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1、安全系统工程安全系统工程主要内容：主要内容：一、安全系统工程的概念一、安全系统工程的概念二、二、安全系统工程的产生与发展安全系统工程的产生与发展三三、安安全全系系统统工工程程的的研研究究对对象象和和研研究究内容内容 安全系统工程是专门研究如何用系统工程安全系统工程是专门研究如何用系统工程的原理和方法确保实现系统安全功能的科学的原理和方法确保实现系统安全功能的科学技术。其主要技术手段有技术。其主要技术手段有系统安全分析、系系统安全分析、系统安全评价和安全决策与事故控制统安全评价和安全决策与事故控制。1陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第二章第二章 系统安全分析系统安全分析主要内容：主要内容：n
2、什么是系统安全分析？什么是系统安全分析？n系统安全分析方法介绍系统安全分析方法介绍2陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第二章第二章 系统安全分析系统安全分析n了解了解系统安全分析的目的、系统安全分系统安全分析的目的、系统安全分析方法的选择原则析方法的选择原则n熟悉熟悉常用的系统安全分析方法的功能、常用的系统安全分析方法的功能、特点即原理特点即原理n掌握掌握常用的系统安全分析方法的分析过常用的系统安全分析方法的分析过程、计算方法，并会对给定条件的系统程、计算方法，并会对给定条件的系统进行分析进行分析3陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第一节第一节 概概 述述n1 1什么是什么是系统安全分析系
3、统安全分析？n系统安全分析：就是采用系统安全分析：就是采用安全系统工程安全系统工程的方法和原理的方法和原理找出影响系统正常运行的找出影响系统正常运行的各种事件出现的条件以及可能导致的后各种事件出现的条件以及可能导致的后果，寻求消除和控制危险的对策，最大果，寻求消除和控制危险的对策，最大限度地实现系统安全。限度地实现系统安全。4陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第一节第一节 概概 述述n2 2系统安全分析的方法系统安全分析的方法n系统安全分析方法有多种，可适用于不系统安全分析方法有多种，可适用于不同的系统安全过程分析。在同的系统安全过程分析。在危险因素辨危险因素辨识中得到广泛应用识中得到广泛应
4、用的系统安全分析方法的系统安全分析方法主要有：主要有：5陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第一节第一节 概概 述述n（1）安全检查表；）安全检查表；n（2）预先危险性分析（）预先危险性分析（PHA）；）；n（3）故障类型和影响分析（）故障类型和影响分析（FMEA）n（4）危险性和可操作性研究（）危险性和可操作性研究（HAZOP）n（5）事件树分析（）事件树分析（ETA）；）；n（6）事故树分析（）事故树分析（FTA）；）；n（7）系统可靠性分析（）系统可靠性分析（SRA）n（8）因果分析（）因果分析（CCA）。6陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第二节第二节 安全检查和安全检查表安全检查和
5、安全检查表一、安全检查一、安全检查1、安全检查的目的和作用、安全检查的目的和作用 目的：目的：及时发现并消除生产过程中由于设及时发现并消除生产过程中由于设备、工作环境、人员操作等存在的可能发备、工作环境、人员操作等存在的可能发生事故的隐患，防止事故发生。生事故的隐患，防止事故发生。作用：作用：发现不安全状态、不安全行为以及发现不安全状态、不安全行为以及管理缺陷的有效途径。管理缺陷的有效途径。7陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析一、安全检查一、安全检查2 2、安全检查的内容、安全检查的内容安全检查内容包括安全检查内容包括查思想、查管理、查隐患、查整改。查思想、查管理、查隐患、查整改。查思想：查
6、思想：是否树立是否树立“安全第一、预防为主安全第一、预防为主”的方针的方针查管理：查管理：安全管理的各项具体措施安全管理的各项具体措施查隐患：查隐患：检查现场操作隐患检查现场操作隐患查整改：查整改：检查对上一次检查出的问题是否进行整改检查对上一次检查出的问题是否进行整改8陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析一、安全检查一、安全检查3 3、安全检查的形式和内容、安全检查的形式和内容按检查的性质，安全检查的形式可分为按检查的性质，安全检查的形式可分为一般性检查一般性检查专业检查，专业检查，季节性安全检查季节性安全检查节假日前后的检查节假日前后的检查 。9陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全
7、检查表二、安全检查表n1：安全检查表：安全检查表?n安全检查表是把安全检查表是把工程、工艺、设备、操工程、工艺、设备、操作环境、管理作环境、管理等方面的不安全因素，以等方面的不安全因素，以提问的方式列成表格。通俗来说提问的方式列成表格。通俗来说就是为就是为检查某一系统的安全状况而事先拟好的检查某一系统的安全状况而事先拟好的安全检查项目清单安全检查项目清单。10陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n安全检查表是最早开发的一种系统安全安全检查表是最早开发的一种系统安全性分析方法，也是性分析方法，也是最基础、最简便最基础、最简便的识的识别危险性的方法。别危险性的方法。n尽
8、管后来又开发出许多新的安全性分析尽管后来又开发出许多新的安全性分析和安全性评价方法，但安全检查表至今和安全性评价方法，但安全检查表至今仍是广大科技人员和管理干部乐于应用仍是广大科技人员和管理干部乐于应用的一种安全诊断和危险性识别方法。的一种安全诊断和危险性识别方法。11陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n2 2、安全检查表形式、安全检查表形式n形式多种，无统一格式形式多种，无统一格式n例如例如1 1n例如例如2 212陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析检查对象检查对象检检 查查 内内 容容灭火器灭火器1. 1. 是否按规定放置？是否按规定放置？2. 2. 表面是
9、否生锈、喷嘴是否损坏？表面是否生锈、喷嘴是否损坏？3. 3. 是否超过有效期？是否超过有效期？4. 4. 是否便于拿取？是否便于拿取？5. 5. 是否放置于人人皆知的地方？是否放置于人人皆知的地方？6. 6. 有压力表的灭火器，其压力是否在红色区？有压力表的灭火器，其压力是否在红色区？消消 防防 栓栓1. 1. 是否贴有保养责任人？是否贴有保养责任人？2. 2. 是否有水枪、水带，水带是否漏水？是否有水枪、水带，水带是否漏水？3. 3. 阀门开关是否自如，是否有无泄漏？阀门开关是否自如，是否有无泄漏？4. 4. 附件是否齐全？附件是否齐全？5. 5. 消防栓周围是否放有杂物？消防栓周围是否放有
10、杂物？配电室配电室/ /箱箱1. 1. 配电箱是否有防护盖？配电箱是否有防护盖？2. 2. 线路标识是否明确？线路标识是否明确？3. 3. 是否有裸露在外的线头？是否有裸露在外的线头？4. 4. 是否放有易燃物品在室内？是否放有易燃物品在室内？5. 5. 配电箱周围配电箱周围1 1米出是否有放有物品米出是否有放有物品6. 6. 是否有碍行走？是否有碍行走？13陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n3 3、安全检查表的编制、安全检查表的编制n编制依据：编制依据：n有关的有关的规程、规范、规定和标准规程、规范、规定和标准。n例如：制定压力容器检查表时，应根据例如：制定压
