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1、安全系统工程安全系统工程方江敏方江敏1 1、安全、安全安全安全：指人的身心免受外界（不利）因素影：指人的身心免受外界（不利）因素影响的存在状态及其保障条件。响的存在状态及其保障条件。2 2、风险：、风险：风险风险：是危险、危害事故发生的可能性与危：是危险、危害事故发生的可能性与危险、危害事故严重程度的综合指标。险、危害事故严重程度的综合指标。3 3、事故、事故：事故事故：是指造成死亡、伤害、职业病、财产：是指造成死亡、伤害、职业病、财产损失或其它损失的意外事件。损失或其它损失的意外事件。We believe that all injuries can be prevented!Document
2、ed Safety Philosophy安全系统工程介绍安全系统工程介绍系统安全分析系统安全分析事故树分析事故树分析系统安全评价系统安全评价系统危险控制技术系统危险控制技术安全系统工程的典型应用实例安全系统工程的典型应用实例主要内容主要内容：第一章第一章 绪绪 论论主要内容：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、安全系统工程的研究对象和三、安全系统工程的研究对象和 研究内容研究内容第一章第一章 绪绪 论论学习目标学习目标掌握掌握系统、系统工程、安全系统工程的系统、系统工程、安全系统工程的定义定义了解了解安全系统工程的研
3、究对象和研究内安全系统工程的研究对象和研究内容容了解了解安全系统工程的产生和发展安全系统工程的产生和发展一、安全系统工程的概念一、安全系统工程的概念1.1.系统系统：就是由相互作用和相互依赖的若干组成就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，而且该部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且该“系统系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。部分。系统具备系统具备五个特征五个特征：整体性、相关性、目的性、整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性，其中，作为系统论的基本有序性、环境适应性，其中，作为系统论的基本思想和主要特征是思想
4、和主要特征是目的性、整体性、有序性目的性、整体性、有序性，整整体效应体效应是系统论最重要的观点。是系统论最重要的观点。系统具有的特性系统具有的特性整体性：整体性：系统是由系统是由两个或两个以上两个或两个以上相互相互区别的要素组成的整体。区别的要素组成的整体。构成系统的各要素虽然具有不同的性能，构成系统的各要素虽然具有不同的性能，但他们通过综合、统一形成的整体就具但他们通过综合、统一形成的整体就具备了新的特定功能，备了新的特定功能，系统的观点是一种整体的观点，一种综系统的观点是一种整体的观点，一种综合的思想方法。合的思想方法。系统具有的特性系统具有的特性相关性相关性：构成系统的各要素之间、要素与
5、子系统之：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、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。地联系在一起，发挥其特定功能。目的性目的性：任何系统都是为完成某种任务或实现某种：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，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、制造和个
6、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。优控制、最优管理等优化措施。系统具有的特性系统具有的特性有序性有序性：系统有序性主要表现在：系统有序性主要表现在系统空间系统空间结构的层次性和系统发展的时间顺序性结构的层次性和系统发展的时间顺序性。系统可分成若干子系统和更小的子系统，系统可分成若干子系统和更小的子系统，而该系统又是其所属系统的子系统。这种而该系统又是其所属系统的子系统。这种系统的分割形式表现为系统空间结构的层系统的分割形式表现为系统空间结构的层次性。次性。系统的生命过程也
7、是有序的，它总是要孕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。程，这一过程表现为系统发展的有序性。系统具有的特性系统具有的特性环境适应性环境适应性：任何一个系统都处在一定的物质：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。能够适应外部环境的变化。系统从环境中获取必要的物质、能量和信息，系统从环境中获取必要的物质、能量和信息，经过系统的加工、处理和转化，产生新的物质、经过系统的加工、处理和转化，产生新的物质、
