Hata Ağacı Analizi (HAA)

HAA yöntemi, ilk olarak, 1962 yılında Bell Telefon Laboratuvarları tarafından, Minuteman füze fırlatma kontrol sisteminin güvenlik analizi için kullanılmıştır. HAA, 1960’lardan itibaren yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle havacılık ve uzay sanayi ile nükleer reaktör endüstrisinde yaygın olarak kullanılmıştır. Göreceli olarak da, olayların karmaşık kombinasyonlarının sonucu ortaya çıkan kazaların risk analizlerinin yapılması için kullanılmıştır.

Risk değerlendirmesi, işyerinde var olan ya da dışarıdan gelebilecek tehlikelerin belirlenmesi, bu tehlikelerin riske dönüşmesine yol açan faktörler ile tehlikelerden kaynaklanan risklerin analiz edilerek derecelendirilmesi ve kontrol tedbirlerinin kararlaştırılması amacıyla yapılması gerekli çalışmaları ifade etmektedir.

Hata ağacı analizi, kök neden analizi, risk değerlendirmesi ve güvenlik tasarımı için uygulanır. Kök neden analizi içinde, istenmeyen olaya yol açan tüm ilgili olay ve durumlara bakılır, paralel ve seri olay kombinasyonları araştırılır ve birçok karışık iç olayı içeren model oluşturulur. Risk değerlendirmesi içinde, risk seviyesini hesaplamak, kritik güvenlik bileşenlerini, fonksiyonlarını tanımlamak ve tasarlanan değişikliklerin etkisini ölçerek bulunur. Güvenlik tasarımında amaç, gerekenlere uymayı göstermek, nerede güvenlik gereksinimi ihtiyacı olduğunu göstermek, zayıf noktaların veya hataların potansiyelini hesaplamak ve tanımak son olarak da yaygın hataları saptamaktır (Ericson, 1999).

Hata ağacı analizi (HAA), alt seviyedeki bir dizi olayı birleştirmek için kullanılan Boolean mantığı ile analizi yapılan sistemdeki arzu edilmeyen bir durum için uygulanan, yukarıdan aşağı ve tümdengelim mantığı olan başarısızlık analizidir. Bu analiz yöntemi, esas olarak güvenlik mühendisliği ve güvenilirlik mühendisliği alanlarında sistemlerin nasıl bozulabileceğini anlamak, riski azaltacak en iyi yolları tanımlamak veya sistemin belli bir seviyesindeki başarısızlığı veya emniyetli kaza olaylarının oranlarını belirlemek için kullanılır.

HAA’nın uygulama alanları şunlardır:

• Güvenilirlik Analizi

• Kalımlılık / Hassasiyet Analizi

HAA, kolay anlaşılır bir süreçtir ve takım çalışmasını gerektirir. Tümden gelim mantığı ile yukarıdan aşağıya bir yaklaşım, HAA yönteminin temelidir.

HAA’nın temel basamakları şunlardır:

• Sistemin ve Tepe Olayın Tanımlanması

• Hata Ağacının İnşası

• Hata Ağacının Nitel Analizi

• Hata Ağacının Nicel analizi

• Sonuçların Raporlanması

HAA‘nın ilk basamağı sistemin ve tepe olayın tanımlanmasıdır. Açık ve net olarak belirlenmesi gereken tepe olay, sistem ile ilgili istenmeyen bir olay olarak tanımlanabilir.

HAA’da tepe olaya yol açabilecek dolaysız, gerekli ve yeterli sebepler tespit edilmelidir. Tepe olayı tespit edildikten sonra, tespit edilen sebeplerin tepe olayı ile ilişkisi ve birbirleri arasındaki ilişkiler araştırılır. HAA’da olaylar arasındaki ilişkiler kapı olarak isimlendirilen mantıksal işleçler aracılığı ile gösterilir.

HAA’da olaylar arasındaki ilişkileri tespit etmek için, ilk olarak, tepe olaya sebep olan olaylara, alt tepe olaylar olarak muamele edilir ve bu alt tepe olayların dolaysız, gerekli ve yeterli sebepleri tespit edilir. Bir sonraki alt tepe olaya geçmeden önce,bulunulan alt tepe olaydaki bütün temel olaylar tamamıyla tanımlanmalıdır. Uygun bir çözünürlüğe veya analiz seviyesine ulaşılana kadar hata ağacı bu şekilde aşağı doğru bütün temel olaylar tespit edilene kadar oluşturulmalıdır. Oluşması için, kendisinden başka bir olayın oluşması

gerekmeyen, yani alt olaylara bölünemeyen olaya, temel olay denir. Temel olay, analizin çözünürlüğüne bağlıdır. Daha aşağı seviyeye gitme ihtiyacı olmadığına karar verilinceye kadar devam edilmelidir.

HAA’da kullanılan semboller Şekil 5.1’de sunulmuştur. Bu analizde mantıksal cebir kullanılmaktadır. Bu çalışmada “VE” ve “VEYA” mantık kapıları kullanılacaktır. Bir olay, iki veya daha fazla olayın aynı zamanda meydana gelmesi sonucu ortaya çıkıyorsa, bu durum

“VE” mantık kapısı kullanılarak gösterilir. Bir olay, iki veya daha fazla olaydan herhangi birisinin meydana gelmesi sonucu ortaya çıkıyorsa, bu durum “VEYA” mantık kapısı kullanılarak gösterilir. (Gümüşbuğa, 2012)

Hata ağacının kapsamında başarısızlıklar, hatalı olaylar, normal olaylar, çevresel etkiler, sistemler, alt sistemler ve bileşenler, sistem elemanları (yazılım, donanım, insan, talimatlaryönergeler), zaman (görev zamanı, tek aşama, çok aşama) bulunmaktadır (Ericson, 1999).

