安全系统工程第一章安全系统工程概论

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1、安全系统工程,西安建筑科技大学安全工程研究所,参考教材：,安全系统工程 徐志胜 机械工业出版社 安全系统工程 张景林，崔国璋 煤炭工业出版社 安全系统工程 丁肇瑞，崔国璋 冶金工业出版社 安全系统工程 罗云,安全系统工程,安全系统工程是以信息论、控制论等为理论基础，以安全工程、系统工程、可靠性工程的原理和方法为手段，以安全管理、安全技术和职业健康为载体，对研究对象中的风险进行辨识、评价、控制和消除，以期实现系统及其全过程安全的新兴学科。 课程性质：安全工程专业基础课,安全系统工程的产生与发展,安全系统工程，起源于50年代到60年代美国研制民兵式洲际导弹的过程中。首先在美国空军内应用之后，又推广

2、到美国陆军和海军。 1969年美国国防部颁发系统安全大纲要求，即MIL-STD -882标准，1977年修订为系统安全程序技术要求MIL-STD -882 A，1984年又修订为MIL-STD-882B，1993年又颁布了新版本MIL-STD-882C。该标准对完成系统在安全方面的目标、计划和手段，包括设计、措施和评价，提出了具体要求和程序。 此后，安全系统工程进入航天、航空及核工业等领域。,安全系统工程的产生与发展,1961年美国贝尔电话研究所在系统安全的基础上创造了事故树分析法（FTA）。英国在20世纪60年代中期成功开发了概率风险评价（PRA）技术。 1974年美国原子能委员会发表了拉氏

3、姆逊教授“商用核电站风险评价报告” WASH-1400，在没有核电站事故先例的情况下成功地预测了核电站事故。三哩岛核电站事故证明了系统安全分析方法和概率危险性评价方法的正确性。,我国安全系统工程的发展,20世纪70年代末、80年代初，我国开始系统安全的研究和应用。安全工程系统迅速在工业安全领域推广和普及。 最初的研究主要集中在作为危险源辨识方法的各种系统安全分析方法方面。一些行业、部门、地区有组织地推广，使得系统安全分析方法迅速普及。 20世纪80年代中期，机械、化工等行业，开展了群众性的安全评价工作，其中包含了系统安全性评价；化工、石化、医药企业应用火灾爆炸指数法进行了系统安全评价；核工业、

4、海上石油等工业领域开展了概率危险性评价,安全系统工程概论 系统安全定性分析 系统安全定量分析 系统安全评价 系统安全预测与决策 典型事故影响模型与计算,主要内容：,第一章 安全系统工程概论,主要内容： 一、安全系统工程的概念 二、安全系统工程的研究对象和 研究内容,学习目标 掌握系统、系统工程、安全系统工程的定义 掌握安全系统工程的研究对象和研究内容,一、安全系统工程的概念,系统：是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且该“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。 系统具备五个特征：整体性、目的性、有序性、相关性、环境适应性。,系统具有的特性,整体性：系

5、统是由两个或两个以上相互区别的要素组成的整体。 系统的功能不是各元素功能的 简单叠加，而是由元素之间相互作用产生的一种新的整体功能。元素为系统整体功能服务，一旦离开系统，便不是系统的元素了。 目的性：任何系统都是为完成某种任务或实现某种目的而发挥其特定功能的。要实现系统的既定目的，就必须赋予系统规定的功能，这就需要在系统的整个生命周期，即系统的规划、设计、试验、制造和使用等阶段，对系统采取最优规划、最优设计、最优控制、最优管理等优化措施。,系统具有的特性,有序性：系统有序性主要表现在系统空间结构的层次性和系统发展的时间顺序性。 系统可以分为子系统，子系统又可以继续分为子系统，一直分割到元素。