11、力容器检查表时，应根据压力容器监察规程等法规编制检查内容压力容器监察规程等法规编制检查内容和要求。和要求。14陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n国内外的国内外的事故案例事故案例。n广泛搜集国内外同行业和同类装置已发广泛搜集国内外同行业和同类装置已发生的事故的资料，根据已发生事故的原生的事故的资料，根据已发生事故的原因，结合本单位的实际，将有可能导致因，结合本单位的实际，将有可能导致发生的危险因素列出来，以便经常检查，发生的危险因素列出来，以便经常检查，预防事故发生。预防事故发生。15陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n本单位的本单位
12、的经验经验。n由本单位技术人员、生产管理人员、安由本单位技术人员、生产管理人员、安技人员和操作人员共同总结生产操作经技人员和操作人员共同总结生产操作经验，分析导致事故的各种潜在危险因素验，分析导致事故的各种潜在危险因素和外界环境条件，列入表内进行检查。和外界环境条件，列入表内进行检查。16陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n系统安全分析方法的结果系统安全分析方法的结果。n例如，将采用事故树或故障类型及影响例如，将采用事故树或故障类型及影响分析等方法分析结果及查出的危险因素分析等方法分析结果及查出的危险因素列成检查表，进行检查。列成检查表，进行检查。17陈国华安全系
13、统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n编制步骤：编制步骤：n熟悉系统熟悉系统。包括系统的结构、功能、。包括系统的结构、功能、工艺流程、操作条件、布置和已有的安工艺流程、操作条件、布置和已有的安全卫生全卫生设施设施。n搜集有关搜集有关安全的法规、规程、标准、安全的法规、规程、标准、制度制度及本系统过去发生事故的资料，作及本系统过去发生事故的资料，作为编制安全检查表的依据。为编制安全检查表的依据。18陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表n按功能或结构按功能或结构将系统划分成子系统或将系统划分成子系统或单元单元，逐个分析潜在的危险因素。，逐个分析潜在的危险
14、因素。n针对危险因素和有关法规制度及过去针对危险因素和有关法规制度及过去事故教训和本单位的经验，确定安全检事故教训和本单位的经验，确定安全检查表的检查要点和内容，然后按照一定查表的检查要点和内容，然后按照一定的要求列成表格的要求列成表格 。19陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、安全检查表二、安全检查表4 4安全检查表的优点安全检查表的优点n安全检查是企业安全管理的一种安全检查是企业安全管理的一种重要重要手段手段。采用安全检查表可以避免传统的。采用安全检查表可以避免传统的安全检查中容易发生疏忽、遗漏等弊端，安全检查中容易发生疏忽、遗漏等弊端，做到全面找出系统危险因素和薄弱环节。做到全面找出
15、系统危险因素和薄弱环节。20陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析4 4安全检查表的优点安全检查表的优点n编制安全检查表的依据之一是有关的编制安全检查表的依据之一是有关的安全规程、规范和标准。因此，使用安安全规程、规范和标准。因此，使用安全检查表进行检查，可以监督各项安全全检查表进行检查，可以监督各项安全法规、规章制度执行情况，使安全检查法规、规章制度执行情况，使安全检查工作标准化和规范化。工作标准化和规范化。21陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析4 4安全检查表的优点安全检查表的优点n不同的检查对象有不同的检查表，检不同的检查对象有不同的检查表，检查人员依据安全检查表进行安全检查，查人员依据
16、安全检查表进行安全检查，其检查结果可作为检查人员履行检查职其检查结果可作为检查人员履行检查职责的凭据，更好地实行安全生产责任制。责的凭据，更好地实行安全生产责任制。n安全检查表简明易懂，实施方便，易安全检查表简明易懂，实施方便，易于掌握。于掌握。22陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析4 4安全检查表的优点安全检查表的优点n应用范围广，不仅可以用于工程项目应用范围广，不仅可以用于工程项目的设计、施工、验收及机械设备的设计、的设计、施工、验收及机械设备的设计、制造等方面，而且也可以用于在役装置制造等方面，而且也可以用于在役装置的日常操作、作业环境、人员行为、运的日常操作、作业环境、人员行为、运行
17、状态及组织管理各个方面。行状态及组织管理各个方面。23陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析5 5安全检查表的安全检查表的种类和内容种类和内容n根据用途和安全检查表的内容，安全检根据用途和安全检查表的内容，安全检查表可分为以下几种类型：查表可分为以下几种类型：n（1 1）审查设计的安全检查表）审查设计的安全检查表n（2 2）厂级的安全检查表）厂级的安全检查表n（3 3）车间安全检查表）车间安全检查表n（4 4）工段及岗位的安全检查表）工段及岗位的安全检查表n（5 5）专业性安全检查表）专业性安全检查表24陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析（1 1）审查设计的安全检查表）审查设计的安全检查表n新
18、建、改建和扩建新建、改建和扩建的厂矿企业，革新、挖潜的工程的厂矿企业，革新、挖潜的工程项目，都必须与相应的安全卫生设施同时设计、项目，都必须与相应的安全卫生设施同时设计、同时施工和同时投产，即利用同时施工和同时投产，即利用“三同时三同时”原则全原则全面、系统地审查工程的设计、施工和投产等各项面、系统地审查工程的设计、施工和投产等各项的安全状况。检查表中除了以列入的的安全状况。检查表中除了以列入的检查项目检查项目外，外，还要列入还要列入设计应遵循的原则、标准和必要数据设计应遵循的原则、标准和必要数据。用于设计安全检查表主要应包括厂址选择、平面用于设计安全检查表主要应包括厂址选择、平面布置、工艺过
19、程、装置的布置、建筑物与构筑物、布置、工艺过程、装置的布置、建筑物与构筑物、安全装置与设备、操作的安全性、危险物品的贮安全装置与设备、操作的安全性、危险物品的贮存以及消防设施等方面。存以及消防设施等方面。 25陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析（2 2）厂级的安全检查表）厂级的安全检查表n这类安全检查表是这类安全检查表是全厂进行安全检查，全厂进行安全检查，安全分析与评价，危险源辨识时安全分析与评价，危险源辨识时采用的采用的检查表。其主要内容包括厂区各个产品检查表。其主要内容包括厂区各个产品的工艺和装置的安全性，要害部位、主的工艺和装置的安全性，要害部位、主要安全装置与设施、危险物品的储存与要
20、安全装置与设施、危险物品的储存与使用，有毒有害物质的治理、作业环境、使用，有毒有害物质的治理、作业环境、消防通道及设施、操作管理及规章制度消防通道及设施、操作管理及规章制度的落实，应急措施等。的落实，应急措施等。26陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析（3 3）车间安全检查表）车间安全检查表n这类安全检查表是在车间内进行安全检这类安全检查表是在车间内进行安全检查、安全分析与评价时用的一种检查表。查、安全分析与评价时用的一种检查表。其主要内容包括车间的设备布置、通道、其主要内容包括车间的设备布置、通道、进出口、通风、照明、噪声振动、应急、进出口、通风、照明、噪声振动、应急、消防设施与措施、操作管