8、能量和信息，然后再提供给环境。能量和信息，然后再提供给环境。环境也会对系统产生干扰或限制，即约束条件。环境也会对系统产生干扰或限制，即约束条件。环境特性的变化往往能够引起系统特性的变化。环境特性的变化往往能够引起系统特性的变化。2、系统工程系统工程工程工程：利用自然科学原理使自然资源为人类服利用自然科学原理使自然资源为人类服务而形成的各种学科的总称。务而形成的各种学科的总称。系统工程系统工程：从系统的观点出发，跨学科地考虑从系统的观点出发，跨学科地考虑问题，运用工程的方法去分析和解决问题。以问题，运用工程的方法去分析和解决问题。以系统论为指导思想，以计算机为工具，运用运系统论为指导思想，以计算
9、机为工具，运用运筹学等方法使系统总体达到最优的组织管理技筹学等方法使系统总体达到最优的组织管理技术。具体地说，就是组织管理系统的规划、研术。具体地说，就是组织管理系统的规划、研究、设计制造、试验和使用的科学方法。究、设计制造、试验和使用的科学方法。2、系统工程系统工程系统工程系统工程包括了系统和工程两个方面，就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。是用系统的观点和方法去解决工程问题。系统工程与一般工程相比，具有高度综合性：系统工程与一般工程相比，具有高度综合性： 1、研究对象的综合性、研究对象的综合性 2、科学知识的综合性、科学知识的综合性 3、考核效益的综合性、考核
10、效益的综合性3、系统安全、系统安全所谓所谓系统安全系统安全（System Safaty），是在），是在系统系统寿命周期寿命周期内应用系统安全管理及安内应用系统安全管理及安全系统工程原理，识别危险源并使其危全系统工程原理，识别危险源并使其危险性减至最小，从而使系统在规定的性险性减至最小，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能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。程度。系统安全的三条命题系统安全的三条命题加拿大的道格拉斯提出：加拿大的道格拉斯提出：不可能根除一切危险源和危险；不可能根除一切危险源和危险；可以减少来自现有危险源的危险性；可以减少来自现有危险源的危险性；宁可减少总的危
11、险性而不是只彻底去除宁可减少总的危险性而不是只彻底去除几种选定的危险。几种选定的危险。4、安全系统工程、安全系统工程安全系统工程安全系统工程：是以安全学和系统科学：是以安全学和系统科学为理论基础，以安全工程、系统工程、为理论基础，以安全工程、系统工程、可靠性工程等为手段，对系统风险进行可靠性工程等为手段，对系统风险进行分析、评价、控制，以期实现系统及其分析、评价、控制，以期实现系统及其全过程安全目标的科学技术。全过程安全目标的科学技术。理解理解？理解理解？（1 1）安全系统工程的）安全系统工程的理论基础理论基础是安全科学是安全科学和系统科学。和系统科学。（2 2）安全系统工程）安全系统工程追求
12、追求的是整个系统的安的是整个系统的安全和系统全过程的安全。全和系统全过程的安全。（3 3）安全系统工程的）安全系统工程的重点重点是系统危险因素是系统危险因素的识别、分析，系统风险评价和系统安全的识别、分析，系统风险评价和系统安全决策与事故控制。决策与事故控制。理解理解？理解理解？（4 4）安全系统工程要达到的预期安全目标）安全系统工程要达到的预期安全目标将是系统风险控制在人们能够容忍的限将是系统风险控制在人们能够容忍的限度以内，也就是在现有经济技术条件下，度以内，也就是在现有经济技术条件下，最经济、最有效地控制事故，使系统风最经济、最有效地控制事故，使系统风险在安全指标以下。险在安全指标以下。
13、二、安全系统工程的产生与发展二、安全系统工程的产生与发展问题的提出问题的提出1 1、生产装置的大型化生产装置的大型化2 2、生产过程的自动化、连续化、生产过程的自动化、连续化3 3、涉及的学科多、涉及的学科多4 4、发生事故都是灾难性事故、发生事故都是灾难性事故对装置设计提出新的要求对装置设计提出新的要求产品产品全寿命周期全寿命周期的安全性的安全性各子系统之间的关系各子系统之间的关系二、安全系统工程的产生与发展二、安全系统工程的产生与发展安全系统工程安全系统工程50年代年代始于美国，始于美国，1974年原子能年原子能委员会委员会WASH1400：商用核电站风险评价：商用核电站风险评价报告。报告
14、。英国在英国在60年代年代中期开始收集核电站可靠性数中期开始收集核电站可靠性数据据概率评价方法概率评价方法系统可靠性；系统可靠性；日本引入较晚，但发展较快，应用广；日本引入较晚，但发展较快，应用广；我国我国80年代开始，年代开始，82年召开安全系统工程座谈年召开安全系统工程座谈会；会；85年系统安全学组；年系统安全学组；88年年“机械工厂安全机械工厂安全性评价标准（试行）性评价标准（试行）”；96年年“三同时三同时”审查，审查，应有安全评价的内容。应有安全评价的内容。二、安全系统工程的产生与发展二、安全系统工程的产生与发展2020世纪世纪50506060年代：年代：美苏争夺空间技术优势美苏争夺
