О Центре

Научно-инженерный центр "Надежность и ресурс больших систем и машин" Уральского отделения Российской академии наук (далее НИЦ) - федеральное государственное бюджетное научное учреждение, осуществляющее системные, междисциплинарные фундаментальные исследования и прикладные разработки. Центр специализируется на решении проблем надежности и безопасности больших систем и приложении результатов этих исследований к геотехническим и человеко-машинным системам, в первую очередь, в интересах топливно-энергетического и транспортного комплекса России.

НИЦ был создан во исполнение Постановления СМ СССР и ГКНТ СССР о создании научно-инженерных центров в составе АН СССР для повышения эффективности академической науки. Центр был организован 3 сентября 1987 года по совместному Постановлению президиума АН СССР и Министерства среднего и высшего специального образования РСФСР.

У истоков решения о создании Центра стояли академики АН СССР Н.Н. Красовский, вице-президент АН СССР К.В. Фролов, министр высшего и среднего специального образования (ВССО) РСФСР И.Ф. Образцов, председатель УрО РАН Г.А. Месяц, д.т.н. директор Института машиноведения (ИМаш) УрО РАН В.М. Макаров.

Директором и научным руководителем Центра и одновременно зам. директора ИМаш УрО РАН был назначен д.т.н., проф. С.А. Тимашев, кандидатуру которого, предложенную академиком Г.А. Месяцем, одобрили академики Н.Н. Красовский, К.В. Фролов и И.Ф. Образцов. Тогда же НИЦ «НиР БСМ» УрО РАН вошел в состав Всесоюзного МНТК «Надежность машин», возглавляемого академиком К.В. Фроловым. Его заместителем был чл.-корр. АН СССР А.П. Гусенков. Чл.-корр. Н.А. Махутов курировал работы, связанные с промышленной безопасностью. Им помогал д.т.н. А. Тананов.

Главное научное направление Центра – междисциплинарные исследования, направленные на создание прорывных и критических технологий, определяющих живучесть, безопасность, целостность и стратегическую готовность больших систем «социум – человек – инфраструктура – среда (СЧИС)», взаимозависимых критичных инфраструктур (КИ) и их компонент при многопараметрических воздействиях. Фундаментальные исследования Центра, согласно его Уставу, ведутся по следующим основным научным направлениям:

  • оценка, мониторинг и управление живучестью и безопасностью систем взаимозависимых критичных инфраструктур;
  • компьютерное моделирование сценариев развития промышленных и техногенных аварий и катастроф;
  • стохастические методы мониторинга, диагностики и оценки вероятности отказа, остаточного ресурса и риска эксплуатации потенциально опасных объектов;
  • нелинейная механика и статистическая динамика разрушения (катастроф).

Проведенный Центром анализ научных исследований в этой области в мире показал, что ведущиеся в НИЦ «НИР БСМ» УрО РАН междисциплинарные фундаментальные исследования безопасности и целостности больших систем взаимозависимых критичных инфраструктур и их компонент, анализ риска систем «социум – человек – инфраструктура – среда» на основе методов, разработанных в Центре, являются оригинальными и не дублируются ни одним из учреждений РАН, ни за рубежом. В то же время они находятся в числе наиболее важных и актуальных проблем, требующих своего решения, привлекают внимание многих зарубежных и отечественных специалистов и находят широкое применение на практике.

В области фундаментальных исследований за последние пять лет (2007–2011) НИЦ «НИР БСМ» УрО РАН разработал и успешно применил ряд базовых количественных физико-технических моделей мониторинга, диагностики и анализа живучести, долговечности, безопасности критичных инфраструктур, позволяющих оценить риск эксплуатации существующих и проектируемых комплексов и объектов, выстроить систему приоритетов при решении задач мейнтенанса инфраструктур.

Актуальность и практическая ценность фундаментальных исследований в этой области огромна: уменьшение риска КИ приводит к увеличению средней ожидаемой продолжительности жизни населения в добром здравии на данной территории и увеличению регионального валового продукта. А это и есть главные цели государства и региона. Данная концепция легла в основу разрабатываемой Центром комплексной междисциплинарной методологии, которая позволяет количественно оценить последствия аварий и катастроф и дать в руки лицам, принимающим решения (ЛПР), мощный инструмент управления региональным риском.