21、理、岗位责任消防设施与措施、操作管理、岗位责任制实施等。制实施等。27陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析（4 4）工段及岗位的安全检查表）工段及岗位的安全检查表n这类安全检查表供某一工序或某一岗位这类安全检查表供某一工序或某一岗位进行自查、互查或进行安全教育及注意进行自查、互查或进行安全教育及注意要点提示的一种检查表，如物料输送、要点提示的一种检查表，如物料输送、车床加工等，其主要内容包括工序或岗车床加工等，其主要内容包括工序或岗位的设备、环境、操作人员等方面的不位的设备、环境、操作人员等方面的不安全因素。安全因素。28陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析（5 5）专业性安全检查表）专业性安
22、全检查表n这类安全检查表是对重点设备、设施，这类安全检查表是对重点设备、设施，要害部位、特殊工种、专业操作人员进要害部位、特殊工种、专业操作人员进行安全检查时采用的一种检查表，如锅行安全检查时采用的一种检查表，如锅炉、受压容器、起重机具、车辆、配变炉、受压容器、起重机具、车辆、配变电装置、炸药库、爆破作业人员、电工、电装置、炸药库、爆破作业人员、电工、司机等。其主要内容是设备或装置的不司机等。其主要内容是设备或装置的不安全因素或隐患的检查，人的不安全行安全因素或隐患的检查，人的不安全行为和管理问题的检查，不安全环境条件为和管理问题的检查，不安全环境条件的检查。的检查。29陈国华安全系统工程陈国
23、华系统安全分析7编制和使用安全检查表应注意编制和使用安全检查表应注意的问题的问题n为了使检查表既能全面查出潜在危险因为了使检查表既能全面查出潜在危险因素，又便于操作，达到预期效果，在编素，又便于操作，达到预期效果，在编制和使用时应当注意以下几个问题：制和使用时应当注意以下几个问题：n检查内容尽可能做到系统化、完整化，检查内容尽可能做到系统化、完整化，不漏掉任何可能导致事故的关键。但应不漏掉任何可能导致事故的关键。但应突出重点，抓住要害。突出重点，抓住要害。30陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析6编制和使用安全检查表应注意编制和使用安全检查表应注意的问题的问题各各类类检检查查表表由由于于适适用
24、用的的对对象象不不同同，检检查查内内容容应应有有所所侧侧重重。如如专专业业检检查查表表应应详详细细，日常检查表则要简明，突出要害部位。日常检查表则要简明，突出要害部位。对对重重点点危危险险部部位位应应单单独独编编制制检检查查表表，凡凡能能导导致致事事故故的的一一切切危危险险因因素素都都应应列列出出，确确保保隐隐患患及及时时发发现现和和消消除除，不不至至于于酿酿成成事故。事故。31陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析7编制和使用安全检查表应注意编制和使用安全检查表应注意的问题的问题每一项检查内容，要定义明确，便于操作。每一项检查内容，要定义明确，便于操作。安安全全检检查查表表的的项项目目和和内内
25、容容要要求求随随工工艺艺改改造造、设设备备变变更更等等变变化化而而修修改改，使使之之适适应应生生产产实实际的需要。际的需要。实实施施安安全全检检查查表表时时应应落落实实检检查查人人员员，并并在在检检查查完完毕毕时时签签字字。对对查查出出的的问问题题要要及及时时反反馈馈到到有有关关部部门门并并要要落落实实整整改改措措施施，做做到到责责任明确。任明确。32陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析8.举例举例：危险化学品经营单位安全评价现：危险化学品经营单位安全评价现场场检查表检查表 ，危险化学品生产单位安全评危险化学品生产单位安全评价价检查表检查表。9.作业作业1：制定学生宿舍防火安全检查表。制定学生
26、宿舍防火安全检查表。33陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第三节第三节 预先危险性分析预先危险性分析n1 1概述概述n预先危险性分析是指预先危险性分析是指在一项工程活动在一项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等）（包括设计、施工、生产、维修等）之之前前，对系统存在的各种危险因素，出现，对系统存在的各种危险因素，出现的条件以及导致事故的后果进行宏观的，的条件以及导致事故的后果进行宏观的，概略的分析方法。概略的分析方法。34陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析1 1概述概述n预先危险性分析这是一种预先危险性分析这是一种定性定性的分析方的分析方法。法。n特点：是在特点：是在每一项活动之前每一项活
27、动之前进行分析，进行分析，找出危险物质、不安全工艺路线和设备，找出危险物质、不安全工艺路线和设备，以便从设计、工艺、设备上考虑采取安以便从设计、工艺、设备上考虑采取安全防护措施，使危险因素不致发展为事全防护措施，使危险因素不致发展为事故，取得防范于未然的效果。故，取得防范于未然的效果。35陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析1 1概述概述n应用范围：凡能对系统造成影响的人、应用范围：凡能对系统造成影响的人、机、物、环境中固有的潜在的危险危害机、物、环境中固有的潜在的危险危害性都可应用预先危险性分析法进行识别。性都可应用预先危险性分析法进行识别。n开发研制、方案设计、样机、详细设计、开发研制、方
28、案设计、样机、详细设计、新建、改建、扩建。新建、改建、扩建。n例如例如：水处理厂消毒过程（液氯）：水处理厂消毒过程（液氯）36陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤n由于危险因素具有潜在性，所以在进行危险性由于危险因素具有潜在性，所以在进行危险性分析时必须要有丰富的知识和实践经验，还要分析时必须要有丰富的知识和实践经验，还要熟练的掌握分析方法。熟练的掌握分析方法。n分析时可按以下几个步骤进行：分析时可按以下几个步骤进行： 熟熟悉悉系系统统。在在分分析析之之前前，必必须须首首先先对对系系统统的的生生产产目目的的、工工艺艺流流程程、操操作作条条件件、设设备备结结构构、环环境境状
29、状况况等等以以及及同同类类装装置置或或设设备备过过去去发发生生事事故故的资料，充分的熟悉和广泛的搜集资料。的资料，充分的熟悉和广泛的搜集资料。37陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤n识别危险源识别危险源。识别危险源就是找出系统存在。识别危险源就是找出系统存在的各种固有的潜在的危险因素。其特点为的各种固有的潜在的危险因素。其特点为: :潜潜在危险性、存在状态和触发因素在危险性、存在状态和触发因素。n什么是潜在危险？由潜在的原因会造成人和物什么是潜在危险？由潜在的原因会造成人和物损伤的事件。损伤的事件。n例如，使用高速运转的物体、高压电、盛装高例如，使用高速运转的物体、高压
30、电、盛装高压气体的容器设备、高空作业、处理化学危险压气体的容器设备、高空作业、处理化学危险品等。这些作业如果没有安全防范措施，就有品等。这些作业如果没有安全防范措施，就有造成重大事故的可能性，这些危险状态就是潜造成重大事故的可能性，这些危险状态就是潜在的危险性。在的危险性。38陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤n在危险性识别时，对凡能造成人员伤亡、在危险性识别时，对凡能造成人员伤亡、财产损失和系统完不成规定任务的各方财产损失和系统完不成规定任务的各方面因素都要找出，包括面因素都要找出，包括人的误操作、机人的误操作、机械、电气设备的失控械、电气设备的失控而发生能量转移以而