15、空间技术优势19621962年年3 3月：月：以系统工程的方法研究导弹系统以系统工程的方法研究导弹系统安全性。安全性。19691969年年7 7月月发布了发布了“系统，有关子系统与设备系统，有关子系统与设备的安全大纲的安全大纲”，随后作了五次修改。，随后作了五次修改。19911991年年发布的发布的“国防部采办政策与规划国防部采办政策与规划”将系将系统安全、健康危害和环境影响综合考里到设备设统安全、健康危害和环境影响综合考里到设备设计研制的系统工程中。计研制的系统工程中。三、安全系统工程的研究对象三、安全系统工程的研究对象和研究内容和研究内容1.1.研究对象研究对象任何一个生产系统都包括三个部
16、分，即任何一个生产系统都包括三个部分，即从事生产活动的操作人员和管理人员，从事生产活动的操作人员和管理人员，生产必需的机器设备、厂房等物质条件，生产必需的机器设备、厂房等物质条件，以及生产活动所处的环境。以及生产活动所处的环境。这三个部分构成一个这三个部分构成一个“人人机机环境环境”系系统。统。（1 1）人子系统）人子系统该子系统的安全与否涉及到该子系统的安全与否涉及到人的生理和人的生理和心理因素心理因素，以及，以及规章制度、规程标准、规章制度、规程标准、管理手段、方法管理手段、方法等是否适合人的特性，等是否适合人的特性，是否易于人们所接受的问题。是否易于人们所接受的问题。研究人子系统时，必须
17、从社会学、人类研究人子系统时，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。情、有思想、有主观能动性的人。（2 2）机器子系统）机器子系统 强调极其设计时考虑强调极其设计时考虑“人类工效学人类工效学”。 （a a）满足使用条件小的安全可靠，即从）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、工件的形状、大小、材料、强度、工艺、设备的可靠性设备的可靠性等方面考虑其安全性。等方面考虑其安全性。 （b b）操作方便、舒适。如测量仪表。）操作方便
18、、舒适。如测量仪表。（3 3）环境子系统：）环境子系统：应考虑环境的应考虑环境的理化因素和社会因素理化因素和社会因素。理化因素主要有噪声、振动、粉尘、有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、毒气体、射线、光、温度、湿度、压力、热、化学有害物质等；热、化学有害物质等；社会因素有管理制度、工时定额、班组社会因素有管理制度、工时定额、班组结构、人际关系等。结构、人际关系等。“人人机机环境环境”的的相互影响及作用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。系统总体安全性处于某种状态。例如：机器加工
19、精度差例如：机器加工精度差机器产生的噪声、机器产生的噪声、振动振动人的心理状态、生理状况人的心理状态、生理状况误操作误操作安全事故。安全事故。安全系统工程的研究对象就是这种安全系统工程的研究对象就是这种“人人机机环境环境”系统。系统。2 2安全系统工程的研究内容安全系统工程的研究内容安全系统工程是专门研究如何用系统工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程的原理和方法确保实现系统安全功能的科学技术。的科学技术。主要技术手段有主要技术手段有系统安全分析、系统安系统安全分析、系统安全评价和系统危险控制技术全评价和系统危险控制技术。（1 1）系统安全分析）系统安全分析目
20、的目的：通过分析使人们识别系统中存在的：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。危险性和损失率，并预测其可能性。方法方法：系统安全分析的方法有十多种，定：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。性的、定量的、逻辑推理的、综合比较的。模型模型：大多数采用图解方式，表示系统各：大多数采用图解方式，表示系统各单元之间的关系。单元之间的关系。（2 2）系统安全评价）系统安全评价系统安全评价是以系统安全分析为基础，系统安全评价是以系统安全分析为基础，在全面在全面辨识辨识系统存在的危险有害因素的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，基
21、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、定量对系统的事故风险大小进行定性、定量评价，并与预定的评价，并与预定的系统安全指标系统安全指标相比较，相比较，如果超出指标，则应对系统的主要危险如果超出指标，则应对系统的主要危险因素因素采取控制措施采取控制措施，使其降至该标准以，使其降至该标准以下。下。（3 3）系统危险控制技术）系统危险控制技术系统安全分析和系统安全评价技术系统安全分析和系统安全评价技术系系统危险控制技术。统危险控制技术。其特点是从系统的完整性、相关性、有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。安全管理，实现对系统的安全目标控制。
