安全系统工程概述.ppt
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1、钟月华 博士联系电话:,E-mail:,安全系统工程概 述,四川省安全生产培训教师培训班讲义,教师资格证号:安监总师培字2007第1816号,授 课 大 纲,绪论事故的致因理论系统安全分析系统安全预测系统安全评价系统危险控制,第一章绪论,“传统安全”与“系统安全”,“传统安全”人们对安全的着眼点主要放在系统的运用和使用阶段,在设计阶段很少采取专门的有力措施,用来提高和改善所设计系统的安全性。,对付事故的办法问题出发型,系统安全是以“全过程”、“系统地”、“事故处理”和对危害的“识别分析控制”的方法为其特征。着眼点放在系统实际运行之前,使系统的设计在安全上达到可以接受的水平,能正常运行或保证安全
2、。,系统安全是设计、研制、加工制造、使用直至终止,系统地、有预见地识别和控制危害地专业技术和管理技巧地应用。,对付事故的办法问题发现型,第一节 安全系统工程基本概念,一、系统定义:由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能和明确目的的有机整体。系统的五个属性:整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性分类:母系统与子系统、自然与人造、实体与概念、静态与动态、白色、黑色与灰色、开环与闭环系统。,二、系统工程系统工程是以系统为研究对象,以达到总体最佳效果为目标,为达到这一目标而采取组织、管理、技术等多方面的最新科学成就和知识的一门综合性的科学技术。其含义有三:它属于工程技术,主要是组
3、织管理的技术;它是解决工程活动全过程的技术;具有普遍的适用性。,目的:应用系统的理论与方法去分析、规划、设计新的系统或改造已有的系统,使之达到最优化的目标,并按此目标进行控制和运行。,工程逻辑;工程分析;统计理论与概率论;运筹学;现代管理学理论及原则,解决安全问题采用的方法:,可以识别出存在于各个要素本身、要素之间的危险性;可以了解各要素间的相互关系,消除各要素由于互相依存、互相结合而产生的危险性;系统工程所采用的一些手段都能用于解决安全问题。,系统工程方法能否解决安全问题呢?,第一节 安全系统工程基础,采用系统工程的原理和方法,识别、分析和评价系统中的危险性,为调整工艺、设备、操作、管理、生
4、产周期和费用等因素提供依据,以使系统所存在的危险因素能得到消除控制,使事故的发生减少到最低程度,从而达到最佳安全状态。安全系统工程就是应用系统工程的原理与方法,分析、评价及消除系统中的各种危险,实现系统安全的一整套管理程序和方法体系。,三、安全系统工程的概念,第二节安全系统工程的研究内容,一、研究对象人子系统;机器子系统;环境子系统。,二、安全系统工程的主要内容:系统安全分析充分认识系统的危险性;系统安全评价理解系统中的潜在危险和薄弱环节,最终确定系统的安全状况;安全决策与安全控制根据评价的结果,对照已经确定的安全目标,对系统进行调整,对薄弱环节和危险因素增加有效的安全措施,最后使系统的安全性
5、达到安全目标所要求的水平。,三、安全系统工程的研究方法,从系统整体出发的研究方法;本质安全研究方法;人机匹配法;安全经济方法;系统安全管理方法。,1、安全系统工程的优点:通过分析可以了解到系统的薄弱环节、危险性及可能导致事故的条件。通过分析和利用优化技术,可以找到子系统间达到最佳配合的最适方法,以期用最少的投资达到最佳的安全效果。不仅适用于工程,而且适用于管理。可促进各项标准的制定和有关可靠性数据的收集。可以迅速提高劳动保护者及安全人员的管理水平。,四、安全系统工程的优点及其应用,2、安全系统工程在安全工作中的应用大体经历了四个阶段:安全技术工作和系统安全分工合作时期;安全技术工作引进系统安全