31、发生能量转移以及环境因素等。为防止遗漏，可将系统及环境因素等。为防止遗漏，可将系统划分成划分成子系统子系统，一个个子系统进行查找。，一个个子系统进行查找。39陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤n分析触发事件分析触发事件。n触发事件：危险因素出现的条件事件。触发事件：危险因素出现的条件事件。n潜在危险因素只有潜在危险因素只有在一定条件下在一定条件下才有可能引起才有可能引起事故。例如盛装氢气的容器具有燃烧爆炸的潜事故。例如盛装氢气的容器具有燃烧爆炸的潜在危险性，而如果容器封闭性很好，不与空气在危险性，而如果容器封闭性很好，不与空气接触是不会发生事故的，只有氢气泄漏到空气接触
32、是不会发生事故的，只有氢气泄漏到空气中形成爆炸性混合物，才有可能导致火灾爆炸中形成爆炸性混合物，才有可能导致火灾爆炸事故的发生，所以事故的发生，所以发生泄漏的原因发生泄漏的原因就是触发事就是触发事件。件。40陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤确确定定事事故故情情况况。危危险险因因素素查查出出以以后后，能能够够导导致致什么事故，事故情况如何，则需要进行推测。什么事故，事故情况如何，则需要进行推测。找找出出形形成成事事故故的的原原因因事事件件。就就是是找找出出危危险险因因素素发展为事故的客观条件。发展为事故的客观条件。确确定定危危险险因因素素的的危危险险等等级级。系系统统或
33、或子子系系统统查查出出的的危危险险因因素素可可能能有有很很多多，为为了了在在采采取取安安全全防防护护措措施施时时分分轻轻重重缓缓急急、先先后后次次序序，对对这这些些危危险险因因素素按按造造成成后后果果的的严严重重程程度度划划分分成成四四个个危危险险等等级级。见下表：见下表：41陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析表表1 1 危险程度等级（风险等级）划分及定义危险程度等级（风险等级）划分及定义 危险危险等级等级影响影响程度程度定义定义安全的安全的尚不能造成事故尚不能造成事故临界的临界的处于事故的边缘状态，暂时还不处于事故的边缘状态，暂时还不会造成人员伤亡和财产损失。应会造成人员伤亡和财产损失。应
34、予以排除或采取措施予以排除或采取措施危险的危险的必然会造成人员伤亡和财产损失。必然会造成人员伤亡和财产损失。要立即采取措施。要立即采取措施。灾难性的灾难性的 会造成灾难性的事故。必须立即会造成灾难性的事故。必须立即排除。排除。42陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析表表2事故发生可能性等级划分及定义事故发生可能性等级划分及定义事故发生可事故发生可能性等级能性等级定义定义A级级频繁发生频繁发生B级级相当可能发生，在设备使用寿命相当可能发生，在设备使用寿命期内出现几次期内出现几次C级级偶尔发生，在设备使用寿命期内偶尔发生，在设备使用寿命期内有可能出现有可能出现D级级很少发生很少发生E级级发生概率接
35、近零，在设备使用寿发生概率接近零，在设备使用寿命期内几乎不发生命期内几乎不发生43陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤制制定定安安全全措措施施。根根据据找找出出的的危危险险因因素素及及确确定定的的危危险险等等级级，针针对对危危险险性性出出现现条条件件及形成事故的原因制定相应安全措施。及形成事故的原因制定相应安全措施。44陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析3.举例：举例：n（1）机械工厂机械维修作业预先）机械工厂机械维修作业预先危险性危险性分析分析n起重机维修起重机维修、叉车维修、机械加工设备、叉车维修、机械加工设备维修和所涉及的风电焊作业。其主要危维修和所涉及的风电焊作
36、业。其主要危险是物体打击、高处坠落、触电伤害和险是物体打击、高处坠落、触电伤害和火灾爆炸。火灾爆炸。 45陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析3.举例：举例：n（2）易燃液体火灾爆炸预先危险性分析）易燃液体火灾爆炸预先危险性分析n某企业生产过程中使用某企业生产过程中使用甲苯、甲苯、70#汽油汽油等等易燃液体作为溶剂生产鞋用粘接剂，其易燃液体作为溶剂生产鞋用粘接剂，其事故模式就是火灾爆炸，故以化工厂为事故模式就是火灾爆炸，故以化工厂为例进行火灾爆炸预先例进行火灾爆炸预先危险性分析危险性分析。46陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析4.作业作业2：某实验室准备购买一瓶高压氧气：某实验室准备购买一瓶
37、高压氧气用于实验，试用预先危险性分析对其进用于实验，试用预先危险性分析对其进行危险性识别。行危险性识别。47陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第四节第四节 故障类型和影响分析故障类型和影响分析1 1概述概述n故障类型和影响分析故障类型和影响分析是采用是采用系统分割系统分割的的方法，根据需要将系统分割成方法，根据需要将系统分割成子系统或子系统或元件元件，然后逐个分析子系统或元件潜在，然后逐个分析子系统或元件潜在的各种故障类型、原因及对子系统乃至的各种故障类型、原因及对子系统乃至整个系统产生的影响，并制定措施加以整个系统产生的影响，并制定措施加以预防或消除。预防或消除。n定性方法。定性方法。48
38、陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析1 1概述概述n致命度分析：对其中一些可能造成人员致命度分析：对其中一些可能造成人员伤亡或重大财产损失的伤亡或重大财产损失的故障类型故障类型拿出来拿出来进一步分析产生进一步分析产生致命影响的概率和等级致命影响的概率和等级，称致命度分析。称致命度分析。n区别：故障类型和影响分析是区别：故障类型和影响分析是定性分析定性分析，致命度分析是对有致命影响的故障进行致命度分析是对有致命影响的故障进行定量分析定量分析。把两者结合起来，就是故障。把两者结合起来，就是故障类型影响和致命度分析。类型影响和致命度分析。49陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析基本概念基本概念n故障
39、：指元件、子系统或系统在规定的故障：指元件、子系统或系统在规定的运行运行时间时间、条件条件内达不到设计规定的内达不到设计规定的功功能能，因而不能完成规定的任务或任务完，因而不能完成规定的任务或任务完成不好。成不好。n故障类型（模式）：是故障呈现的状态。故障类型（模式）：是故障呈现的状态。如，一个阀门发生故障可能有四种类型：如，一个阀门发生故障可能有四种类型：内漏、外漏、打不开、关不紧。内漏、外漏、打不开、关不紧。50陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析故障模式故障模式n故障模式从故障模式从可靠性定义可靠性定义来说，一般可从来说，一般可从五个方面来考虑：五个方面来考虑：运行过程中的故障；运行过程
40、中的故障；提前动作；在规定的时间不动作；在规提前动作；在规定的时间不动作；在规定的时间不停止；运行能力降低；超量定的时间不停止；运行能力降低；超量或受阻。或受阻。51陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析故障模式故障模式n容器容器的故障模式有：泄漏、不能降温、的故障模式有：泄漏、不能降温、加热、断热、冷却过分等。加热、断热、冷却过分等。n水泵、涡轮机、发电机水泵、涡轮机、发电机的故障模式有：的故障模式有：误起动、误停机、速度过快、反转、异误起动、误停机、速度过快、反转、异常的负荷振动、发热、线圈漏电、运转常的负荷振动、发热、线圈漏电、运转部分破损等。部分破损等。n热交换器、配管类热交换器、配管类
