Существует множество факторов, влияющих на сроки выполнения директивного графика. Каждый из них изменяет эффективное время выполнения проекта. В § 11.4 приведены примеры детерминированных (поддающихся экспертной оценке и планированию) и вероятностных факторов риска (рисков), приводящих к увеличению продолжительности работ на этапах сооружения и ввода в эксплуатацию и влияющих на сроки ввода энергоблока в эксплуатацию. В § 11.3 описана методика экспертной оценки надежности оборудования и персонала в условиях нечеткой информации по отказам, в §11.5 приведена методика экспертной оценки детерминированных рисков при сооружении и вводе в эксплуатацию энергоблока, а в § 11.6 в качестве примера даны результаты практической экспертной оценки рисков при вводе энергоблока в эксплуатацию и их влияния на сроки ввода в эксплуатацию, основанной на этой методике.
Рассмотрим вероятностные риски [145—149], возникающие в процессе ввода энергоблока в эксплуатацию, и их влияние на продолжительность и характеристики этого процесса. Вследствие существенно меньшей степени предсказуемости таких рисков методический подход к оценке таких рисков должен отличаться от принятого в гл. 11. Вероятностные риски (см. § 11.4) носят характер отказов по различным причинам (недостатков в конструкции, изготовлении, монтаже, наладке, проектировании и т.д.), а также ошибок и просчетов персонала различного уровня.
Рассматривая случаи отказов оборудования как случайные события, можно воспользоваться вероятностными оценками влияния факторов на время выполнения работ [148, 149]. Воспользуемся понятием риска [138] как комплексного показателя надежности элементов техносферы, выражающего вероятность возникновения нарушения нормальной эксплуатации или аварии при эксплуатации (вводе в эксплуатацию) оборудования и сооружений [143, 144]. Понятие риска включает два элемента: частоту (вероятность), с которой осуществляется нежелательное событие, и последствия этого события.
Рис. 12.4. Схема одного этапа ПНР с отказами
Под риском следует также понимать непредвиденные ошибки и просчеты в организации работ и в работе персонала, приводящие к срыву сроков выполнения работ. Всевозможные риски целесообразно разбить на два класса: техногенные и антропогенные. Оба класса характеризуются вероятностью их возникновения и поэтому имеют одинаковое формально-математическое описание. Рисковые события ниже будут называться отказами [150—154].
Поскольку число событий велико (число отказов оборудования за период ввода в эксплуатацию порядка нескольких тысяч), вероятностные оценки для усредненных характеристик проекта будут приводить к адекватным результатам, как это будет показано ниже.
Для оценки влияния факторов на изменение сроков выполнения работ рассмотрим вероятностную модель проведения реального процесса ввода в эксплуатацию, учитывающую риски возникновения отказов. Схема процесса ПНР на одном из его этапов изображена на рис. 12.4.
Начальное состояние объекта предполагает полностью выполненные предшествующие работы. Аналогичный смысл имеет конечное состояние объекта. Промежуточные состояния на рис. 12.4 обозначены моментами хк(к = 1, 2, ..., n) планового или нормативного (в соответствии с директивным графиком ПНР, без учета риска возникновения отказов) времени t. Начальное состояние отвечает значению t = 0, конечное t= Тj.
Рассматриваемая система с точки зрения вероятностных схем теории надежности относится к классу восстанавливаемых: после каждого отказа производятся ремонтно-восстановительные работы до полной ликвидации последствий отказа и восстановления системы. Предполагается, что в случайный момент времени хк происходит отказ системы; время, необходимое для восстановления состояния объекта обозначено tk. Верхний прямоугольник содержит множество всех элементов и узлов оборудования, задействованных в данном этапе ПНР, а также иных факторов (в частности, антропогенного характера), которые могут стать причиной отказа. Полное число источников отказов будем обозначать N. В результате отказа система переходит из целевого состояния в нецелевое (см. §12.1). В этом состоянии система находится в течение времени, необходимого для ликвидации последствий отказа, после которого она возвращается к целевому состоянию. С переходом к следующему этапу множество нецелевых состояний возрастает, так как при этом в процесс ПНР включается некоторое количество новых элементов и узлов оборудования. Каждое событие, приводящее к отказу, имеет вероятностную характеристику реализации. В качестве такой характеристики удобно использовать интенсивность отказов λ(ί), т.е. вероятность отказа узла в единицу времени при условии, что в данный момент времени он находится в рабочем состоянии. Если в данный момент времени вероятность нахождения узла в рабочем состоянии есть P(t), то скорость P(t) изменения этой вероятности определяется выражением [154]:
Знак минус в формуле означает, что вероятность пребывания узла в исправном состоянии с течением времени уменьшается. Чем меньше значение интенсивности отказов, тем больше долговечность данного элемента оборудования. Обратная величина интенсивности отказов представляет собой характерное время работоспособности этого элемента. В условиях функционирования элемента оборудования в процессе ПНР или последующей эксплуатации АС меняется его структура, что сопровождается изменением интенсивности отказов с течением времени. Типичная функция интенсивности отказов λ изображена на рис. 12.5 [155—163].