6、研究复杂系统时，我们可以把系统分割为若干子系统，再进一步分析。 系统的生命过程也是有序的，它总是要孕育、诞生、发展、成熟、衰老、消亡的过程，这一过程表现为系统发展的有序性。 相关性：构成系统的各要素之间、要素与子系统之间、系统与环境之间都存在着相互联系、相互依赖、相互作用的特殊关系，通过这些关系，使系统有机地联系在一起，发挥其特定功能。,系统具有的特性,环境适应性：任何一个系统都处在一定的物质环境中，系统要实现预定的目标或功能，必须能够适应外部环境的变化。 系统具有通过自我调节适应环境变化的性质。 动态性：系统中的各个元素、子系统，都是随时间的改变而不断变化的。,系统学原理,系统学是系统科学的

7、基础理论学科，为系统工程提供理论依据。作为系统学原理，可以归纳一下八条： 1、整体性原理； 2、相关性原理； 3、有序性原理； 4、动态性原理； 5、分解综合原理； 6、创造思维原理； 7、验证性原理； 8、反馈原理,系统工程,工程：将自然科学原理应用到各系统中的各种学科的总称。 系统工程：从系统的观点出发，跨学科地考虑问题，运用工程的方法去分析和解决问题。,系统工程,系统工程（System Engineering）是为了使系统性能的公认尺度达到最大而进行的关于许多系统元素相互间复杂关系的设计，在设计时对以任何方式和系统相关联的所有因素加以考虑，包括人力的利用以及该系统各个组成部分特性的利用。

8、 包括了系统和工程两个方面，就是用系统的观点和方法去解决工程问题。,系统工程的基本观点,安全与危险,安全，是指免遭不可接受危险的伤害，是一种 使伤害或者损害的风险限制在可以接受的水平的状态。 危险也是一种状态，指存在引起人身伤亡、设备破坏或者降低完成预定功能能力的状态。,安全与危险,没有绝对的安全，安全是相当的。 安全即为没有超过允许限度的危险。这种没有超过允许限度的危险被称作可接受危险。 可接受危险是来自某种危险源的实际危险，但是它不能危险有知识而谨慎的人。 被社会公众所接受的危险称为“社会允许危险”。,人们对危险认识的错误观点：,人们往往认为疾病死亡人数低于交通事故死亡人数，实际上前者是后

9、者的若干倍 低估了一次死亡人数少，但大量发生的事故的危险性。 高估了一次死亡许多人，但很少发生的事故的危险性。,事故(Accident),一种不希望有的意外事件。 个人或集体在生产、生活过程中，突然发生的、违反人意志的，迫使活动暂时或永久地停止的事件。,系统安全,所谓系统安全，是在系统寿命期间内应用系统安全工程和管理方法，辨识系统中的危险源，并采取控制措施使其危险性最小，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。 系统安全是人们为解决复杂系统的安全性问题而开发、研究出来的安全理论、原则、方法体系。,传统的安全观点,不发生事故就是安全！ 一定要杜绝事故！“事故为零”！ 在产品生

10、产阶段做好安全工作就可以了！ 事故的发生是由于某些人具有事故频发倾向,系统安全的基本观点,没有绝对安全 安全工作贯穿于系统的整个全寿命期间 危险源及危险性 不可靠是不安全的原因,2007.4.18辽宁铁岭市清河特殊钢有限公司发生钢水包整体脱落事故,造成32人死亡，2人轻伤。,2008.9.20深圳舞王俱乐部特大火灾事故，造成44人死亡，88人受伤,没有绝对安全,世界上没有绝对安全的事物，任何事物中都包含有不安全的因素，具有一定的危险性，安全只是一个相对的概念。 不发生事故不代表安全。 “事故为零”只能是安全工作的奋斗目标。 系统安全所追求的目标也就不是“事故为零”为那样的极端理想的情况情而是达

11、到“最佳的安全程度”，一种实际可能的、相对的安全目标。,安全工作贯穿于系统的整个寿命期间,这是系统安全的一个基本原则，即早在一个新系统的构思阶段就必须考虑其安全性问题，制定并开始执行安全工作规划，进行系统安全工作，并把系统安全工作贯穿于整个系统寿命期间，直到系统报废为止。,危险源是事故发生的原因,危险源（Hazard）是可能导致事故的潜在的不安全因素。 危险性（Risk）是指某种危险源导致事故、造成人员伤亡或财物损失的可能性。一般地，危险性包括危险源导致事故的可能性和一旦发生事故造成人员伤亡或财物损失的后果严重程度两个方面的问题。,危险源是事故发生的原因,道格拉斯系统安全三命题： 不可能彻底消