41、的故障模式有：堵塞、的故障模式有：堵塞、流速过大、泄漏、变形、振动等流速过大、泄漏、变形、振动等。52陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析故障模式故障模式n阀门、流量调节装置阀门、流量调节装置的故障模式有：不的故障模式有：不能开启或不能闭合、开关错误、泄漏、能开启或不能闭合、开关错误、泄漏、堵塞、破损等。堵塞、破损等。n电力设备电力设备的故障模式有：电阻变化、放的故障模式有：电阻变化、放电、接地不良、短路、漏电、断开等。电、接地不良、短路、漏电、断开等。n计测装置计测装置的故障模式有：信号异常、劣的故障模式有：信号异常、劣化、示值不准、损坏等。化、示值不准、损坏等。53陈国华安全系统工程陈国华
42、系统安全分析故障模式故障模式n支支承承结结构构的的故故障障模模式式有有：变变形形、松松动动、缺缺损损、脱落等。脱落等。n齿齿轮轮的的故故障障模模式式有有：断断裂裂、压压坏坏、熔熔融融、烧烧结结、磨耗（损等）。磨耗（损等）。n滚滚动动轴轴承承的的故故障障模模式式有有：滚滚动动体体压压碎碎、磨磨损损、压坏、腐蚀、烧结、裂纹、保持架损坏等。压坏、腐蚀、烧结、裂纹、保持架损坏等。n滑滑动动轴轴承承的的故故障障模模式式有有：腐腐蚀蚀、变变形形、疲疲劳劳、磨损、胶合、破裂等。磨损、胶合、破裂等。n电电动动机机的的故故障障模模式式有有：磨磨损损、变变形形、发发热热、腐腐蚀、绝缘破坏等。蚀、绝缘破坏等。54陈
43、国华安全系统工程陈国华系统安全分析基本概念基本概念n故障检测机制故障检测机制n发现故障的方法和手段发现故障的方法和手段n操作人员、维修人员操作人员、维修人员n经验方法、仪器仪表检测经验方法、仪器仪表检测n故障原因、故障影响、故障严重度故障原因、故障影响、故障严重度严重度分级（在分析步骤中介绍）严重度分级（在分析步骤中介绍）55陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析适用范围适用范围n故故障障类类型型和和影影响响分分析析主主要要用用于于系系统统的的安安全全设计设计。n故故障障类类型型和和影影响响分分析析是是逐逐个个查查明明各各个个子子系系统可能发生的故障，为安全设计提供依据。统可能发生的故障，为安全
44、设计提供依据。n该法是美国该法是美国19571957年开始用在飞机发动机的年开始用在飞机发动机的设计中。目前该法已在核电站、动力、机设计中。目前该法已在核电站、动力、机械、仪器仪表等工业得到了广泛的应用。械、仪器仪表等工业得到了广泛的应用。 56陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析明确系统的情况和目的明确系统的情况和目的确定分析的层次确定分析的层次建立故障模式清单建立故障模式清单绘制功能框图和可靠性框图绘制功能框图和可靠性框图分析故障模式和影响分析故障模式和影响评定故障等级评定故障等级研究故障检测方法研究故障检测方法提出预防措施提出预防措施填写填写FMEA表表2分析步骤分析步骤57陈国华安全系
45、统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤n明确和熟悉系统明确和熟悉系统。在分析之前首先要。在分析之前首先要明确分析对象及范围，熟悉系统有关的明确分析对象及范围，熟悉系统有关的各种资料，了解系统各部分的功能和相各种资料，了解系统各部分的功能和相互关系。互关系。n了解系统的了解系统的设计任务书，技术设计说明设计任务书，技术设计说明书，图纸，使用说明书，标准，规范，书，图纸，使用说明书，标准，规范，事故情况事故情况等资料。等资料。58陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤n确定分析的层次确定分析的层次。一个系统由若干子系统组。一个系统由若干子系统组成，子系统可能由更小的子系
46、统或功能件组成，成，子系统可能由更小的子系统或功能件组成，功能件又包含许多元件。功能件又包含许多元件。n如果是用于系统的安全设计，要求分析得详细，如果是用于系统的安全设计，要求分析得详细，应该尽量分析得深一些，特别是关键部位，要应该尽量分析得深一些，特别是关键部位，要分析到元件为止。如果是用于安全管理，则可分析到元件为止。如果是用于安全管理，则可以分析得粗浅一些。以分析得粗浅一些。59陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析绘绘制制系系统统的的功功能能框框图图和和可可靠靠性性框框图图。在在分分析析之之前前要要详详细细说说明明系系统统，并并根根据据系系统统的的构构成成要要素素依依次次画画出出所所包包
47、含含的的子子系系统统、元元件件及及相相互互关关系系的的框框图图，对对简简单系统可以用流程图代替系统图。单系统可以用流程图代替系统图。60陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析分析故障类型和影响分析故障类型和影响n按照可靠性框图有关的子系统、功能件按照可靠性框图有关的子系统、功能件或元件，或元件，详细查明可能出现的故障类型、详细查明可能出现的故障类型、产生的原因产生的原因，并进一步分析其对子系统、，并进一步分析其对子系统、系统及对人的影响，然后根据故障类型系统及对人的影响，然后根据故障类型影响的程度划分影响的程度划分故障类型等级故障类型等级，以便分，以便分别轻重缓急，采取相应的别轻重缓急，采取相应
48、的安全措施安全措施。 61陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析故障类型等级的划分方法有几种，主要介故障类型等级的划分方法有几种，主要介绍绍直接判断法和风险矩阵法直接判断法和风险矩阵法。n1 1）直接判断法。这种方法是根据故障类）直接判断法。这种方法是根据故障类型对系统功能、人员及财产损失影响的型对系统功能、人员及财产损失影响的严重程度来划分的。其划分原则如表。严重程度来划分的。其划分原则如表。62陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析故障故障等级等级影响影响程度程度可能造成的后果可能造成的后果可忽略的可忽略的 不会造成人身伤害和职业病，系统也不会造成人身伤害和职业病，系统也不会受损不会受损临界的
49、临界的可能致人轻伤或轻度职业病，次要系可能致人轻伤或轻度职业病，次要系统损坏统损坏严重的严重的可能造成人员严重伤害，严重职业病，可能造成人员严重伤害，严重职业病，主系统损坏主系统损坏致命的致命的可能造成人员伤亡，整个系统损失可能造成人员伤亡，整个系统损失下面的分级方法是一种粗略的分级法，它基本上下面的分级方法是一种粗略的分级法，它基本上是根据是根据严重度严重度来确定的，有一定的片面性。来确定的，有一定的片面性。63陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析风险矩阵法风险矩阵法n风风险险矩矩阵阵法法是是综综合合考考虑虑故故障障发发生生的的可可能能性性和和发发生生后后引引起起后后果果严严重重度度两两个个
50、方方面面的的因因素素来来确确定定故故障障的的等等级级。这这种种划划分分标标准准称称风风险险率率。其其方方法法是是将将故故障障概概率率和和严严重重度都分为四个等级，划分原则如下：度都分为四个等级，划分原则如下：na a严严重重度度：是是指指故故障障类类型型对对系系统统功功能能的的影影响程度，分级如下表响程度，分级如下表64陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析严重度严重度等级等级 内容内容 严重严重度等度等级级 内容内容 低的低的 对系统任务无影响对系统任务无影响对对子子系系统统造造成成的的影影响响可忽略不计可忽略不计通过调整故障易于消通过调整故障易于消除除 关关键的键的 系统的功能有所下降系统的