Центр в составе научного коллектива Межправительственной Комиссии по изменению климата Всемирной метеорологической организации ООН (IPCC WМО UN) принимал участие в разработке комплексной методики улавливания углекислого газа из атмосферы и последующего его захоронения в глубинных трещиноватых породах и глубоководных зонах мирового океана [Раздел 4, «Надежность и безопасность СО2 трубопроводов, предназначенных для транспортировки уловленного СО2 к месту захоронения»] (2002–2005 гг.). Коллектив IPCC, создавший эту методику (в том числе директор НИЦ УрО РАН), стал лауреатом Нобелевской премии мира 2007 г.

В области прикладных исследований Центр:

  • предложил алгоритм решения задачи снижения уровня риска на основе выбора из комплекса существующих мер и средств защиты тех, которые предоставляют либо минимальную стоимость защиты при обеспечении заданного уровня ущерба (риска), либо максимальное повышение безопасности КИ при заданном объеме расходов на обеспечение ее безопасности (д.т.н., проф. С.А. Тимашев);
  • разработал методы построения распределенных (Internet, Intranet) интерактивных систем открытой архитектуры для поддержки принятия решений. Они реализованы в блочно-модульном программном комплексе PRIMA (ПРИМА), разработанном для оптимального управления эксплуатацией систем нефтегазопродуктопроводов по критериям целостности и риска (к.т.н А.В. Бушинская);
  • создал программный комплекс «RISK» (язык Python, платформа Zope) оценки риска техногенных аварий и связанных с ними угроз; анализа достаточности принятых мер по предупреждению аварий, по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварий (к.т.н Л.В. Полуян);
  • разработал новые высокоэффективные методы продления ресурса сосудов давления газо- и нефтеперерабатывающих заводов, а также оборудования для работы с особо чистым водородом (д.т.н., проф. А.О. Чернявский, д.т.н., проф. О.Ф. Чернявский);
  • дал оценки предельных состояний конструкций при малоцикловых термомеханических нагружениях в активных средах (д.т.н., проф. А.О. Чернявский, д.т.н., проф. О.Ф. Чернявский);
  • разработал основы расчета гидродинамического трения в узлах двигателей внутреннего сгорания (д.т.н., проф. Ю.В. Рождественский).
По заданию администрации Екатеринбурга и правительства Свердловской области Центр разработал (руководитель работ к.т.н. Л.В. Полуян):
  • впервые в истории города его паспорт безопасности и карту индивидуальных рисков;
  • план по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Свердловской области (учтено около 1000 потенциально опасных объектов);
  • паспорта безопасности для ряда муниципальных образований и крупных потенциально опасных объектов на территории Свердловской области.

Центр также предложил способы предсказательного мейнтенанса наземных и морских трубопроводов по критериям целостности и риска и дал количественные оценки качества диагностирования функционирующих российских трубопроводов, расположенных в Европе, Азии, и трубопроводов, находящихся на Ближнем Востоке и в Северной Америке (д.т.н., проф. С.А. Тимашев, к.т.н. А.В. Бушинская).

В интересах МЧС России Центр разработал концепцию создания унифицированной блочно-модульной автоматизированной системы мониторинга и прогнозирования ЧС на территории Свердловской области. Центр создал комплексную методику оценки риска эксплуатации керосинопроводов, снабжающих аэропорты авиационным топливом в условиях возникновения техногенных катастроф типа пожаров, разлива и взрывов топливно-воздушных смесей, и провел, в содружестве с Университетом Ньюкастл (Англия), анализ полученных результатов по отечественной и британской методике (д.т.н., проф. С.А. Тимашев, к.т.н. Е.С. Гурьев, к.т.н. Л.В. Полуян, к.х.н., доцент С.Г. Алексеев, Phil Hopkins, Toby Fletcher).

По заданию ОАО «Концерн Росэнергоатом» для его филиала «Белоярской атомной станции» Центр разработал декларации промышленной безопасности, паспорта безопасности, планы ликвидации аварийных ситуаций, планы по предупреждению и ликвидации разливов нефтепродуктов. Для ряда ее основных цехов дана всесторонняя оценка риска аварий и связанных с ними угроз; анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварий, по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии; разработка мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварий и размера ущерба (руководитель работ к.т.н. Л.В. Полуян).

Принял участие в разработке разделов государственных нормативных документов по обеспечению безопасности потенциально опасных объектов, в том числе ядерной энергетики, для таких предельных состояний, как образование сеток трещин, прогрессирующее выкрашивание поверхностного слоя и коробление, циклическое накопление остаточных перемещений (д.т.н., проф. О.Ф. Чернявский, д.т.н., проф. А.О. Чернявский).

Письма поддержки НИЦ "НиР БСМ" УрО РАН