной травмы;

       λ – интенсивность травматизма за время Т.

С помощью выражения (1) можно оценить фактический уровень безопасности труда (прогнозный), на который можно рассчитывать при внедрении нового проекта, т.е. оценить качество решений на перспективу.

Таким образом, вероятностный метод анализа травматизма может использоваться при оптимальном проектировании производства по фактору безопасности, а также при сравнительном анализе технических решений по фактору безопасности. При этом он применяется в сочетании с корреляционным анализом травматизма.

4. Статистические методы анализа

Статистические методы анализа базируются на статистическом материале о несчастных случаях, и прежде всего на актах и результатах расследований. Целью статистических методов анализа является обобщенная оценка степени безопасности существующих условий труда на участке, шахте (заводе) и в отрасли. Как и всякий статистический анализ, этот метод позволяет получить некоторую усредненную характеристику условий труда. Фактические условия труда в каждом конкретном случае могут отличаться от этих средних условий, как в лучшую, так и в худшую сторону. Степень отклонения характеристик фактических условий труда от их средних значений, полученных статистическим методом, характеризует как однородность явления, так и точность метода анализа.

Значительные отклонения фактических данных от средних свидетельствуют об усреднении неоднородных случаев травмирования с существенно различным удельным весом в общем травматизме. Отсюда следует вывод о желательности использовать для статистического анализа более однородные статистические данные, например данные о травматизме отдельно среди рабочих очистных забоев, рабочих, занятых на транспорте, взрывников и т.д., отдельно среди рабочих более молодых и более старших возрастных групп, отдельно среди рабочих и инженерно-технического персонала, отдельно для комплексно-механизированных участков и участков с большой долей ручного труда, отдельно для шахт, разрабатывающих пологие и крутые пласты, отдельно для шахт и для карьеров и т.д.

Точность метода анализа зависит от достоверности исходных данных. Даже весьма совершенный метод анализа может дать неверные результаты, если в него заложить неточные или ошибочные исходные данные. Это постоянно нужно иметь в виду, когда производится расследование каждого отдельного несчастного случая и отбирается материал для последующего статистического анализа.

Можно выделить следующие виды статистического анализа травматизма: табличный; по коэффициентам травматизма; топографический и корреляционный.

1) Табличный анализ травматизма является наиболее простой разновидностью статистического анализа. Он заключается в группировании несчастных случаев по тем или иным показателям в виде таблицы. В качестве группирующих показателей может приниматься тяжесть травм, причины и места травматизма, вид механизации, время и т.п. Одним из примеров такого анализа является таблица А.1, в которой приведено распределение несчастных случаев, происшедших на добычных участках ряда шахт, по причинам и во времени.

Табличный анализ позволяет установить наиболее опасные причины, факторы, места травматизма, а также изменение их удельного веса во времени. Так, из таблицы А.1 видно, что по рассматриваемой группе шахт основной причиной травматизма на добычных участках устойчиво являются обвалы и обрушения, на втором месте стоит воздействие машин и механизмов. Из таблицы также видно, что удельный вес травм от воздействия машин и механизмов на этих шахтах в 1994 г. возрос по сравнению с 1993 г.

2) Топографический анализ травматизма имеет цель наглядно представить характеристики травматизма. При этом на план места работ наносят условные обозначения несчастных случаев, показывающие места их происшествия и степень тяжести. Например, такие обозначения, нанесенные на плане лавы у места расположения комбайна, показывают, сколько и каких травм произошло в связи с работой комбайна; условные обозначения в забое подготовительной выработки показывают, сколько и каких несчастных случаев произошло при проведении данной выработки, и т.д. Условные обозначения могут характеризовать тяжесть травмы, ее причину, части тела человека, травмированные при несчастном случае, и т.п. Условные обозначения выполняются в виде геометрических фигур (кружок, треугольник и др.) или фигуры человека. Характеристика травмы может передаваться видом фигур (например, тяжелые травмы - кружками, легкие - треугольниками и т.п.) или их раскраской (тяжелая травма - кружок, закрашенный наполовину, легкая - кружок незакрашенный и т.п.), число травм - количеством фигур.

Достоинство топографического анализа - его наглядность. Однако аналитические возможности этого метода ограниченны, поэтому он обычно используется как наглядное дополнение к другим методам анализа.

3) Корреляционный анализ травматизма используется для установления количественных зависимостей между показателями травматизма и определяющими травматизм факторами. Поскольку как сам травматизм, так и определяющие его факторы - величины случайные, зависимость между ними не является детерминированной (однозначной), а имеет статистический, усредненный характер. Следовательно, фактическое значение показателя травматизма при принятых значениях определяющих факторов может отличаться от его значения, рассчитанного по установленной зависимости. Это расхождение будет тем больше, чем менее взаимозависимы (коррелированны) определяющие факторы и показатель травматизма. Наоборот, если взаимная зависимость (корреляция) их будет больше, расхождение между фактическим и расчетным значениями показателя травматизма будет меньше.

Степень связи между двумя величинами хиу характеризуется коэффициентом корреляции этих величин (для случая нелинейной связи - корреляционным отношением). Чем больше коэффициент корреляции, тем более взаимозависимы величины х куи тем более детерминирована (однозначна) их связь. При коэффициенте корреляции, равном единице, зависимость полностью детерминирована. Весьма малые значения коэффициентов корреляции свидетельствуют о слабой зависимости между величинами или об ее отсутствии.

Методы корреляционного анализа травматизма базируются на общих методах корреляционного анализа. Конечная цель их - получение корреляционных зависимостей (или корреляционных уравнений) между показателем травматизма и определяющими факторами.