51、功能有所下降子系统功能严重下降子系统功能严重下降出现的故障不能立即通出现的故障不能立即通过检修予以修复过检修予以修复 主要的主要的 对对系系统统的的任任务务虽虽有有影影响但可忽略响但可忽略导导致致子子系系统统的的功功能能下下降降出现的故障能够立即出现的故障能够立即修复修复 灾灾难的难的 系统功能严重下降系统功能严重下降子系统功能全部丧失子系统功能全部丧失出现的故障需经彻底修出现的故障需经彻底修理才能消除理才能消除 严重度分析严重度分析65陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析nb b故故障障概概率率：表表示示在在一一定定时时间间内内故故障障类类型型出出现现的的次次数数。时时间间单单位位规规定定为
52、为一一年年或或一一个个月月，有有的的用用大大修修的的间间隔隔期期。故故障障概概率率的的分分类类有有定定量量和和定定性两种方法。性两种方法。n定性分析如下表定性分析如下表故障概率等级的划分故障概率等级的划分故障概率等级故障概率等级故障类型出现的机会故障类型出现的机会概率很低概率很低概率低概率低概率中等概率中等概率高概率高元件操作期间故障出现的机会可以忽略元件操作期间故障出现的机会可以忽略元件操作期间故障不易出现元件操作期间故障不易出现元件操作期间故障出现的机会为元件操作期间故障出现的机会为50%元件操作期间故障容易出现元件操作期间故障容易出现66陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析n故障概率定量
53、分级原则如下：故障概率定量分级原则如下：级级：元元件件工工作作期期间间，任任何何单单个个故故障障类类型型出出现的概率少于全部故障概率的现的概率少于全部故障概率的0.010.01。级级：元元件件工工作作期期间间任任何何单单个个故故障障类类型型出出现现的的概概率率，多多于于全全部部故故障障概概率率的的0.010.01而而少少于于0.100.10。级级：元元件件工工作作期期间间任任何何单单个个故故障障类类型型出出现现的的概概率率，多多于于全全部部故故障障概概率率的的0.100.10而而少少于于0.200.20。级级：元元件件工工作作期期间间任任何何单单个个故故障障类类型型出出现现的概率多于全部故障概
54、率的的概率多于全部故障概率的0.200.20。67陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析n故障概率和严重度等级确定后，以故障概率为故障概率和严重度等级确定后，以故障概率为纵坐标，严重度为横坐标，纵坐标，严重度为横坐标，画出风险矩阵图。画出风险矩阵图。n沿矩阵原点到右上角沿矩阵原点到右上角画一条对角线画一条对角线，以对角线，以对角线为轴线，轴线两边是对称的。如果知道了某一为轴线，轴线两边是对称的。如果知道了某一故障类型的概率和严重度等级，将其填入矩阵故障类型的概率和严重度等级，将其填入矩阵图中，就可以确定故障类型风险率或等级大小。图中，就可以确定故障类型风险率或等级大小。n处在右上角方块内的故障类
55、型风险率最大，这处在右上角方块内的故障类型风险率最大，这是因为该故障类型发生的概率高且后果严重。是因为该故障类型发生的概率高且后果严重。依次左移，风险率逐渐降低依次左移，风险率逐渐降低，因为故障类型发，因为故障类型发生的概率虽然高，但造成的后果的严重度却逐生的概率虽然高，但造成的后果的严重度却逐渐降低；渐降低；n同样从同样从右上方依次下移，风险率也逐渐降低右上方依次下移，风险率也逐渐降低，虽然故障类型造成的后果严重，但因为发生的虽然故障类型造成的后果严重，但因为发生的概率很少，综合两方面因素风险率也就降低了。概率很少，综合两方面因素风险率也就降低了。68陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析风险
56、率矩阵图风险率矩阵图概概率率1 2341 234严重度严重度69陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第五节第五节 危险和操作性研究危险和操作性研究1概述概述n危危险险和和操操作作性性研研究究是是查查明明生生产产装装置置和和工工艺艺过过程程中中工工艺艺参参数数以以及及操操作作控控制制中中可可能能出出现现的的偏偏差差，针针对对这这些些偏偏差差，找找出出原原因因，分析后果，提出对策的一种分析方法。分析后果，提出对策的一种分析方法。70陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析n范范围围：危危险险和和操操作作性性研研究究是是1974年年由由英英国国帝帝国国化化学学公公司司开开发发出出来来的的，主主要要是是用
57、用于于工工程程项项目目设设计计审审查查阶阶段段查查明明潜潜在在危危险险性性和和操操作作难难点点，以以便便制定对策加以控制。制定对策加以控制。n特特点点：它它是是从从工工艺艺参参数数（如如温温度度、压压力力、流流量量等等）出出发发，研研究究系系统统可可能能出出现现的的偏偏差差，并并根根据据造造成成影影响响的的大大小小，确确定定防防止止危危险险转转变变为为事事故故措措施。施。n具体应用：在化工、石油化工生产中，工艺参具体应用：在化工、石油化工生产中，工艺参数的控制是非常重要的，因此，它特别适用于数的控制是非常重要的，因此，它特别适用于这些装置的设计审查和运行过程中危险性分析。这些装置的设计审查和运
58、行过程中危险性分析。71陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析基本概念及术语基本概念及术语n意图：工艺某一部分完成的功能。意图：工艺某一部分完成的功能。n偏差：与设计意图的情况不一致。偏差：与设计意图的情况不一致。n原因：产生偏差的原因。原因：产生偏差的原因。n后果：偏离设计意图所造成的后果后果：偏离设计意图所造成的后果n引导词：对设计意图定性或定量描述的引导词：对设计意图定性或定量描述的简单词语。简单词语。72陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2 2分析步骤分析步骤成成立立研研究究组组。一一般般由由3 35 5人人组组成成，一一人人担担任任组组长长，并并有有一一人人记记录录。组组长长必必须须
59、非非常常熟熟悉悉分分析析对对象象并并有有较较为为丰丰富富的的经经验验，善善于于引引导导大大家家深深入入思思考考，并并能能确确定定分分析析点点。其其他他成成员员应应包包括括设设计计、工工艺艺、仪仪表表控控制制等等专专业业人人员员以以及及管管理理干干部部和和操操作工人作工人。收集系统资料。危险和操作性研究要求对系统收集系统资料。危险和操作性研究要求对系统的每一个细节都要进行研究，因此必须掌握详的每一个细节都要进行研究，因此必须掌握详细的资料。包括细的资料。包括工艺流程图、平面布置图、设工艺流程图、平面布置图、设备结构图、各种参数控制和管路系统图备结构图、各种参数控制和管路系统图等以及等以及有关的设
60、计说明书。有关的设计说明书。 73陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析分分解解系系统统、选选择择研研究究节节点点、明明确确节节点点功功能能、应应用用引引导导词词。从从某某一一个个部部分分开开始始，用用事事先先制制定定的的表表格格，以以正正常常的的工工艺艺参参数数和和操操作作条条件件为为标标准准，分分析析偏偏差差，找找出出偏偏差差发发生生的的原原因因及及可可能能产产生生的的后后果果，并并提提出出安安全全措措施施。为为了了使使分分析析有有一一定定范范围围，不不至至于于遗遗漏漏和和过过多多的的提提问问，规规定定了了几几个个引引导导词词，按按照照这这些些引引导导词词找找出出偏偏差差。引引导导词词的的名