6、分析方法阶段;安全管理引用安全系统工程方法阶段;以安全系统工程方法改革传统安全工作阶段。,四、安全系统工程的优点及其应用,3、安全系统工程的应用特点系统性:综合考虑,追求系统的总目标;预测性:预测系统存在的危险因素和风险水平;层序性:根据系统的时空两个跨度有序展开;择优性:系统危险控制方案的综合与比较;技术与管理的融合性:技术与管理方法有机地 结合。,四、安全系统工程的优点及其应用,第二章事故致因理论,第一节事故及其主要影响因素第二节事故的基本特征第三节事故模式理论第四节事故的预防原则第五节事故统计与分析,第一节 事故及其主要影响因素,一、事故及其分类事故的概念灾害:(1)自然灾害指人的能力无
7、法控制的自然事件,可采取的措施:减轻灾害防灾工程。(2)人为灾害由于人的管理或操作失误所造成的不幸事件,预防是可能的安全工程的主要研究对象。事故:是人们在实现其目的的行动过程中,突然发生的、迫使其原有目的的行动暂时或永远终止的一种意外事件。如生产事故、交通事故、医疗事故等。,工伤事故:企业的职工为了生产和工作,在生产时间和生产活动区域内,由于受生产过程中存在的危险因素的影响,或虽然不在生产和工作岗位上,但由于企业的环境、设备或劳动条件等不良,致使身体受到伤害,暂时地或长期地丧失劳动能力的事故。包括因工伤亡事故和非因工伤亡事故。,生产事故:是指企业在生产过程中突然发生的、伤害人体、损坏财物、影响
8、生产正常进行的意外事件。如设备事故、人身伤亡事故、险肇事故。,第一节 事故及其主要影响因素,事故分类事故构成要素:伤害部位、伤害种类、伤害程度。伤害部位包括:头、脸、眼、鼻、耳、口、牙、上肢、手、手指、下肢、足、脚趾、肩、躯干、皮肤、粘膜、内脏、血液、神经末梢、中枢神经等。伤害种类包括:挫伤、创伤、刺伤、擦伤、骨折、脱臼、烧伤、电伤、冻伤、腐蚀、听力损伤、中毒、窒息等。伤害程度包括:我国分为死亡、重伤、轻伤;国外分为死亡、丧失劳动能力(终止致残),部分丧失劳动能力(局部致残),暂时不能劳动、要医疗但不休工,无伤害等。,第一节 事故及其主要影响因素,事故类别:根据国家统计局和劳动部发出的通知,按
9、照伤害原因和状况,可将事故分为20类:(1)物体打击;(2)车辆伤害;(3)机器工具伤害;(4)起重伤害;(5)触电;(6)淹溺;(7)灼烫;(8)火灾;(9)刺割;(10)高处坠落;(11)坍塌;(12)冒顶片帮;(13)透水;(14)放炮;(15)火药爆炸(指生产、运输、储藏过程中发生的爆炸);(16)瓦斯爆炸(包括煤粉爆炸)等;(17)锅炉和受压容器爆炸;(18)其他爆炸(包括化学爆炸、炉膛、钢水包爆炸等);(19)中毒和窒息;(20)其他伤害(扭伤、跌伤、冻伤、野兽咬伤等)。,第一节 事故及其主要影响因素,表2-1 2002年我国工矿企业伤亡事故情况表,第一节 事故及其主要影响因素,按
10、伤害程度分类:我国分为死亡、重伤、轻伤。死亡:是指其损失工作日为6000日及以上,这是根据我国职工的平均退休年龄之和计算出来的。重伤:是指其损失工作日为105个工作日以上(含105个工作日),6000工作日以下的失能伤害。轻伤:是指其损失工作日为1个工作日以上(含1个工作日),105个工作日以下的失能伤害。受伤者暂时不能从事原岗位工作。,第一节 事故及其主要影响因素,根据事故严重程度进行分类:轻伤事故:仅发生轻伤的事故。重伤事故:仅发生重伤但是没有死亡的事故。死亡事故:一次事故中死亡1-2人的事故。重大伤亡事故:一次事故中死亡3-9人的事故。特大伤亡事故:一次事故中死亡10-29人以上的事故。
