W artykule przedstawiono metodę strojenia sieci neuronowej, odpowiednią w analizach niezawodności systemów antropotechnicznych, opartą na opiniach ekspertów – praktyków eksploatacji. Przeprowadzono numeryczno-lingwistyczną elicytację tych opinii, które okazały się nieskorelowane i nie nadawały do strojenia sieci. Do przetwarzania danych zastosowano metodę AHP z odpowiednią przyjętą skalą i metodą aproksymacji macierzy ocen. Przeprowadzono analizy korelacji zbiorów otrzymanych danych wejściowych i wyjściowych sieci oraz uchybu metody przetwarzania danych. Wyniki przedstawiono w przykładzie elicytacji i analizy korelacji danych sieci niezawodności systemu napędowego statku morskiego.
EN
The article presents a method for tuning neural network, appropriate in the analysis of the anthrop technical system reliability, based on the opinions of experts – practitioners operation. The numerical-linguistic elicitation of these opinions was carried out, which turned out to be uncorrelated and not suitable for tuning the network. Data processing method was used with the appropriate adopted AHP scale and matrix approximation method evaluations. Correlation analyzes were performed for received input and output data of network and error of data processing method was determined. The results are shown in the example of elicitation and data correlation analyzes for tuning the reliability neural network of the ship propulsion system.
The neural network tuning procedure applied to reliability analyses of anthrop technical systems, based on judgements of experts - experienced operating practicians. Numerical and linguistic elicitation of the judgements, analyses of the network input and output data correlation and of the AHP method processing deviation are presented. Example of data elicitation and correlation analysis of a reliability arrangement of the seagoing ship propulsion system are included to the article.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A prediction model is presented of the ship propulsion risk, i.e. a risk of the consequences of loss of the ship propulsion capability. This is an expert model based on opinions elicited by the ship power plant operators. The risk level depends, among other things, on the reliability state of the ship propulsion sys-tem components. This state is defined by operators in a linguistic form. The formal risk model parameters are determined by means of a neural network. The model may be useful in the ship operation decision processes.
A prediction model of the ship propulsion risk is presented, i.e. a risk of the consequences of loss of the ship propulsion capability. This is an expert model based on opinions elicited by the ship power plant operators. The risk level depends, among other things, on the reliability state of the ship propulsion system components. This state is defined by operators in a linguistic form. The formal risk model parameters are determined by means of a neural network. The model may be useful in the ship operation decision processes.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A prediction model is presented of the ship propulsion risk, i.e. a risk of the consequences of loss of the ship propulsion capability. This is an expert model based on opinions elicited by the ship power plant operators. The risk level depends, among other things, on the reliability state of the ship propulsion system components. This state is defined by operators in a linguistic form. The formal risk model parameters are determined by means of a neural network.
PL
Przedstawiony został model predykcji ryzyka napędowego statku, czyli ryzyka konsekwencji utraty zdolności do realizacji przezeń funkcji napędu. Jest to model ekspertowy, oparty na opiniach uzyskanych od operatorów siłowni okrętowych. Poziom ryzyka zależy między innymi od stanów niezawodnościowych urządzeń systemu napędowego statku. Stany te wyznaczają operatorzy w formie lingwistycznej. Parametry formalnego modelu ryzyka wyznacza się siecią neuronową.
The event of the loss of propulsion function has been defined as hazardous event to a seagoing ship. It has been formalized. The procedure of acquisition of expert opinions on frequency of the event occurrence has been described. It may be considered to be of a numerical-fuzzy character. The fuzzy part was transferred to the numerical form by the pair comparison method. An example of the ship propulsion system comprising a low speed internal combustion engine and a solid propeller illustrates the method presented. It may be used wherever a hazard analysis has to be performed of a system involving human and technical aspects and there is a shortage of objective data on the investigated object.
The event of the loss of propulsion function has been defined as hazardous event to a seagoing ship. It has been formalized. The procedure of acquisition of expert opinions on frequency of the event occurrence has been described. It may be considered to be of a numerical-fuzzy character. The fuzzy part was transferred to the numerical form by the pair comparison method. An example of the ship propulsion system comprising a low speed internal combustion engine and a fix pitch propeller illustrates the method presented. It may be used wherever a hazard analysis has to be performed of a system involving human and technical aspects and there is a shortage of objective data on the investigated object.