61、名称和含义见表称和含义见表210(P24)。 一一个个部部分分分分析析结结束束后后，再再以以同同样样方方法法分分析析另另一一个部分，直至整个系统分析为止。个部分，直至整个系统分析为止。提出措施，编制提出措施，编制HAZOPHAZOP报告。报告。 研究小组分析完研究小组分析完毕还要进行讨论，对提出的安全防护措施加以毕还要进行讨论，对提出的安全防护措施加以归纳和整理，供设计人员修改设计或领导人员归纳和整理，供设计人员修改设计或领导人员参考。参考。 74陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析3 3方方法法的的优优点点：利利用用一一组组引引导导词词，对对状状态态参参数数逐逐一一分分析析和和考考查查可可能
62、能发发生生的的偏偏差差，因因此此它它能能更更加加完完整整地地识识别别危危险险，为为改改进进设设计计和和控控制制管管理理提提供供了了很很好好的的依据。依据。4 4方方法法的的缺缺点点：做做起起来来比比较较烦烦琐琐，对对复复杂杂生生产产装装置置和和工工艺艺过过程程的的分分析析需需要要耗耗费大量的人力和时间。费大量的人力和时间。75陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析HAZOP举例举例nP34P34图图2-42-4n化学反应：化学反应：A A（原料）（原料）+B+B（原料）（原料）CC（产品）（产品）n危险条件：危险条件：B B的质量大于的质量大于A A的质量或仅有的质量或仅有B Bn事故后果：事故
63、后果：爆炸爆炸76陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析HAZOP举例举例77陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析分析：对照表分析：对照表2-102-10引导词引导词n（1 1）否（没有）否（没有）：没有：没有A A。n原因：储罐、阀门、泵。原因：储罐、阀门、泵。n后果：后果： 爆炸爆炸n对策措施：针对原因提出。对策措施：针对原因提出。n例如：例如：储罐液位计是否在低液位以下，储罐液位计是否在低液位以下，液位报警器阀芯被脏物粘住或卡死而失液位报警器阀芯被脏物粘住或卡死而失灵。灵。78陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第六节第六节事件树分析事件树分析1概述概述n概概念念：事事件件树树分分析析是是
64、从从一一个个初初事事件件开开始始，按按顺顺序序分分析析事事件件向向前前发发展展中中各各个个环环节节成成功功与与失失败败的的过过程程及及其其结结果果，这这种种分分析析方方法法称称为为事事件件树树分分析析法。法。n事件树分析最初是用于可靠性分析。事件树分析最初是用于可靠性分析。n特特点点：每每一一个个系系统统都都是是由由若若干干个个元元件件组组成成的的，每每一一个个元元件件对对规规定定的的功功能能都都存存在在具具有有和和不不具具有有两种可能。两种可能。n按按照照系系统统的的构构成成顺顺序序，从从初初始始元元件件开开始始，由由左左向向右右分分析析各各元元件件成成功功与与失失败败的的两两种种可可能能，
65、直直到到最最后后一一个个元元件件为为止止。分分析析过过程程用用图图形形表表示示出出来来，就得到水平的树形图。就得到水平的树形图。79陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析2分析步骤分析步骤确确定定初初始始事事件件。初初始始事事件件就就是是事事件件树树中中在在一一定定条条件件下下造造成成事事故故后后果果的的最最初初原原因因事事件件。它它包包括括系系统统故故障障、设设备备失失效效、人人员员误误操操作作和和工工艺艺过过程程异异常常等等。初初始始事事件件可可以以预预想想，也也可可以以是是已已发发生生的的事事故故，一一般般是是选选择择分分析析人人员员最最感感兴兴趣趣的的异异常常事事件件作为初始事件。作为初
66、始事件。找找出出与与初初始始事事件件有有关关的的环环节节事事件件。所所谓谓环环节节事事件件就就是是出出现现在在初初始始事事件件后后一一系系列列造成后果的其他原因事件。造成后果的其他原因事件。80陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析建建造造事事件件树树。把把初初始始事事件件写写在在最最左左边边，各各种种环环节节事事件件按按顺顺序序写写在在图图的的最最上上面面，从从初初始始事事件件画画一一条条水水平平线线到到第第一一个个环环节节事事件件，在在水水平平线线末末端端画画一一垂垂直直线线段段，垂垂直直线线段段上上端端表表示示成成功功，下下端端表表示示失失败败。再再从从垂垂直直线线二二端端分分别别向向右右
67、画画水水平平线线到到下下个个环环节节事事件件，同同样样用用垂垂直直线线段段表表示示成成功功和和失失败败两两种种状状态态。依依次次类类推推，直直到到最最后后一一个个环环节节事事件件为为止止。如如果果某某一一个个环环节节事事件件不不需需要要往往下下分分析析，则则水水平平线线延延伸伸下下去去，不不发发生生分分支支，如如此此便便得到事件树。得到事件树。说明分析结果，进行定性、定量分析说明分析结果，进行定性、定量分析 在事件树最后要写明由初始事件引起的各种事在事件树最后要写明由初始事件引起的各种事故结果或后果。故结果或后果。 81陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析3 3举举例例：由由一一个个泵泵和和两
68、两个个阀阀门门串串联联组组成成的的物物料料输输送送系系统统，其其结结构构和和物物料料流流动动方方向向如图所示。如图所示。泵泵阀门阀门1 1阀门阀门2 282陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析启动信号启动信号阀门阀门2正常正常111失效失效110阀门阀门2失效失效101失效失效100阀门阀门1成功成功失败失败成功成功失败失败泵正常泵正常阀门阀门1阀门阀门2正常正常011成功成功失效失效010阀门阀门2失效失效001失效失效000失败失败83陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析分析分析n在这个系统中泵和二个阀门都有正常和在这个系统中泵和二个阀门都有正常和失败两种可能。当泵得到启动指令后，失败两种
69、可能。当泵得到启动指令后，可能启动成功并正常运转，也可能启动可能启动成功并正常运转，也可能启动失败，因此启动结果有两种，或失败，因此启动结果有两种，或成功或成功或失败失败，也就是启动状态发生分支，画图，也就是启动状态发生分支，画图时将成功状态放在上分支，失败状态放时将成功状态放在上分支，失败状态放在下分支。如果泵启动失败，系统将失在下分支。如果泵启动失败，系统将失效，不能输送物料，因此就不需要再分效，不能输送物料，因此就不需要再分析下去。析下去。84陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析n如果泵启动正常，物料经过阀门如果泵启动正常，物料经过阀门1 1时仍有时仍有成功和失败二种可能，阀门成功和失败
70、二种可能，阀门1 1失效，系统失效，系统也失效，不再需要分析阀门也失效，不再需要分析阀门2 2的状态。的状态。n阀门阀门1 1正常，再分析阀门正常，再分析阀门2 2的状态，如阀的状态，如阀门门2 2正常，则系统运转正常；否则如阀门正常，则系统运转正常；否则如阀门2 2失效，系统也失效。失效，系统也失效。n只有在泵、阀门只有在泵、阀门1 1阀门阀门2 2都处于正常状态，都处于正常状态，系统才能正常运行，其他三种情况系统系统才能正常运行，其他三种情况系统均处于失效状态。均处于失效状态。85陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析启动信号启动信号成功成功失败失败泵正常泵正常泵失败泵失败阀门阀门1正常正常