11、特别重大死亡事故:发生30人及以上的死亡事故,第一节 事故及其主要影响因素,按经济损失程度分类:一般损失事故:指经济损失小于1万元的事故;较大损失事故:大于1万元,小于10万元的事故;重大损失事故:大于10万元,小于100万元的事故;特大损失事故:大于100万元。,第一节 事故及其主要影响因素,按受损方式分类:火灾及爆炸事故:由可燃物质燃烧或爆炸引起破裂及崩塌事故:指高压容器破裂、钢丝绳断裂、构筑物或机械设备及装置倒塌等工业中毒事故:人体接触有毒物质或吸入有毒物质劳动伤害事故:如坠落、重物压伤、触电、跌倒引起的骨折、挫伤、烧伤、创伤等,第一节 事故及其主要影响因素,根据灾害等级划分:一般以县(
12、市)、区为单位进行:小灾:凡绝收面积在5000亩以下或倒塌房屋100间以下或 死亡10人以下。中灾:绝收面积在5000-20000亩或倒塌房屋100-500间或 死亡10-20人。大灾或特大灾:绝收面积在20000亩以上或倒塌房屋500 间以上或死亡20人以上。,第一节 事故及其主要影响因素,二、工伤事故的主要影响因素人的原因(包括操作工人、管理干部、事故现场的在场人员和有关人员等)人为失误的表现形式:未经许可进行操作,忽视安全,忽视警告;危险作业或高速操作;人为地使安全装置失效;使用不安全设备,用手代替工具进行操作或违章作业;不安全装载、堆放、组合物体;采取不安全作业姿势或方位;注意力分散,
13、嬉闹、恐吓等。产生不安全行为原因:缺乏安全知识和经验、注意力不集中、生理缺陷等。与人的素质、训练、教育有关,第一节 事故及其主要影响因素,物的原因(包括原料、燃料、动力、设备、成品、半成品等)主要包括:设备和装置的结构不良,材料强度不够,零部件磨损和老化;存在危险物和有害物;工作场所的面积狭小或有其它缺陷;安全防护装置失灵;缺乏防护用具和服装或有缺陷;物质的堆放、整理有缺欠;工艺过程不合理,作业方法不安全等。物的不安全状态是构成事故的基础。,第一节 事故及其主要影响因素,环境的原因:主要包括:自然环境异常:即岩石、地质、水文、气象等恶劣条件;生产环境不良:即照明、温度、湿度、通风、采光、噪声、
14、振动、空气质量、颜色等方面的直接原因不安全的环境是引起事故的物质基础。它是事故的直接原因。,第一节 事故及其主要影响因素,管理的原因:(管理的缺陷)主要包括:技术缺陷;劳动组织不合理;教育培训不够,工作人员不懂操作技术知识或经验不足,缺乏安全知识;人员选择和使用不当,生理或身体有缺陷等;没有安全操作规程或不健全,现场工作缺乏检查指导。管理上的缺陷是事故的间接原因,是事故的直接原因得以存在的条件。,第一节 事故及其主要影响因素,事故处置情况:对事故前的异常征兆是否能作出正确的判断和反应;一旦发生事故,是否能迅速地采取有效措施,防止事态恶化和扩大事故;抢救措施和对负伤人员的急救措施是否妥善。,第一
15、节 事故及其主要影响因素,表2-2 2002年我国工矿企业伤亡事故情况表(按事故原因),1、事故的因果性:事故是许多因素互为因果连续发生的结果(内部原因和外部原因,直接原因和间接原因,主要原因和次要原因)。,2002年月日上午时分,鸡西矿业集团城子河煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,死亡124人。,第二节 事故的基本特征,大量的事故调查、统计、分析表明,事故有其自身特有的属性。掌握和研究这些特性对于指导人们认识事故、了解事故和预防事故具有重要意义。,2、事故的偶然性:从本质上讲,事故的发生是一个随机事件,即使完全掌握了事故的原因,也不可能保证绝对不发生事故。这种偶然性表现在:,第二节 事故的基本特征,
