Автор: Лев Певзнер

Редактор: Елена Гин

При зарождении системы мало кто задумывается о вредных последствиях ее функционирования.

Спустя некоторое время (часто после первых аварий, наносящих вред здоровью человека или другим системам), начинается совершенствование системы в направлении повышения ее безопасности.

1. Механическая безопасность

Первые механические приборы часто выполнялись без корпуса, а движущие части были совсем небезопасны. И лишь через некоторое время появлялись защитные корпуса.

Примеры:

Стиральные машины:

Илл. 1. Стиральная машина с приводом (1908 г.)

Илл. 2. Дизайн Whirlpool 1920-х годы (первая стиральная машина с кожухом)

Автомобили:

На первых автомобилях не было защиты движущихся частей и пассажиров.

Илл. 3. Первый автомобиль в мире Benz (1885 г.)

Позднее появился кожух для защиты человека от движущихся частей мотора и привода машины.

Илл. 4. Первый «Мерседес» (декабрь 1900 г.)

Следующим шагом в развитии безопасности стало появление корпуса, защищающего пассажиров от внешнего воздействия.

Илл. 5. Кадиллак (1902 год)

Замечание: с течением времени, в машине появились ремни безопасности, подушки безопасности и многие другие системы.

Закономерным шагом в развитии механических технических систем является создание корпуса, защищающего человека от вредного воздействия механизмов. Со временем корпус начинает нести иные функциональные нагрузки.

2. Вредное побочное (опосредованное) действие

Часто, создавая новый продукт, изобретатели не просматривают вредные побочные действия.

Наиболее ярким примером является изобретение инсектицида ДДТ, хотя есть и другие примеры.

ДДТ (трихлорметилди(п-хлорфенил)метан) — инсектицид, применяемый против комаров, вредителей хлóпка, соевых бобов, арахиса и других растений. Одно из немногих реальных средств против саранчи.
Вещество впервые было синтезировано в 1873 году австрийцем Отмаром Цайдлером, но широкое применение его началось только с 1939 года, когда швейцарец Пауль Мюллер открыл его инсектицидные свойства. За свое открытие он получил Нобелевскую премию по медицине в 1948 году.

В то время ДДТ казался решением массы проблем. Он эффективно применялся против малярийного комара. Это позволило снизить заболеваемость малярией в Греции с 1 миллиона человек в 1938 году до 1200 человек в 1959 году и смертность от малярии в Индии с 3 миллионов в 1948 году до нуля в 1965 году. Есть и другие впечатляющие цифры. ДДТ начали активно использовать в сельском хозяйстве против вредителей и в быту – против клопов и других насекомых.

ДДТ казался панацеей, но, к сожалению, выяснился страшный побочный эффект: ДДТ оказался крайне устойчивым химикатом, который накапливается в человеке и существенно вредит его здоровью. В результате, после длительных исследований ДДТ был запрещен для использования почти во всех странах.

Аналогичные истории можно рассказать и об асбесте, и о свинцовых белилах и многих других веществах, запрещенных в настоящее время.

Как показывает опыт, часто внедрение новых материалов происходит на основании информации об их главных полезных свойствах, без проверки возможных побочных (часто отдаленных или накапливаемых) последствий. С течением времени эти материалы замещаются аналогичными по действию, но безопасными материалами.

3. Предохранители и защитные устройства

С развитием системы в ней появляются элементы или подсистемы, назначение которых защищать человека от возможного вредного действия системы, или защищающие саму систему от повреждения в результате действия на нее надсистемы или внешней среды.

В качестве примера системы, защищающей человека, можно привести появление в электрических щитках устройств защитного отключения (УЗО), которые отключают ток при повышении силы тока выше допустимого (коротком замыкании), а также плавких предохранителей, которые срабатывают при недопустимом повышении напряжения или тока в сети, чтобы защитить электрические устройства от вредного внешнего воздействия.

Илл. 6. Плавкие предохранители и УЗО.

Появление предохранителей и других защитных устройств – закономерный этап в развитии системы.

4. Появление вредного действия вследствие масштабирования

Масштабирование - многократное увеличение количества систем или объемов производства.

При появлении первых автомобилей мало кто мог предполагать, какие вредные последствия может вызвать дальнейшее развитие системы – наезды на пешеходов, столкновения с другими автомобилями, загазованность улиц. Но все эти нежелательные вредные действия связаны с масштабированием системы, то есть появления большого множества систем.

В результате появляются вспомогательные системы безопасности и меры по снижению опасных воздействий.

К ним относятся:

• системы регулирования движения на улицах;
• сигнальные системы в системе (поворотники, стоп-сигнал, тормозные огни и др.);
• системы дожигания выхлопных газов в нейтрализаторах автомобилей.

Аналогичные вредные действия на экологию возникают при масштабном увеличении объемов производства.

Примерами здесь могут служить:

• пересыхание Аральского моря, вследствие масштабного отбора воды на хлопковые поля в Узбекистане, хотя локальный отбор воды мало влиял на природу;
• масштабное загрязнение атмосферы и земли вокруг металлургических комбинатов в 1930-1960-е годы;
• опасное загрязнение водоемов вокруг химических и бумагоделательных производств.

При разработке системы, при предположении, что она будет функционировать не одна, необходимо провести анализ по возможным вредным эффектам от взаимодействия систем друг с другом и эффект масштабирования незначительного вредного действия при массовом производстве и использовании систем.

5. Методы борьбы с вредным действием

Бороться с вредным действием можно по-разному:

5.1. Исключение системы из работы

От использования ДДТ, асбеста и другие материалов пришлось отказаться, как пришлось отказаться от эксплуатации современного сотового телефона - Galaxy Note 7, который сейчас возвращают производителям.

Илл. 7. Смартфоны Galaxy Note 7 выведены из эксплуатации

5.2. Локализация вредного действия

Часто используемая система или вещество имеют вредный эффект, но замена недопустима. В этом случае, возможно рассмотреть вариант применения приема «Местное качество», когда вредное действие есть, но в допустимых пределах.

Например, рентгеновское излучение вредное, но при обеспечении свинцовой защиты тела человека за исключением анализируемого участка оказывается вполне допустимым. Заметим, что в системе появились вспомогательные защитные элементы.

6. Методология по повышению безопасности технической системы

Понимание закономерности повышения безопасности с развитием системы позволяет осознанно направлять поисковые работы по совершенствованию системы в требуемом направлении. Для этого разработан ряд методик. Среди наиболее эффективных методик - диверсионный анализ (разработка Бориса Злотина), который предполагает полный анализ возможных вредных действий системы, исходя из ее ресурсов. К сожалению, эта методика не позволяет предотвратить вредное действие по не выявленным побочным вредным эффектам.

Выводы

При развитии технических систем наблюдается закономерность по повышению безопасности технических систем.

При этом создаются вспомогательные системы по повышению:

• безопасности человека при работе с системой;
• безопасности системы от внешних воздействий.

Также ведется работа по снижению вредного воздействия системы на внешнюю среду или иные системы.

Осознанное применение анализа по «линии повышения безопасности» при прогнозировании позволяет уменьшить возможные вредные влияния системы на человека, саму систему и природу заблаговременно, еще при разработке серийной системы.