W referacie przedstawiono w szerokim kontekście definicje trzech pojęć: bezpieczeństwa, ryzyka oraz kryteriów akceptacji ryzyka. Definicje te odniesione zostały do obiektu technicznego. Nadano im formę ogólną, tak, aby były odpowiednie dla całej zbiorowości kategorii tych obiektów.
EN
In the paper the definitions of three notions: safety, risk and criterion of risk acceptance have been presented in wide context. The definitions are referred to technical objects. They posses general form to be appropriate for the whole set of the categories of these objects.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the safety modeling, in view of frequent lack of real data, we have to use the subjective judgments elicited by experts. These judgments may contain various kind of errors. We try to eliminate them in the phase of processing of judgments elicited by a group of experts. The paper discusses the application of neural methods to that processing. Specific features of the neural methods, important for the problem in question are presented. Results are given of the ship voyage duration time judgment processing. Very good results have been obtained. The summary presents a broad analysis of those results and also a more general aspect of the use of neural methods in the expert estimations.
PL
W modelowaniu bezpieczeństwa, wobec częstego przypadku braku danych rzeczywistych, zmuszeni jesteśmy korzystać z subiektywnych sądów ujawnionych przez ekspertów. Sądy te mogą zawierać błędy rozmaitej natury. Staramy się je wyeliminować w fazie przetwarzania sądów wyrażanych przez grupę ekspertów. Referat dotyczy zastosowania metod neuronowych do tego przetwarzania. Przedstawiono istotne w rozważanym przypadku specyficzne cechy metod neuronowych. Pzytoczone zostały wyniki przetwarzania sądów o czasach podróży morskich statku. Uzyskano bardzo dobre wyniki. W podsumowaniu dokonano analizy tych wyników oraz szerszego aspektu zastosowania metod neuronowych w metodach ekspertowych.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dokonany został przegląd metody estymacji prawdopodobieństwa na podstawie sądów ujawnianych przez ekspertów, stosowanej w modelowaniu bezpieczeństwa systemów technicznych. Wyróżniono cztery grupy metod uznanych za odpowiednie w tym obszarze zastosowań. Są to metody: Mendela i Sheridana, klasyczna Cooke'a, porównywania parami oraz metody nazwane "prostymi". Zostały one opisane i poddane ocenie ze względu na możliwe obszary zastosowania. Zwrócono uwagę na niepewność wyników uzyskiwanych za pomocą miękkich metod estymacji prawdopodobieństwa, szczególnie w sytuacji, gdy sądy ekspertów nie są kalibrowane. Na niepewność tę ma istotny wpływ doświadczenie oraz wiarygodność ekspertów.
EN
Methodology of probability estimation on the base of expert judgments applied in the modelling of technology system safety has been presented. This methodology is used to safety model parameter estimation when lack of objective data for estimation. Two phases of estimation procedures have been described: elicitation the judgments from experts and processing the obtained data. Application of scoring rules for expert credibility evaluation has been focused too. Various kinds of expert errors have been depicted and analysed. Four groups of methods have been focused as especially appropriate in this case. These are methods Mendel and Sheridan, classic method of Cooke, paired comparison method and group of methods named "simple". The first method needs experts whose are very skilful in probabilistic estimations. The latter are appropriate in situation when experts have no experience in probability opinions expressing. Attention was paid on uncertainty those methods, which generally depend on experience and credibility of experts. The expert's judgments should be calibrated by objective data if they are available.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W analizach ryzyka spotykamy się z brakiem danych obiektywnych do estymacji rozkładów prawdopodobieństwa parametrów modeli. W takiej sytuacji wspomagamy się rozkładami subiektywnymi, estymowanymi na podstawie sądów eksperckich. Przedstawiona została charakterystyka błędów popełnianych przez człowieka szacującego prawdopodobieństwo. Dokonano przeglądu metod stosowanych w estymacji prawdopodobieństwa subiektywnego w analizach ryzyka. Zwrócono uwagę na metody neuronowe.