16、对特定的事故,其发生的时间、地点、状态等均无法预测(如火灾等);事故是否产生后果,以及后果的大小如何难于预测;反复发生的同类事故并不一定产生相同的后果。,3、事故的必然性、规律性:事故是一系列因素互为因果,连续发生的结果。事故因素及其因果关系的存在决定事故或迟或早必然要发生。,第二节 事故的基本特征,必然性来自因果性,深入探查、了解事故因素关系,就可以发现事故发生的客观规律,从而为防止发生事故提供依据;事故的必然性中包含着规律性。既为必然,就有规律可循。,4、事故的潜在性:事故在未发生和造成损失之前,有一个孕育发展过程,这就是事故的潜在性。事故的潜伏性往往会引起人们的麻痹思想,从而酿成重大恶性
17、事故。,第二节 事故的基本特征,5、事故的再现性:如果没有真正地了解事故发生的原因,并采取有效措施去消除这些原因,就会再次出现类似的事故,即事故具有再现性的现象,但完全相同的事故是不会再次出现。,6、事故的预测性:事故是可以预测的。根据对过去事故所积累的经验和知识,以及对事故规律的认识,并使用科学的方法和手段,可以对未来可能发生的事故进行预测。,第二节 事故的基本特征,事故预测所要做的工作:在认识事故发生规律的基础上,充分了解、掌握各种可能导致事故发生的危险因素以及它们的因果关系;推断它们发展演变的状况和可能产生的后果。事故预测的目的:在于识别和控制危险,预先采取对策,最大限度地减少事故发生的
18、可能性。,1.事故模式理论:是人们对事故机理所作的逻辑抽象或数学抽象,是描述事故成因、经过和后果的理论,是研究人、物、环境、管理及事故处理这些基本因素如何作用而形成事故、造成损失的理论。几个世纪以来,人类主要是在发生事故后凭主观推断事故的原因,由于事故发生的随机性以及人们知识、经验的局限性,使得对事故发生机理的认识变得十分困难。,第三节、事故模式理论,事故致因理论是生产力发展到一定水平的产物。在生产力发展的不同阶段生产过程中出现的安全问题有所不同,尤其是随着生产方式的变化,人在生产中所处的地位不同,引起人们安全观念的变化,产生了反映安全观念变化的不同的事故致因理论。掌握事故致因理论有助于人们认
19、识事故本质,指导事故调查、事故分析及事故预防工作。,第三节、事故模式理论,事故模式理论的发展过程 在20世纪50年代以前,工业生产方式是利用机械的自动化迫使工人适应机器,一切以机器为中心,工人是机器的附属和奴隶。与这种情况相对应,人们往往将生产中的事故原因推到操作者的头上。1919年,英国的格林伍德(MGreenwood)和伍兹(HWoods)经统计分析发现工人中的某些人较其他人更容易发生事故。进而,在1939年,法默(Farmer)等人据此提出了事故频发倾向的概念。,第三节、事故模式理论,事故频发倾向是指个别人容易发生事故的、稳定的、的人的内在倾向。工厂中少数工人具有事故频发倾向,他们的存在
20、是工业事故发生的主要原因。1936年,美国人海因里希(WHHeinrich)在工业事故预防一书中提出了事故因果连锁理论,认为伤害事故的发生是一连串的事件按一定因果关系依次发生的结果,并用多米诺骨牌来形象地说明了这种因果关系。这一理论建立了事故致因的事件链的概念,为事故机理研究提供了一种极有价值的方法。,第三节、事故模式理论,第二次世界大战后,科学技术有了飞跃的进步,不断出现的新技术、新工艺、新能源、新材料及新产品给工业生产及人们的生活面貌带来了巨大的变化,也带来了更多的危险,同时也促进了人们安全观念的变化。科技的发展把作为现代物质文明的各种工业产品送到人们面前,这些产品产品中有些会威胁人的安全
