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1、安全理论讲座 事故致因理论：缺陷塔模型 主 讲：范秀山 （郑州大学化工学院安全工程系） 电 话： 电子信箱：一、法律与科学的关系二、事故的本质缺陷塔模型三、事故的原因缺陷四、事故的预防消除缺陷主要内容问题：为什么国家对安全生产颁布如此之多 的法律、法规、规章、制度？为什么对其他领域就没有如此严格？例如：法律从来不规定农民种菜必须按松土、播种 、浇水、施肥、除草的程序来进行，也不禁止 任何人把铁变成黄金一个重要原因在世界范围内，尚未建立起严谨的、科学的安全生产理论体系，人们还没有完全弄清事故起源、发生、发展的过程。也就是说，还没有抓住事故的本质，因而不能有效地预防事故。描述事故本质的理论称为：事
2、故致因理论100多年来科学家们为了弄清事故的本质，进行了大量的调查研究，提出了100多种事故致因理论。然而这些事故致因理论，往往是片面的它们只反映了局部的真理互相之间也缺少兼容性通常在科学发达的研究领域，法律介入的程度浅（数学、物理学、化学、农业、天文学、电学）；在科学不发达的研究领域，法律介入的程度深（安全生产），以强制的手段规定人们能够做什么，不能够做什么。目前，安全生产法的制订依据不是某事故致因理论，而是成千上万不幸的事故案例。如果将来有一天，某事故致因理论完整、清晰地阐明了事故的起源、发生、发展过程，人们已经完全掌握了事故的本质。那么，安全科学就是一门成熟的科学，安全生产法中的许多条文
3、也将消失。一、法律与科学的关系二、事故的本质缺陷塔模型三、事故的原因缺陷四、事故的预防消除缺陷主要内容本地状态：成语故事盲人摸象网络连络连接：盲人摸象女声 254“具体网址: http:/ “3.幼儿成语故事盲人摸象土豆网小精灵_174s女声.swf”2.1 事故的本质是什么？事故的本质是什么？格林伍德：事故都是爱出事的家伙惹出来的事故频发倾向论,1919事故的本质是什么？海因里希：事故就是5块骨牌多米诺骨牌理论,1936事故的本质是什么？北川彻三：5块骨牌是复合材料做的北川彻三因果连锁论事故的本质是什么？法默：事故是工人的性格缺陷引起的性格缺陷论,1939事故的本质是什么？巴内尔：事故是一系
4、列不幸事件的连续发生事件链理论事故的本质是什么？科尔：事故是工作环境差、工人不机灵引起的目标-灵活性-机警理论事故的本质是什么？哈登：事故是能量的不正常释放。能量意外释放论v1.0,1966事故的本质是什么？札别塔基斯：事故是能量和物质的不正常释放。能量意外释放论v2.0，1978事故的本质是什么？科罗敦：事故是一棵倒立的树。故障树分析，1964事故的本质是什么？本尼尔：事故是一系列事件的不正常扰动。扰动起源论,1972事故的本质是什么？劳伦斯：事故是人发生了失误。劳伦斯模型,1974事故的本质是什么？约翰逊：事故是当事物发生变化时，人没有正确应对。变化-失误理论,1975事故的本质是什么？威
5、格里斯沃思模型,1975威格里斯沃思：没错，事故都是人失误引起的！事故的本质是什么？(杉保？)：事故是人的不安全行为与物的不安全状态两大轨迹的交叉。轨迹交叉论,1980事故的本质是什么？亚当斯：事故主要是管理者的失误造成的。管理失误论事故的本质是什么？瑟利：事故是人对事故征兆的反应不敏捷。人因系统论v1.0,1969事故的本质是什么？安德森：事故是人对事故征兆以及环境变化的反应不敏捷。人因系统论v2.0,1978事故的本质是什么？专家：事故是社会因素、管理因素、生产中的危险因素被偶然事件触发所形成的结果。综合原因论综合原因论模型事故的本质是什么？到底是什么?安全科学没有统一的事故致因理论，就如