71、阀门阀门1失败失败阀门阀门2正常正常阀门阀门2 2失败失败正常正常111失效失效0成功成功成功成功失效失效110失败失败失败失败失效失效1086陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析4、事件树分析的定量计算、事件树分析的定量计算n事件树分析的定量计算就是计算事件树分析的定量计算就是计算每个分每个分支发生的概率支发生的概率。n已知条件：每个已知条件：每个因素的概率（可靠度）因素的概率（可靠度）n如果各个因素的可靠度已知，根据事件如果各个因素的可靠度已知，根据事件树就可以求出系统的可靠度。树就可以求出系统的可靠度。n每个分支成功的可靠度等于分支上各因每个分支成功的可靠度等于分支上各因素素成功可靠度乘
72、积成功可靠度乘积。87陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析例如：若泵例如：若泵A、阀门、阀门B、阀门、阀门C的可靠度分的可靠度分别为别为P(A),P(B),P(C),则系统的可靠度为：则系统的可靠度为：nP(S)=P(A)P(B)P(C);n系统的失败概率（不可靠度）：系统的失败概率（不可靠度）：nF(S)=1P(S)n若泵若泵A、阀门、阀门B、阀门、阀门C的可靠度分别为的可靠度分别为.95,0.9,0.9,计算成功的概率。计算成功的概率。nP(S)=0.950.90.9=0.7695nF(S)=1P(S)=10.7695=0.230588陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析泵泵A阀门阀门B
73、B阀门阀门C C89陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析启动信号启动信号成功成功失败失败泵正常泵正常泵失败泵失败阀门阀门1正常正常阀门阀门1失败失败阀门阀门2正常正常阀门阀门2 2失败失败正常正常111失效失效0成功成功成功成功失效失效110失败失败失败失败失效失效100.76950.23050.1450.050.8550.9590陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析作业作业3：建造图：建造图1示系统事件树示系统事件树,若泵若泵A、阀门阀门B、阀门、阀门C的可靠度分别为的可靠度分别为0.95,0.9,0.9,计算成功的概率。计算成功的概率。图图1 191陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析第七
74、节第七节 系统可靠性分析（导读）系统可靠性分析（导读）n一、基本概念一、基本概念n1 1、可靠性：指元件、设备或系统在规定、可靠性：指元件、设备或系统在规定的运行的运行时间时间、条件条件下，完成设计规定的下，完成设计规定的功能功能的能力。的能力。n2 2、可靠度、可靠度 R(t) ：系统、设备或元件在：系统、设备或元件在预期的使用周期内和规定的条件下，完预期的使用周期内和规定的条件下，完成其规定功能的概率。成其规定功能的概率。 92陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析一、基本概念一、基本概念n3、维修度、维修度M()：系统发生故障后在维修允许：系统发生故障后在维修允许的时间内完成维修的概率。的
75、时间内完成维修的概率。n4、有效度、有效度A(t,)：可修复系统在规定的使用：可修复系统在规定的使用条件和时间内能够保持正常状态的概率。条件和时间内能够保持正常状态的概率。n二、常用度量指标二、常用度量指标n1、平均无故障时间（、平均无故障时间（MTTF）：系统发生故障前）：系统发生故障前连续正常工作的平均时间。连续正常工作的平均时间。93陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、常用度量指标二、常用度量指标2、平平均均故故障障间间隔隔时时间间：元元件件在在两两次次相相邻邻故故障障间间隔隔期期内内正正常常工工作作时时的的平平均均时时间间，叫叫平平均均故故障障间间隔隔时时间间，用用MTBF表表示示
76、。如如第第一一次次工工作作t1时时间间后后出出现现故故障障，第第二二次次工工作作t2时时间间后后出出现现故故障障，第第n次次工工作作t时时间间后后出出现故障，则平均故障间隔时间为现故障，则平均故障间隔时间为94陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析二、常用度量指标二、常用度量指标n3 3、平均故障修复时间（、平均故障修复时间（MTTR）：可）：可修复系统出现故障到回复正常工作平修复系统出现故障到回复正常工作平均所需时间。均所需时间。95陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析三、可靠度函数与故障率三、可靠度函数与故障率n元元件件在在规规定定时时间间内内和和规规定定条条件件下下完完成成规规定定功功能能
77、的的概概率率称称为为可可靠靠度度，用用R（t）表表示示。元元件件在在时时间间间间隔隔（0，t）内内的的可可靠靠度度符合下列关系：符合下列关系：n式中式中t为元件运行时间。为元件运行时间。96陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析n可可靠靠度度的的补补事事件件故故障障概概率率（或或不不可可靠靠度度），用用F(t)表示。故障概率由下式表示：表示。故障概率由下式表示：n上上述述两两式式只只适适用用于于故故障障率率稳稳定定不不变变的的情情况况。但但许许多多元元件件故故障障率率随随时时间间而而变变化化，显显示示出出如如下下图图所示的所示的浴盆曲线浴盆曲线。偶发故障期偶发故障期初初期期故故障期障期磨磨损损故
78、故障期障期故故障障率率97陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析n由图可见，元件故障率随时间变化有由图可见，元件故障率随时间变化有三个时期，即三个时期，即n初期故障期初期故障期n偶发故障期偶发故障期n磨损故障期磨损故障期。98陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析四、系统可靠度计算四、系统可靠度计算1串联系统。串联系统。n元元件件间间的的相相互互联联接接有有两两种种情情况况，一一种种是是各各元元件件为为串串联联关关系系，串串联联结结构构用用逻逻辑辑或或表表示示，意意思思是是串串联联的的几几个个元元件件只只要要一一个个元元件件发发生生故故障障，工工艺艺过程就会故障。过程就会故障。n串串联联联联接接的
79、的元元件件，总总的的可可靠靠度度等等于于各各元元件件可可靠靠度相乘，其计算公式为：度相乘，其计算公式为：99陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析四、系统可靠度计算四、系统可靠度计算n2、并联系统。并联的各元件用逻辑与、并联系统。并联的各元件用逻辑与门表示，门表示，意思是并联的几个元件同时发意思是并联的几个元件同时发生故障，生故障，会引起工艺过程发生故障或事会引起工艺过程发生故障或事故。并联联接的元件，故。并联联接的元件，系统的不可靠度系统的不可靠度（故障概率）等于各元件不可靠度（故（故障概率）等于各元件不可靠度（故障概率）相乘，其计算公式为：障概率）相乘，其计算公式为：100陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析四、系统可靠度计算四、系统可靠度计算n总的可靠度由下式得到：总的可靠度由下式得到：nnn式中式中Ri是各个元件的可靠度。是各个元件的可靠度。101陈国华安全系统工程陈国华系统安全分析
