ارائه و حل مدل ایمنی – هزینه در طراحی سکوهای نفتی با الگوریتم ژنتیک چند هدفه

ارائه و حل مدل ایمنی – هزینه در طراحی سکوهای نفتی با الگوریتم ژنتیک چند هدفه

تهیه و تنظیم: محسن ورمزیار – نوید محبعلی
کارشناس های مهندسی صنایع – ایمنی صنعتی

چکیده

طراحی سکوی نفتی شامل مشخص کردن مکان انواع وسایل در محوطه کاری می باشد، که این امر تاثیر بسیاری در ایمنی و کارایی عملیات ها دارد. یکی از نکات مهم در طرز قرار گیری تسهیلات در محوطه کاری، جرثقیل و عملیات وابسته به آن می باشد. اگر بتوانیم منطقه ای ایمن برای سایر تسهیلات پیدا کنیم، می توان خطرات ناشی از تصادفات جرثقیل و افتادن اشیاء، به خصوص در مناطقی که کارگران و مهندسان در آنجا فعالیت می کنند را کاهش داد.

در این مقاله مدل جدیدی ارائه شده است که می تواند در ضمن افزایش ایمنی، هزینه حمل و نقل مواد را کاهش دهد. این مدل طوری طراحی شده است که منجر به بهبود ایمنی عملیات جرثقیل و افزایش کنترل مواد خطرناک در محیط کار می شود. این مدل در ۳ مرحله کامل می شود: (۱) تعریف متغیرهای تصمیم و تابع هدف، (۲) در نظر گرفتن همه محدودیت های مدنظر در مساله مطرح شده، (۳) استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه برای حل مدل.

Abstract Planning construction platform involves identifying the positions of temporary facilities on site, that it has a significant impact on the safety and efficiency of construction operations. Also one of important factor in positions of temporary facilities on site is carne operations. If we can find safe locations of temporary facilities, we minimize the risk of crane accidents and falling objects, especially on areas where construction workers and engineers are concentrated. This paper present new model that is capable of maximizing construction safety and minimizing the travel cost of resources. The model is designed to improve the safety of crane operation, and enhance the control of hazardous material on site. The present model is developed in three main phases: (1) formulating decision variables and optimization objectives in this site; (2) identifying and satisfying all practical constraints in this optimization problem; and (3) implementing the model as a multi-objective genetic algorithm. This model search for optimal location of all temporary facilities on site in order to suitable safety and cost simultaneously.

واژگان کلیدی: سکوی نفتی، مکان یابی تسهیلات، عمليات جرثقيل، مواد خطرناک، الگوریتم ژنتیک چند هدفه

مقدمه

طراحی سکوهای نفتی شامل اندازه ها و مشخصه ها و تعیین مکانهای قرارگیری وسایل و تجهیزات می باشد. سکوی نفتی مناسب منجر به (۱) کاهش هزینه حمل و نقل مواد (۲) کمینه شدن زمان رفت و آمد کارکنان، مواد و تجهیزات، (۳) افزایش بهره وری محیط کاری (۴) ارتقاء ایمنی و کیفیت سکوی نفتی می شود.

ایمنی سکوی نفتی یکی از مهمترین عوامل در طراحی سکوهای نفتی است که کمتر به عنوان تابع هدف در نظر گرفته می شود. سازمان بین المللی ایمنی و بهداشت کار (NIOSH)، گزارش داده است که ساختمان های صنعتی یکی از اصلی ترین علل آسیب های کشنده، به میزان ۹٫۳ آسیب در ۱۰۰ ساعت کار کامل کارگر در سال ۱۹۹۷ می باشد. همچنین دفتر آماری کار (BLS) اعلام کرد که ساختمان های صنعتی یکی از 3 علل اصلی آسیب های کشنده در سال ۲۰۰۲ در آمریکا می باشد. در ضمن در تحقیقاتی نشان داده شده است که مجموع هزینه های تصادفات ناشی از جانمایی نادرست تا ۱۵٪ هزینه کل ساخت یک ساختمان جدید می باشد.

این اطلاعات آماری، لزوم تحقیقات فراوان در زمینه مدل هایی را نشان می دهد که در آن ها در ضمن کمینه کردن هزینه حمل و نقل مواد و تجهیزات در سایت، بهبود و اهمیت ایمنی سکوی نفتی هم در نظر گرفته شود.

هدف اصلی این مقاله، معرفی مدلی جدید و ابتکاری است که می تواند منجر به کاهش هزینه، افزایش ایمنی و بهبود کیفیت در طراحی سکوهای نفتی شود.