EN
We can notice the lack of objective data for the estimation of model parameter probability distributions in risk analyses. In such situation we can aid the modelling by subjective distributions, which are estimated on the basis of experts' judgments. The characteristic of errors made by man when he is estimating probability and the taxonomy of probabilistic judgments used in risk analysis have been presented. The review of the subjective estimation methods used in risk analyses has been done. The methods, which seem particularly suitable for the risk modelling, are described more closely. Those are the methods based on the following models: Mendel and Sheridan (Bayesian model), classical by Cooke (non-Bayesian model) and pair comparison. The simple and neural methods are described as well. Lack of skill in probabilistic judgments by experts was assumed in the methods called by the author as simple. It is required from experts that they give only the range of values in which by their opinions the estimated value is contained and that value is taken from their professional praxis (it is not a parameter of probability distribution). Attention was paid to neural methods, which allow us to avoid the complex modelling of experts' credibility evaluation and combining of experts' judgment. They are simple and have given good results in the test estimation of sea voyages duration. In closing remarks it was underlined that there exist a number of efficacious methods of subjective probability estimation. Those can be used to aid the risk modelling created by engineering objects.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Technika dostarcza nam dóbr użytecznych, lecz jednocześnie stwarza różnorakie zagrożenia. Zagrożenia te poddane zostały analizie na przykładzie ogólnie pojętego systemu realizacji potrzeb. Opisana została natura relacji, mogących generować straty, zachodzących między tym systemem i jego otoczeniem oraz w jego wnętrzu. Dalej, przedstawione zostały klasy konceptualnych modeli predykcji strat.
EN
Technology provides us with useful goods but simultaneously generates various hazards. Analysis of these hazards has been presented on the example of a generally treated system of need realization. There has been described the nature of relations between this system and its surroundings and those existing inside the system, which can generate damage. Further, the classes of conceptual models for prediction this damage have been proposed.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Bezpieczeństwo siłowni okrętowej można projektować zgodnie z przepisami klasyfikacyjnymi statków lub metodą probabilistycznej oceny bezpieczeństwa. W metodzie tej dokonuje się oszacowania i oceny poziomu ryzyka, jakie stwarza siłownia. Artykuł dotyczy tego drugiego podejścia.
EN
Ship power plant safety can be designed basing oneself on the classification regulations or the probabilistic method of safety assessment. The level of risk produced by a plant is assessed and evaluated. The paper is concerned with the second approach.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ocenę bezpieczeństwa systemu technicznego dokonuje się drogą badania zgodności oszacowania ryzyka stwarzanego przez system z określonym kryterium bezpieczeństwa. Istnieje szereg metod tej oceny. W referacie przedstawione zostały i poddane analizie trzy z nich: metoda jakościowa oraz ilościowa w wersji odpowiedniej do oceny bezpieczeństwa indywidualnego i grupowego.
EN
Safety assessment of a technical system can be achieved by the researches of compliance between one's risk estimation and safety criteria. A number of safety assessment methods are known. In the paper three of them have been presented and analysed. They are qualitative method and quantitative one for individual and group risk assessment.
W cyklu życia każdego obiektu przemysłowego nieuniknione są straty obarczające ludzi., środowisko naturalne oraz mienie. Proces zarządzania bezpieczeństwem obiektu polega na sprowadzeniu ryzyka tych strat do racjonalnego minimum. To minimum definiuje się za pomocą kryteriów ryzyka. W referacie przedstawione zostało pojęcie ryzyka, kryterium ALARP jako przykład formułowania kryteriów ryzyka oraz przykładowa procedura oszacowania ryzyka stosowana w ramach metodyki Formal Safety Assessment. W podsumowaniu przedstawione zostały niektóre problemy, związane z zarządzaniem bezpieczeństwem obiektu przemysłowego
EN