Рис. 12.5. Упрощенная зависимость интенсивности отказов от времени
Временной интервал убывающей интенсивности отказов называется периодом приработки. Основная доля появления отказов в этом периоде вызывается конструктивными или производственными дефектами. Участок постоянной интенсивности отказов (tj, t2) называют периодом эксплуатации. Этот период начинается сразу же после периода приработки и заканчивается непосредственно перед периодом отказов вследствие износа. Период отказов вследствие износа начинается тогда, когда элемент выработал свой ресурс, вследствие чего число отказов в этом периоде начинает возрастать. Важной задачей ПНР является создание условий для полного завершения процесса приработки конструкций для достижения минимальных значений интенсивности отказов в процессе эксплуатации АС [164—171], что можно проиллюстрировать данными по анализу отказов и дефектов оборудования при вводе в эксплуатацию энергоблока №3 Калининской АС, приведенными в §11.2 (см. рис. 11.1—11.3).
Другой важной характеристикой интенсивности отказов элемента является ее зависимость от интенсивности внешнего воздействия на этот элемент в процессе эксплуатации или хранения (см. гл. 6). Общей закономерностью является увеличение интенсивности отказов с ростом внешней нагрузки φ (рис. 12.6).
Значения интенсивности конкретных отказов конкретных элементов находятся из экспериментальных данных, поэтому важным направлением в ПНР и последующей эксплуатации АС является наблюдение и подробное качественное протоколирование каждого отказа оборудования (см. § 11.2). На основе анализа этих данных возможно формирование также экспертных оценок интенсивности отказов. Аналогичный подход целесообразно реализовать для определения экспертной оценки антропогенных рисков [172—180].
Способность элемента оборудования сохранять достаточно малое значение интенсивности отказов в условиях эксплуатационных нагрузок является характеристикой надежности. Аналогичная способность в условиях повышенных нагрузок отражается в понятии живучести элемента конструкции или узла.
Реальное время Тр затраченное на проведение данного этапа работ, складывается из нормативного времени Tj и суммарного времени, затраченного на ликвидацию последствий отказов
Сформулируем представления об отдельном отказе объекта. Известно несколько классификаций отказов по различным признакам [107, 177—180]. В рамках предлагаемой модели целесообразно построение классификации отказов по их влиянию на процесс проведения ПНР, особенно на его продолжительность.
К первому типу отнесем такие отказы, которые требуют проведения восстановительных работ и затрат ресурсов, но не приводят к увеличению планового срока ПНР на данном этапе. Для отказов первого типа tk - 0, в то время как трудовые затраты τk на проведение ремонтно-восстановительных работ и их стоимость отличны от нуля. На сетевом графике ребра, соответствующие этим работам, не принадлежат критическому пути.
Ко второму типу относятся такие отказы, которые приводят к увеличению планового срока ПНР на данном этапе. На сетевом графике ребра, соответствующие этим работам, как правило, принадлежат критическому пути. Однако возможна ситуация, когда отказ на ребре, не принадлежащем критическому маршруту, тем не менее, относится ко второму типу отказов. Такое возможно, если время, затраченное на ремонтно-восстановительные работы, превосходит время окончания работ для данного ребра сетевого графика. Тогда соответствующее ребро становится частью критического пути и время процесса (плановый срок ПНР на данном этапе) изменяется на tk>0. Время, необходимое для восстановления состояния объекта, принимается равным tk, т.е. разности между временем процесса при данном отказе и плановым временем процесса.
Наряду с классификацией по времени задержки введем классификацию отказов по их влиянию на ресурс оборудования АС. При этом отказы разбиваются на два типа. К первому типу отнесем такие отказы, которые существенно не влияют на ресурс оборудования атомной станции. Если отказ повлиял на ресурс оборудования АС [173—180], то такой отказ относится ко второму типу. Эти отказы требуют существенного изменения процедуры испытаний. В частности, отказы, требующие повторного нагружения оборудования РУ. В качестве примера можно привести внеплановые расхолаживание и разогрев реакторной установки до температуры горячего состояния, вызванные отказом какого-либо узла.
Так как точные значения времен появлений отказов различных источников неизвестны, а из опыта с предыдущими аналогами имеется информация о среднестатистических характеристиках отказов, то для решения таких задач, как планирование, оценка качества, выбор стратегии проведения ПНР, целесообразно воспользоваться вероятностной моделью процесса.
Покажем, что среднее время, необходимое для проведения j-ΐθ этапа ПНР с учетом отказов оборудования довольно точно отражает реально затраченное. Для этого сопоставим среднее время Tj со среднеквадратичным отклонением . Здесь D — дисперсия распределения случайного времени Tj (12.3). Среднее время Tj получается усреднением Tj:
Полагая, что отказы оборудования являются независимыми событиями, запишем систему уравнений для вероятностей Рк безотказной работы k-го источника отказов [181—183]: 
Это свидетельствует о том, что вероятностный подход в планировании ПНР является адекватным и дает вполне удовлетворительные оценки характеристик реального процесса.
Рис. 12.6. Типичная зависимость интенсивности отказов от внешней нагрузки φ