6、同：物理学没有牛顿力学三定律化 学没有门捷列夫的元素周期律生物学没有达尔文的进化论天文学没有哥白尼的日心说判断一门学科是否成熟，看它是否已经建立起公认 的科学理论。“百花齐放、百家争鸣”看起来是好事，实际上，恰恰 表明某一研究领域理论上的混乱没有正确的事故致因理论，所谓的“安全科学”就只是 经验的简单罗列与堆积，而不是严谨的科学。没有正确的事故致因理论做指导，就无法准确、有 效地预防事故。事故致因理论在经历了100多年“百花齐放、百家争鸣”的“战国”时代之后，在2012年得到了初步统一。2012年4月27日，事故致因理论： 缺陷塔模型刊登于中国安全科学 学报2012年第2期，3-9页。2.2
7、缺陷塔模型的推导过程问：理论与假说的区别是什么？答：从可靠的、公认的理论出发，经过严密的逻辑推理得到的结果是理论；从部分实验事实或事故案例出发，经过归纳、分析，总结出来的规律叫假说。严格说来，目前绝大多数事故致因理论都是假说。马克思主义唯物辩证法认为：世界是物质的，物质运动是有规律的，规律是可 以认识的，是服从因果关系的，有果必有因；事物发生变化，必有其内因和外因；内因是变化 的依据，外因是变化的条件；生产安全事故是矛盾事物的一种特殊的运动形式 ，它的发生，必有其内因和外因。鸡蛋变质蛋内存在有机质外因内因鸡蛋为什么会变质？蛋壳有裂缝 空气中有微生物毛泽东矛盾论根据能量意外释放论：事故 = 能量
8、和物质的不正常释放(失控)事故的内因是系统所具有的破坏力（能量 流、物质流）事故的外因是系统存在能量意外释放的条 件，即现场缺陷（人的不安全行为、物的 不安全状态以及不良作业环境）事 故?内因外因事 故系统破坏力现场缺陷内因外因1、人的不安全行为 2、物的不安全状态 3、不良作业环境物质流 能量流事 故系统破坏力现场缺陷内因外因做为“果”，它的 内因、外因分别 是什么？事 故系统破坏力现场缺陷内因外因内因 ？事 故系统破坏力现场缺陷外因内因 人机系统缺陷管理缺陷分6类人的素质缺陷 机器本身的缺陷1）对物（含作业环 境）性能控制的缺 陷，如：设计、监 测和不符合处置方 面的缺陷。 2）对人失误控
9、制的 缺陷，如：教育、 培训、指示、雇用 选择、行为监测方 面的缺陷。 3）工艺过程、作业 程序的缺陷，如： 工艺、技术错误或 不当，无作业程序 或作业程序有错误 。 4）用人单位的缺陷 ，如：人事安排不 合理、负荷超限、 无必要的监督和联 络、禁忌作业等。 5）对来自相关方（ 供应商、承包商等 ）的风险管理的缺 陷，如：合同签订 、采购等活动中忽 略了安全健康方面 的要求。 6）违反安全人机工 程原理，如：使用 的机器不适合人的 生理或心理特点。事 故系统破坏力现场缺陷外因内因人机系统缺陷管理缺陷?事 故系统破坏力现场缺陷外因内因人机系统缺陷管理缺陷企业的安 全隐患 管理人员的职 业素质缺陷
10、职业缺陷企业缺陷事 故系统破坏力现场缺陷外因内因人机系统缺陷管理缺陷职业缺陷企业缺陷?事 故系统破坏力现场缺陷外因内因人机系统缺陷管理缺陷政府 在监 管、 行政 过程 中存 在的 缺陷 基本建设阶段 遗留的缺陷职业缺陷企业缺陷建设缺陷政府缺陷事 故系统破坏力现场缺陷外因 内因人机系统缺陷管理缺陷职业缺陷企业缺陷建设缺陷政府缺陷?事 故系统破坏力现场缺陷外因 内因人机系统缺陷管理缺陷各种 社会 弊端 不文 明行 为不 良风 气 政府体制的弊病职业缺陷企业缺陷建设缺陷政府缺陷体制缺陷社会缺陷事 故系统破坏力现场缺陷人机系统缺陷管理缺陷外因/结果 职业缺陷企业缺陷建设缺陷政府缺陷体制缺陷社会缺陷内因