The damages to man, the environment and property are unavoidable within the life cycle of an industrial object. The safety management of an object consists in reducing the risks of these damages to rational minimum. This minimum is defined by risk criteria. In the paper the notion of risk, ALARP criterion as the example of risk criteria and the exemplary procedure of risk assessment, which is applied within Formal Safety Assessment methodology, have been presented. Some problems connected with industrial object safety management have been emphasised in recapitulation.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W publikacji autora zaproponowany został cel, zadania i dziedzina nauki o bezpieczeństwie (SS). Zakres (dziedzina przedmiotowa) SS został ograniczony do wytworów techniki (TP) wszystkich możliwych klas rozważanych w aspekcie zastosowań pokojowych. Tak ograniczone bezpieczeństwo nazwano bezpieczeństwem technogenicznym. Uważa się, że technika stwarza dziś największe zagrożenie dla istnienia człowieka na Ziemi oraz, że zagrożenie to będzie wzrastać w wieku XXI. Zdefiniowane i zinterpretowane zostały podstawowe pojęcia: system człowiek-technika-środowisko (MTE), strata (D) oraz bezpieczeństwo (S). To ostatnie stanowi własność mikrosystemu mMTE, w którym istnieje dany TP, polegającą na tym, że stwarzane przez ten TP ryzyko strat względem elementów tego mikrosystemu nie przewyższa określonych wartości ryzyka tolerowanego. Przedstawiona została taksonomia elementów podsystemu "technika". Sformułowane i pokrótce zinterpretowane zostały cztery następujące zasady SS: I - zasada pełnego cyklu życia TP, II - zasada nieuchronności negatywnych skutków istnienia TP, III - zasada strat tolerowanych przez społeczeństwa oraz IV - zasada zarządzania ryzykiem. Zasada I mówi, że straty mogą powstawać we wszystkich fazach cyklu życia TP. Zasada II stwierdza nieuchronność negatywnych skutków istnienia techniki, które mogą się przerodzić w straty, gdyż TP w swoim cyklu życia musi czerpać z otoczenia i dodawać do niego czynniki substancjalne, energetyczne i informacyjne (SEI). W związku z tą zasadą zdefiniowane zostały pojęcia zagrożenia i ryzyka. Pierwsze dotyczy potencjału destrukcyjnego TP, a drugie strat, które mogą zaistnieć, gdy zagrożenie to ulegnie aktywizacji. III zasada stanowi, iż dla poszczególnych kategorii strat mogą zostać wyznaczone poziomy ryzyka tolerowanego, na które społeczeństwo godzi się w zamian za dobra dostarczane przez TP. W związku z tą zasadą przedstawiono taksonomie rodzajów i postaci strat, które mogą zaistnieć w systemie MTE. Zasada IV mówi, że ryzykiem WT należy zarządzać. Sformułowane zostały ogólne postulaty zarządzania bezpieczeństwem. Postulaty te wymagają interpretacji dla poszczególnych kategorii TP w kontekście mMTE, w których przebiegać będą ich cykle życia. Jest to zadanie niezwykle trudne, ale konieczne do realizacji. Technice trzeba sformułować wymagania w zrozumiałym dla niej języku, czyli wyznaczyć standardy "dopuszczalnej negatywności" dla poszczególnych strumieni SEI, wiążących określone TP z ich otoczeniem. Powinny być to standardy wyrażone w sposób ilościowy i probabilistyczny, uwzględniające także niezawodność TP traktowanych jako systemy socjotechniczne, istniejące w określonych mikrosystemach mMTE.
EN
The objective, tasks and domain of safety science (SS) have been proposed in the author's publication. Range of objects has been bounded to the technology products (TP) of all possible classes and its range of time considered as application under peace times. Such bounded safety has been named technological safety. It is of opinion that technology creates the biggest hazard to human existence at the Earth today and this hazard will increase in 21st century. The following notions were defined and interpreted: man-technology-environment system (MTE), damage (D) and safety (S). The last one is an attribute of a micro-system mMTE in which given TP exists. This attribute states that the risks to the elements of the MTE making by given TP do not exceed the well-defined tolerability values. The taxonomy of a subsystem technology was presented. Four following principles of SS were formulated and interpreted: I - the principle of the full life cycle of a TP, II - the principle of the inevitability of negative consequences under a TP existence, III - the principle of the damages tolerated by community, IV - the principle of risk management. The I principle says that damages can take place under all phases of TP life cycle. The II principle states on the inevitability of negative consequences connected with the existence of a TP, which can transform to damages, since every TP must draw and give back the substances, energies and information (SEI) from and to its surroundings. The notions of hazard and risk were defined in connection with this principle. The first one deals with the destructive potential of a TP and the second one - with the damages, which can take place when the hazard is activated. The III principle states that for each damage category tolerable risk levels can be identified, which community must approved, in return for the goods delivered by TP. In connection with this principle the taxonomies of the models and forms of damages were presented. The IV principle says that risk should be managed. The general postulations for safety management were formulated. Ones need to be detailed interpreted for each TP category in the context to mMTE in which their life cycle is running. This task is extremly difficult but necessary to be fulfilled. The safety requirements for technology must be expressed in the language understood for one. It means that the standards of "permissible negativity" must be assigned for each stream of SEI connecting a TP with its surroundings. Ones should be expressed in the qualitative and probabilistic way, taking into account the reliability of systems treated as social-engineering systems existing in well-defined micro-systems mMTE.