12、除一切危险源和危险性； 可以采取措施控制危险源，减少现有危险源的危险性； 宁可降低系统整体的危险性，而不是只彻底地消除几种选定的危险源及其危险性。,不可靠是不安全的原因,可靠性:系统在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的性能。 安全性:系统在规定的条件下，在规定的时间内不发生事故、不造成人员伤害或财物损失的情况下，完成规定功能的性能。 可靠性、安全性是判断、评价系统性能的重要指标。,可靠性与安全性,许多情况下，系统不可靠会导致系统不安全。提高系统安全性的一个重要方面，应该从提高系统可靠性入手。 可靠性着眼于维持系统功能的发挥，实现系统目标；安全性着眼于防止事故发生，避免人员伤亡和财物损失

13、。两者的着眼点不同。可靠性研究故障发生以前直到故障发生为止的系统状态；安全性则侧重于故障发生后故障对系统的影响，故障是可靠性和安全性的连接点。 在防止故障发生这一点上，可靠性和安全性是一致的。许多情况下，采取提高系统可靠性的措施，既可以保证实现系统的功能，又可以提高系统的安全性。,作业,中华人民共和国安全生产法第24条明确规定：“生产经营单位新建、改建、扩建项目的安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工，同时投入生产和使用.” “三同时”体现了系统安全的什么原则？,安全系统工程,安全系统工程是指应用系统工程的基本原理和方法，辨识、分析、评价、排除和控制系统中的各种危险，对工艺过程、设备、生产周

14、期和资金等因素进行分析评价和综合处理，使系统可能发生的事故得到控制，并使系统安全性达到最佳状态的一门综合性技术科学。,安全系统工程研究对象,（1）人子系统,该子系统的安全与否涉及到人的生理和心理因素，以及规章制度、规程标准、管理手段、方法等是否适合人的特性，是否易于人们所接受的问题。 研究人子系统时，必须从社会学、人类学、心理学、行为学角度分析问题、解决问题，考虑人是一种自尊自爱、有感情、有思想、有主观能动性的人。,（2）机器子系统,强调极其设计时考虑“人类工效学”。 满足使用条件小的安全可靠，即从工件的形状、大小、材料、强度、工艺、设备的可靠性等方面考虑其安全性。 考虑仪表、操作部件对人提出

15、的要求，以及从人体测量学、生理学、心理与生理过程有关参数对仪表和操作部件的设计提出要求。,（3）环境子系统,应考虑环境的理化因素和社会因素。 理化因素主要有噪声、振动、粉尘、有毒气体、射线、光、温度、湿度、压力、热、化学有害物质等； 社会因素有管理制度、工时定额、班组结构、人际关系等。,“人机环境”的相互影响及作用,三个子系统相互影响、相互作用的结果就使系统总体安全性处于某种状态。 例如：机器加工精度差机器产生的噪声、振动人的心理状态、生理状况误操作安全事故。 安全系统工程的研究对象就是这种“人机环境”系统。,安全系统工程研究内容,系统安全分析 系统安全评价 安全决策与控制,（1）系统安全分析

16、,目的：通过分析使人们识别系统中存在的危险性和损失率，并预测其可能性。 方法：系统安全分析的方法有十多种，定性的、定量的、逻辑推理的、综合比较的 模型：大多数采用图解方式，表示系统各单元之间的关系。,（2）系统安全评价,系统安全评价是以系统安全分析为基础，在全面辨识系统存在的危险有害因素的基础上，选用适用的系统安全分析方法，对系统的事故风险大小进行定性、定量评价，并与预定的系统安全指标相比较，如果超出指标，则应对系统的主要危险因素采取控制措施，使其降至该标准以下。,（3）安全决策与控制,系统安全分析和系统安全评价技术系统危险控制技术。 其特点是从系统的完整性、相关性、有序性出发，对系统实施全面、全过程的安全管理，实现对系统的安全目标控制。,