ایمنی هوانوردی و قابلیت اطمینان

به فراتر از ایمنی بیندیشد!

آیا بین ارزیابی ایمنی safety assessment و مهندسی قابلیت اطمینان در طراحی (هواپیما) رابطه وجود دارد؟

مقدمه

بخش هوانوردی غیرنظامی برابر مقررات بین‌المللی و کشوری به طور مستقیم درگیر ایمنی و ارزیابی ایمنی است. هر چند در بخش نظامی هم سازوکارها و حتی ساختارهای اداری نیز با تاکید بر ایمنی تشکیل شده‌اند. با گذشته دهه‌ها از شروع هوانوردی و طراحی هواپیما مدیریت ریسک به عنوان یک چتر فراگیر مطرح شده است که به طبع ایمنی در ذیل آن قرار می‌گیرد. در این نوشته کوتاه به ارتباط بین ارزیابی ایمنی به عنوان یکی از دغدغه‌های سازندگان و بهره برداران در صنایع به ویژه صنعت هوایی و از سویی مهندسی قابلیت اطمینان می‌پردازیم.

1. اهداف مشترک:

ارزیابی ایمنی: بر شناسایی و کاهش خطراتی که می‌تواند منجر به سوانح یا خرابی شود، تمرکز می‌کند و ایمنی کلی هواپیما را تضمین می‌کند.

مهندسی قابلیت اطمینان: با هدف اطمینان از اینکه سیستم ها وظایف مورد نظر خود را بدون خرابی برای مدت زمان مشخصی تحت شرایط معین انجام می‌دهند.

هر دو در به حداقل رساندن خطرات و حصول اطمینان از رعایت استانداردهای ایمنی و عملکرد دقیق هواپیما نقش دارند.

2. همپوشانی تکنیک‌های تحلیلی

تحلیل درخت خطا (FTA) هم در ایمنی و هم در قابلیت اطمینان برای ردیابی علل ریشه‌ای خرابی سیستم و ارزیابی تأثیر آنها استفاده می‌شود.

تحلیل حالت‌ها و اثرات وقوع خرابی (FMEA) یک روش فعال برای شناسایی حالت‌های احتمالی وقوع خرابی، اثرات آنها و استراتژی‌های کاهش.

نمودار بلوکی قابلیت اطمینان (RBD) به درک تنظیمات قابلیت اطمینان سیستم و تأثیر آنها بر ایمنی کمک می‌کند.

 خط‌مشی‌‌ها و استانداردهای نظارتی

طراحی و صدور گواهینامه هواپیما شامل استانداردهایی است که هم قابلیت اطمینان و هم ایمنی را یکپارچه می‌کند، مانند:

ARP4761 : دستورالعمل‌هایی برای ارزیابی ایمنی در سیستم‌های هواپیمای غیرنظامی.

ARP4754 : به توسعه سیستم‌های هواپیما، از جمله ملاحظات قابلیت اطمینان می پردازد.

DO-178C / DO-254 : استانداردهای تکوین نرم افزار و سخت افزار با تمرکز بر سیستم‌های ایمنی حیاتی.

این استانداردها ادغام تحلیل‌های ایمنی و قابلیت اطمینان را برای برآوردن الزامات گواهینامه، الزامی می‌کند.

4. ارزیابی ریسک احتمالی (PRA)

داده‌های قابلیت اطمینان در تحلیل ایمنی: معیارهای قابلیت اطمینان، مانند میانگین زمان بین خرابی‌ها (MTBF)، در ارزیابی‌های ایمنی برای تخمین احتمال رویدادهای خطرناک استفاده می‌شود.

کمی‌سازی ریسک: هر دو رشته به محاسبه احتمال و شدت خطرات کمک می کنند و به اولویت بندی تلاش‌های کاهش ریسک کمک می‌کنند.

5. طراحی سیستم و افزونگی

افزونگی: مهندسی قابلیت اطمینان اطمینان می‌دهد که سیستم ها ردوندانت هستند (به عنوان مثال، سیستم‌های هیدرولیک دوگانه)، که با ارائه عملکرد پشتیبان در صورت خرابی، ایمنی را افزایش می‌دهد.

طراحی ایمن: قابلیت اطمینان و اصول ایمنی را ترکیب می‌کند تا اطمینان حاصل شود که حتی اگر یک سیستم از کار بیفتد، این کار را بدون عواقب فاجعه بار انجام می‌دهد.

6. ملاحظات چرخه عمر

نگهداری مبتنی بر قابلیت اطمینان (RCM) تضمین می‌کند که شیوه‌های نگهداری هم ایمنی و هم قابلیت اطمینان را در طول عمر عملیاتی هواپیما حفظ می‌کند.

نظارت مستمر: هر دو زمینه برای اصلاح مدل‌ها و بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان هواپیما در طول زمان به داده‌های حین خدمت متکی هستند.

مثال در طراحی هواپیما

طراحی سیستم هیدرولیک: مهندسی قابلیت اطمینان تضمین می کند که سیستم هیدرولیک دارای حداقل خرابی است به عنوان مثال، MTBF بالا، در حالی که ارزیابی ایمنی عواقب خرابی های هیدرولیک را بر ایمنی پرواز ارزیابی می کند و سیستم های ردوندانت یا جایگزین را تضمین می‌کند (مانند مکانیسم های کنترل دستی).