ایمنی در سکوهای نفتی ایمنی عملیات کاری، متاثر از عوامل بسیار زیادی مانند طراحی جانمایی محیط کاری، طراحی ایمنی، نیروی انسانی ماهر و سطح آموزش به نیروی انسانی و … می باشد. این مطالعه، جنبه هایی از طراحی سکوهای نفتی را در نظر می گیرد که منجر به ایمنی عملیات کاری می شود. در این تحقیق دو هدف اصلی را دنبال می کنیم: (۱) تعیین مناسب ترین مکان تسهیلات جهت بهبود ایمنی عملکرد جرثقیل و کمینه کردن حوادث ناشی از افتادن اشيا (۲) کنترل خطرات ناشی از مواد و تجهیزات در محیط کاری.

در بخش های بعدی، خلاصه ای از دو هدف عنوان شده و معیارهای متناسب آن ها به منظور بیان اثراتشان در ایمنی سکوهای نفتی تشریح می شود.

ایمنی عملکرد جرثقیل

آمارها نشان می دهد که جرثقیل ها و افتادن اشيا از روی آن اصلی ترین عوامل تصادف در محوطه کاری می باشد. سازمان ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) در گزارشی اعلام نموده که به طور متوسط در هر سال، ۷۱ آسیب کشنده ناشی از تصادفات جرثقیل در آمریکا اتفاق می افتد. جهت کمینه کردن خطرات ناشی از چنین تصادفاتی، سازمان ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) به پیمانکاران برای جلوگیری و حفاظت در برابر افتادن اشیا از جرثقیل، پیشنهاداتی را ارائه کرده است. به منظور تطبیق با شرایط ایمنی، طراحان به جستجوی مکان هایی برای تسهیلات و قرار دادن تجهیزات و وسایل در خارج از حد دسترسی جرثقیل می باشند. در این مقاله برای تسهیل در طراحی و اجرای جانمایی محیط کار و کمی کردن آن، از شاخصی به نام معیار ایمنی جرثقیل (CSC استفاده می شود. با کمک این شاخص (CSC)، طراحان می توانند درجه ایمنی تسهیلات قرار گرفته در اطراف جرثقیل را بر حسب تابعی از حساسیت وسيله (Vi)  نسبت به افتادن اشيا از جرثقیل، که همان پتانسیل صدمه دیدن تسهیل در اثر سقوط اشياء از جرثقیل می باشد، و فاصله (dak) بين وسيله أو جرثقیل k به صورت کمی و با استفاده از روابط ۱ و ۲ ارزیابی نمایند (شکل 1).

حساسیت وسيله i ام (Vi) با گروه بندی حساسیت به ۳ دسته، حساسیت پایین، حساسیت متوسط و حساسیت زیاد تعیین می شود. حساسیت هر وسیله (Vi) و فاصله آن (dik)، متغیرهای اصلی هستند که روی شاخص ایمنی جرثقیل (CSik)، هنگامی که وسیله در همسایگی جرثقیل k قرار دارد، تاثیر می گذارد که این موضوع در رابطه (۲) نشان داده شده است. این شاخص فضای اطراف جرثقیل را به ۳ منطقه تقسیم می کند(شکل 1). منطقه ۱، ناحیه ای است که توسط جرثقیل jib پوشش داده می شود (dik < J+ M/2) و بیانگر منطقه ای با ریسک زیاد می باشد که منجر به آسیب پذیری بر اثر افتادن اشيا از جرثقیل در حین کار می شود. منطقه ۲، بين منطقه ۱ و ۳ قرار دارد ( J+M/2 ≤ dik < R+ J+ M/2 ) که سطح ریسک آن متوسط می باشد. منطقه ۳، ناحیه ای با ایمنی بالا می باشد (dik ≥ R+ J+ M/2 ) و (%100 = CStk).

بر مبنای حساسیت هر وسیله (Vi) و محل قرارگیری (dik) آن در هر کدام از ۳ منطقه، هر وسیله ن با شاخص ایمنی جرثقیل خودش (CSix) مشخص می شود که در رابطه (۲) مشخص شده است. سپس مجموع همه شاخص ها را محاسبه کرده و متوسط آنها را به عنوان معیار ایمنی جرثقیل (CSC) برای کل محیط کاری در نظر می گیریم (رابطه ۱). این معیار می تواند عددی بین ۷۰ تا ۱۰۰٪ باشد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایمنی در مرحله پایانی عمر سیستم