11、 事 故系统破坏力现场缺陷外因内因人机系统缺陷管理缺陷职业缺陷企业缺陷建设缺陷政府缺陷体制缺陷社会缺陷事 故系统破坏力现场缺陷外因 内因人机系统缺陷管理缺陷职业缺陷企业缺陷建设缺陷政府缺陷体制缺陷社会缺陷事 故系统破坏力外因内因缺 陷社会缺陷 政府缺陷 企业缺陷 管理缺 陷 现场缺陷 事故 （1）5对因果关系对式（1）各项“取反”，即将各项“缺陷”改为“ 完善”，同时将“事故”改为“安全”，仍然存在明 确的因果关系 社会完善 政府完善 企业完善 管理完 善 现场完善 安全 （2）进一步处理这5对连锁因果关系，需要借鉴布尔代数中的互补律式（1）与式（2）相加，得到社会缺陷 + 社会完善 = 社会
12、政府缺陷 + 政府完善 = 政府企业缺陷 + 企业完善 = 企业管理缺陷 + 管理完善 = 管理现场缺陷 + 现场完善 = 现场事 故 + 安 全 = 物质流、能量流我们看任何事物 ，都应该一分为 二： 政府工作有成绩 也有不足； 企业有优点也有 缺点； 管理有优势有劣 势； 现场有值得肯定 的地方，也有需 要改进的地方社会缺陷 政府缺陷 企业缺陷 管理缺 陷 现场缺陷 事故 （1）社会完善 政府完善 企业完善 管理完 善 现场完善 安全 （2）社会 政府 企业 管理 现场 物质流、能量流 （3）与前2式不同的是，式（3）各主体间不存在因果关系 ，而是相互依存、相互制约的关系，是矛盾各方的关
13、系。以上3式为模型的可视化创造了有利条件（a）二维示意图物质 能量现场缺陷管理缺陷企业缺陷政府缺陷社会缺陷现场管理企业政府社会在图1（a）中，各 层有缺陷的部分集体 形成一个扇形区域， 称为“缺陷缝” ，构成 物质、能量的泄漏通 道。各层中完整的圆 环表示各个主体。 各缺陷层之间体现了 连锁因果关系，是式 （1）的具体体现， 是事故的一连串外因 。各闭合圆环之间是 式（3）的具体体现 ，是约束与被约束的 关系，也是相互依存 的关系，是矛盾关系 。（b）三维示意图S在图1（a）中，各层有缺陷的部分集体形成一个扇形区域，称为“缺陷缝”（图1（b）中的S标 记部分），构成物质、能量的泄漏通道。各层中
14、完整的圆环表示各个主体。2.3 缺陷塔模型的3D表示 借鉴计算机科学中“面向对 象编程”的科学理念，通过 构造“对象”的办法来描述 模型。该模型以式（1）所表示的5对因果关系为中心 ，以缺陷为重点，具有塔式 结构和外形，故称“缺陷塔 ”模型（fault tower model ，简称 FTM）。模型主体结构。主要部件： 塔体、塔段、塔壁及缺陷缝 。缺陷缝由多个“管道”组 成，每个管道内又含有若干“阀门”。构成事故模型的 “对象”共有6种：塔体（ T）、塔段（R）、塔壁（ W）、缺陷缝（S）、管道 （P）、阀门（X）。每个“对象”的状态都有2个值：塔体（T）：安全状态（0），事故状态（1）塔段（
15、R）：安全状态（0），事故状态（1）塔壁（W）：密封状态（0），泄漏状态（1）缺陷缝（S）：密封状态（0），泄漏状态（1）管道（P）：密封状态（0），泄漏状态（1）阀门（X）： 关闭状态（0），打开状态（1）“对象” 6种：塔体（T）、塔段（R）、 塔壁（W）、缺陷缝（S） 、管道（P）、阀门（X）。(1)塔体对象（T）图2为缺陷塔的总体结构。 将整个塔看成一个对象，称 为“塔体”（TOWER）。塔体中间为空，原料和能量 从上方进入，产品从底部输 出。在模型中，“生产”就是利 用能量将原料加工为成品的 过程。正常情况下，原料（M）与能量（E）从塔上方进入，产品（ Y）从塔下方流出。当部分能量（E）或部分物 质（M）从塔的侧面逸出时 ，表示发生事故