7. آیا قابلیت اطمینان فراتر از ایمنی می‌اندیشد؟

مهندسی قابلیت اطمینان در واقع فراتر از ایمنی فکر می‌کند، اگرچه ایمنی زیرمجموعه مهمی از تمرکز آن است. در حالی که هم قابلیت اطمینان و هم ایمنی در هدف به حداقل رساندن خطرات و تضمین عملکرد روان سیستم‌ها مشترک است، دامنه آنها به روش‌های قابل توجهی متفاوت است:

      1.7. دامنه وسیع تر قابلیت اطمینان:

کارایی و آمادگی: مهندسی قابلیت اطمینان به حصول اطمینان از عملکرد سیستم‌ها به صورت مورد نظر، نه تنها به صورت ایمن، بلکه کارآمد و مؤثر در طول زمان مربوط می‌شود. به عنوان مثال:

اطمینان از عملکرد مداوم موتور هواپیما بدون توقف برنامه ریزی نشده.

طراحی سیستم هایی برای دسترسی بالا برای به حداقل رساندن تاخیرها یا اختلالات عملیاتی.

ملاحظات اقتصادی: قابلیت اطمینان با کاهش تعمیر و نگهداری، ادعاهای گارانتی و وقفه های عملیاتی به مقرون به صرفه بودن می پردازد. به عنوان مثال:

یک سیستم هواپیمای قابل اعتماد با به حداقل رساندن تعمیر و نگهداری برنامه ریزی نشده هزینه های خطوط هوایی را کاهش می دهد.

رضایت مشتری: محصولات و سیستم های قابل اعتماد اعتماد و رضایت کاربر را افزایش می دهد، که فراتر از ایمن نگه داشتن آنها است.

       2.7. تمرکز ایمنی:

ایمنی به طور محدود بر جلوگیری از آسیب به افراد، محیط زیست و دارایی ها متمرکز است.

هدف ارزیابی های ایمنی کاهش خطرات و اطمینان از انطباق با مقررات (به عنوان مثال، ARP4761  در هوانوردی است.

ایمنی ذاتاً کارایی عملیاتی، آمادگی یا هزینه های اقتصادی را در نظر نمی‌گیرد مگر اینکه مستقیماً بر ریسک تأثیر بگذارد.

      3.7. نمونه هایی که قابلیت اطمینان فراتر از ایمنی فکر می‌کند

خرابی‌های غیرایمنی حیاتی: مهندسی قابلیت اطمینان همچنین به خرابی‌هایی می‌پردازد که خطر ایمنی ایجاد نمی‌کنند اما بر عملیات یا تجربه کاربر تأثیر می‌گذارند:

خرابی در سیستم سرگرمی در پرواز.

سایش اجزاء و پارگی مکرر اما غیر بحرانی در ارابه فرود.

تنزل عملکرد: قابلیت اطمینان بر تضمین عملکرد بهینه حتی در حالت‌های تنزل تمرکز دارد، در حالی که ایمنی در درجه اول تضمین می‌کند که سیستم بدون خطر باقی بماند.

      4.7. تعامل بین قابلیت اطمینان و ایمنی

در حالی که هدف از قابلیت اطمینان به حداقل رساندن خرابی ها به طور کلی است، ایمنی بر به حداقل رساندن خرابی‌های خطرناک تمرکز دارد.

یک سیستم می‌تواند ایمن اما غیرقابل اعتماد باشد:

مثال: یک موتور هواپیما با خرابی‌های جزئی مکرر ممکن است به دلیل اضافه کاری خطر ایمنی نداشته باشد، اما قابل اعتماد نیست و عملکرد را مختل می‌کند.

یک سیستم می‌تواند قابل اعتماد اما ناایمن باشد:

مثال: یک کارخانه فرآیند شیمیایی که بدون عیب و نقص اما بدون حفاظت در برابر شرایط خطرناک کار می‌کند.

      5.7. قابلیت اطمینان جنبه‌های چرخه عمر را در بر می گیرد

مهندسی قابلیت اطمینان به کل چرخه عمر یک سیستم می‌پردازد:

مراحل طراحی، تولید، بهره برداری و نگهداری.

پیش‌بینی و برنامه‌ریزی برای فرسودگی، کهنگی و عملیات طولانی مدت

ایمنی بیشتر بر مراحل چرخه حیات عملیاتی و فوری که در آن خطرات ممکن است ایجاد شود، تمرکز می‌کند.

نتیجه گیری

ارزیابی ایمنی و مهندسی قابلیت اطمینان در طراحی مکمل یکدیگر هستند. مهندسی قابلیت اطمینان پایه‌ای را برای پیش بینی و به حداقل رساندن خرابی ها فراهم می‌کند، در حالی که ارزیابی ایمنی تضمین می‌کند که این خرابی‌ها در صورت وقوع، ایمنی هواپیما را به خطر نمی‌اندازند. آنها با هم یک چارچوب قوی برای دستیابی به استانداردهای بالای ایمنی و عملکرد ایجاد می‌کنند.

در حالی که ایمنی یک جنبه حیاتی از قابلیت اطمینان است، قابلیت اطمینان تمرکز خود را به عملکرد، هزینه، کارایی و رضایت مشتری گسترش می‌دهد. ایمنی تضمین می‌کند که سیستم‌ها هیچ آسیبی نمی‌برند، در حالی که قابلیت اطمینان تضمین می‌کند که سیستم‌ها کاری را که قرار است انجام دهند، هم به صورت ایمن و هم مؤثر انجام می‌دهند. بنابراین، قابلیت اطمینان با پرداختن به طیف وسیع‌تری از نگرانی‌های حیاتی برای موفقیت کلی سیستم، «به فراتر از ایمنی فکر می‌کند».