21、制造厂家必须对其产品引起的事故完全负责消费品安全法人们对事故频发倾向的概念提出了新的见解。开始在事故预防中比较强调实现生产条件、机械设备的安全。,第三节、事故模式理论,1949年,葛登(Gorden)利用流行病传染机理来论述事故的发生机理,提出了“流行病学方法”。按照流行病学的分析,流行病的病因 有3种,即当事者的特征;环境特征;致病媒介特征。同样对于事故,一要考虑人的因素,二要考虑环境的因素,三要考虑引起事故的媒介。这种理论比早期事故致因理论有了较大的进步,明确地提出了事故因素间的关系特征,认为事故是几种因素综合作用的结果,并推动了关于上述三种因素的研究和调查。,第三节、事故模式理论,196
22、1年由吉布森(Gibson)提出,并由哈登(Hadden)引申的能量转移论,是事故致因理论发展过程中的重要一步。该理论认为,事故是一种不正常的、或不希望的能量转移,各种形式的能量构成了伤害的直接原因。因此,应该通过控制能量或控制能量载体来预防 伤害事故,并提出了防止能量逆流人体的措施。1969年由瑟利(JSurry)提出的瑟利模型,以人对信息的处理过程为基础描述了事故发生的因果关系。该理论认为,人在信息处理过程中出现失误从而导致人的行为失误,进而引发事故。,第三节、事故模式理论,1970年海尔(Hale)“海尔模型”,1972年威格里沃思的“人失误的一般模型”,1974年劳伦斯(Lawrenc
23、e)提出的“金矿山人失误模型”,以及1978年安德森等人对瑟利模型的扩展和修正等,都从不同角度探讨了人失误与事故的关系问题。1972年,本纳(Benner)提出了扰动起源事故理论,即P理论,指出在处于动态平衡的系统中,是由于“扰动”的产生导致了事故的发生。此后,约翰于1975年提出了“变化-失误”模型,塔兰茨()在1980年介绍了“变化论”模型,佐藤吉信在1981年提出了“作用-变化与作用连锁”模型,都从动态和变化的观点阐述了事故的致因。,第三节、事故模式理论,20世纪80年代初期,人们又提出了轨迹交叉论。该理论认为,事故的发生不外乎是人的不安全行为和物的不安全状态两大因素综合作用的结果,即人
24、、物两大系列时空运动轨迹的交叉点就是事故发生的所在。预防事故的发生就是设法从时空上避免人、物运动轨迹的交叉,使得对事故致因的研究又有了进一步的发展。博德在海因里希事故因果连锁的基础上,提出了反映现代安全观点的事故因果连锁管理失误论。亚当斯(Edward Adaams)事故因果连锁模型现场失误北川彻三的事故因果连锁理论基本原因:管理、学校教育、社会或历史原因。,第三节、事故模式理论,目前,世界上有代表性的事故模式理论有:因果连锁模型、多米诺骨牌模型、综合模型、系统理论模型、轨迹交叉模型、人为失误模型、生物节律模型、事故突变模型、能量意外释放论、能量转移理论、管理失误论等。值得指出的是,到目前为止
25、,事故致因理论的发展还很不完善,还没有给出对于事故致因进行预测、预防的普遍而有效的方法。某个事故致因理论只能在某类事故的研究、分析中起到指导或参考作用。,第三节、事故模式理论,2.常用的事故模式:1)事故因果类型:(1)连锁型:任何一种可预防的事故的发生都是一连串事件在一定顺 序下所产生的结果。连锁型,(2)多因致果型:多种各自独立的原因在同一时间共同导致事故的发生 多因致果型,瓦斯爆炸,(3)复合型:某些因素连锁,某些因素集中,互相交叉,复合造成事故。2)多米诺骨牌理论:伤亡事故的发生是一连串事件,按一定顺序互为因果依次发生的结果。,多米诺骨牌模型利用概率计算:PA0=PA1PA2PA3PA
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