Hata ağacı analizi her tehlikeye uygulanmaz, yalnızca kritik olan güvenlik tehlikeleri için yapılır. Ayrıca, müşteri tarafından istenildiğinde, sertifika için gerektiğinde, ürün yüksek risk içerdiğinde, kaza, hadise, anormal olay araştırması yapılmak istendiğinde, kritik güvenlik sistemi için güvenlik durum detayını yapmak istendiğinde, düzeltici hareketleri değerlendirmek veya seçenekleri tasarlamak için, güvenlik bariyerlerinin etkilerini değerlendirmek için, olayın kök sebeplerini bilme gerekliliği olduğunda, kritiklik, önemlilik, olasılık ve risk değerlendirmek istendiğinde, güvenlik aygıtları için en iyi yerleşim araştırıldığında uygulanabilir (Ericson, 1999).

Hata ağaç analizende kullanılan sembolleri aşağıdaki Şekil 5.1’de gösterilmiştir.

Şekil 5.1. HAA kullanılan semboller

Hata ağaçları herbiri kendisinden bir alt düzeydeki arızaların lojik bir fonksiyonun olarak tanımlanan, çeşitli düzeylerde arızalar zinciridir. Yöntem en üst düzey arızadan (istenmeyen olay) en alttaki temel arızalara varana dek, herbir arızanın kaynağını belirleme şeklinde de tanımlanabilir(Özdemir,1996)

Hata ağaçların lojik birimler olarak ve, veya, koşul, koşullu ve, koşullu veya, n de k temel blokları ve gerektiği hallerde gecikme, toplama, karşılaştırma ve ayrıcalıklı veya blokları kullanılır (Şekil 5.2).

Şekil 5.2. Arıza Türleri

Birim arızaları: başka bir birimin arızasının direkt veya dolaylı sonucu olarak oluşmayan Temel Arızalar, ağaçta görülmeyen birim veya birimler arızasının direkt veya dolaylı sonucu olarak oluşan İkincil Arızalar ve ağacının bir alt düzeyindeki birim veya birimler arızasının direkt veya dolaylı sonucu olarak oluşan Sonuç Arızalar şeklinde üç gurupta incelenir. Her bir birim arızası bu üç tür arızanın bileşimi olarak Veya bloğuyla, sonuç arızalar ise bir alt düzeydeki birim veya birimlerin benzeri arızalarının sonucu olarak modellenerek hata ağacı oluşturulur (Özdemir,1996).

Her bir arıza türünün muhtemel sebeplerinin tespit edilmek amacıyla ağaç diyagramları Şekil 1,2 ve 3’te verilmektedir. Bu ağaç diyagramların geliştirilmesinin ana amacı ise Makineden kaynaklanan oluşan mekanik arızalar nedeninin tespit edilmektedir.

Şekil 1,2 ve 3’te Madencilikte kazı işlerde yaygın olarak kullanılan Dragline’nın ana mekanizmalarında oluşan arızalara göre hata ağaç analizi yapılmış ve bu ana kısımlarda Elektrik, Mekanizmalar’ın ve Diğer arızalar gösterilmiştir. Makineden kaynaklanan mekanik arızalar için hata ağaç analizi örneği (Şekil 5.3 ve 5.4).

Şekil 5.3. Makineden kaynaklanan mekanik arızalar için yapılan Hata ağaç analizi (HAA)

Çekmek ve itmek mekanızmaların

Kova ve kovanın parçaların arızası

Şekil 5.4. Makine mekanizmalar için yapılan hata ağaçı

Çalışma hızından Operatör ile bağlı

Çalışma hızından Operatör ile bağlı

Çalışma hızından Operatör ile bağlı

Bumda oluşan kırık çatlaklar için bir hata ağacı örneği (Şekil 5.5).

Şekil 5.5. Dragline’ların bumda oluşan kırık ve çatlaklar için hata ağaçı.

Madencilikte kayaç kazısında yaygın olarak kullanılan ekskavatörlerin mekanizmalarda (Kaldırma mekanizma, çekmek ve itmek mekanizma, Dönüş mekanizma ve Yürümek mekanizmalarda) oluşan mekanik arızaları için bir Hata ağacı analizleri Şekil 5.3, 5.4 ve 5.6’da verilmiştir.

Bum arızası

Gerilmenin mukavemetten Fazla

olması

Yükün fazlalığı Çalışma hızı

Diğer nedenler (Sabotaj, doğal,

afetler vb.)

Korozyondan dolayı kırılma

Çevresel

etkiler Koruma

hatası

Şekil 5.6. Halatlı ekskavatörlerde oluşan mekanik arızalar için yapılan hata ağaç analizi.

Ekskavatör arızası

Transmisy

on arızası Track

arızası Motor arızası

5.2.1 2011-2015 Yılların baganuur linyit ocağındaki atmosferik koşullar

2011-2015 yıllarına ait Baganuur linyit ocağındaki atmosferik koşulları Çizelge 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 ve 5.5’de verilmiştir. Baganuur linyit ocağındaki hava durumunu gösteren çubuk grafiği Şekil 5.7’de gösterilmiştir.

Çizelge 5.1. 2015 yılına ait aylık atmosferik koşulları

Çizelge 5.2. 2014 yılına ait aylık atmosferik koşulları

Çizelge 5.3. 2013 yılına ait aylık atmosferik koşulları

2013 yıl

Çizelge 5.4. 2012 yılına ait aylık atmosferik koşulları

Çizelge 5.5. 2011 yılına ait aylık atmosferik koşulları

2011 yıl

Şekil 5.7. Baganuur linyit ocağındaki hava durumunu gösteren çubuk grafiği.