安全系统工程课件 张景林共93页文档

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3、我国当前的安全生产形式不容乐观
以2006年计，全国发生各类事故126余万起，死亡人数近16万，每天 平均死亡400余人；平均每天发生8.6起一次死亡3～9人重大事故，每周发 生3.5起一次死亡10人以上特大事故，每月发生1.5起一次死亡30人以上特 别重大事故。
工矿企业中，以煤矿安全生产形势最为严峻，事故起数与死亡人数分 别占全国工矿企业总数的31.12%和46.87%，一次死亡10人以上特大事故分 别占全国工矿企业的86.15%和86.31%。
危险化学品的安全管理也不容乐观，2006年，全国发生化学事故592 起，死亡1551人，同比均有增加。
道路交通事故呈逐年上升趋势，2006年，共发生交通事故773137起， 死亡109381人，同比分别上升2.4%和3.3%。
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更应注意的是，2006年事故死亡人数超过5000人以上的10个省基本都是 经济大省，其中8个省的事故死亡人数增加幅度超过GDP的增长幅度。
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联合国秘书长指出，因工伤和职业病造成的经济损失相当于全球GDP的4%。 中国工程院的研究报告表明，我国每年因各类事故造成的经济损失在1500 亿元（约占GDP的2%）以上。
由此可见，我国的安全工作任重道远！必须常抓不懈！
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1.1 系统论简介
1.1.1系统的定义
要加大我们的企业在国际市场上的竞争能力，应严格按照ISO9001（ 质量标准管理体系）、ISO14001（环境标准管理体系）、OHSMS18001（职 业安全卫生管理标准体系）进行生产。否则，安全生产有可能成为影响我 国企业参与国际市场竞争的潜在因素！而要做好职业安全卫生管理工作， 则必须要以现代安全系统工程的原理和方法为指导！（人、机、环境和管 理）

现代安全科学与技术的主要内容
• • • • 安全哲学——安全观 安全基础科学——安全学 安全技术科学——安全工程学 安全工程技术——安全工程
四、安全科学技术的功能
• 其一个独特的功能是获取和总结有关知识，并将 有关发现和获得的知识引入到安全工程中来，尽 可能回答公众提出的安全技术问题； • 安全科学是一门跨学科，与多个学科相互渗透的 科学，数学的发展和计算手段的不断进步为安全 科学提供了有效手段，如概率论，控制论，非线 形系统分析等都为安全科学探寻规律提供了有力 的工具。
现代安全科学技术发展的典型事例
• 20世纪50年代后期，为解决弹道导弹与核武器运载火箭研 制中出现的多次重大事故，美国将系统安全分析和安全系 统工程引入军事研究；并于1969年7月发布美军标准MILSTD-882； • 1965年，美国Bone公司与华盛顿大学共同主持召开了系 统安全性学术研讨会，此间以Bone公司为中心的航空产 业开发了安全性和可靠性分析及设计方法，并用于导弹和 超音速飞机的安全性评价，证明是有效的； • 1974年美原子能委员会发表了关于原子能发电站危险性 (或风险评价)的Rasmusson(拉姆逊)报告，这可以说是当 时集FTA和ETA之大成的工作。
2、系统有关Βιβλιοθήκη 义• Webster大辞典：有组织的或被组织化的整体，是 形成集合整体的各种概念、原理的综合，是以有规 律的相互作用或相互依存形式结合起来的对象的集 合。 • Bertalanffy:相互作用的诸要素的综合体。 • R. L. Ackoff:系统是由两个或两个以上相互联系的 任何种类的要素所构成的集合。 • 日本JIS标准：许多组成要素保持有机的秩序向同 一目的行动的集合体。 • 苏联大百科全书：一些相互关联与联系之下的要素 组成的集合，形成一定的整体性和统一性。

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 安全系统工程 业出版社 安全系统工程 业出版社 安全系统工程 徐志胜 机械工业出版社 张景林，崔国璋 煤炭工 丁肇瑞，崔国璋
罗云
冶金工
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。
主要内容：
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
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
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-STD882C。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。
道格拉斯系统安全三命题： 不可能彻底消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。

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”。
系统工程的基本观点
基本观点
全局的 观点
总体最优 化的观点
实践性 的观点
综合性 的观点
定性和定 量分析相 结合的观点
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。
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
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 安全系统工程 业出版社 安全系统工程 业出版社 安全系统工程 徐志胜 机械工业出版社 张景林，崔国璋 煤炭工 丁肇瑞，崔国璋
罗云
冶金工
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。

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(5) 环境适应性 系统是由许多特定部分组成的有机集合体,而这个集 合体以外的部分就是系统的环境。
系统对环境的作用：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、能量和信息,然后再提供给环境。
环境对系统的作用： 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,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。研究系统时,必须重视环境对系统的影响。
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系统工程是20世纪50年代发展起来的一门新兴科学, 它是以系统为研究对象,以现代科学技术为研究手段,以系
统最佳化为研究目标的科学技术。它是发展很快、应用很
广的一门管理科学,它的广泛应用为管理学的发展 ,为各
行各业、各个领域管理现代化提供了基本理论和方法。
6、系统工程所属各子学科的命名
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二、可靠性、可靠度、可靠性工程
可靠性工程就是研究系统可靠性的工程技术。
可靠性工程要解决的是如何提高系统可靠度,使系 统在其寿命周期内正常运行,圆满完成其规定功能的问 题。
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三、安全系统与安全系统工程
1、对安全的理解和认识
安全是人们经过抽象思维确定的一个概念或理念。
目前所见到的文献的严密性; 二是安全一词太大众化了, 以致不管人们如何下定 义,都很难包容一般意义上的安全理念的内涵。
法和研究内容； 3、安全系统工程的发展历史与趋势； 4、安全系统工程的应用特点。
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基本要求：
1、理解基本概念、了解安全系统工程与系统工
程、可靠性工程的关系，安全系统工程的目标、研
究内容、研究方法；
2、了解安全系统工程的发展历史与现状；

第二章 事故统计
二、事故统计分析的数学原理 事故统计分析的基础就是概率论用数理统计这一数学基础。 1、事故发生的随机性质
2、事故的统计分布
（1）均匀分布 对于连续型随机变量。当其事故概率的密度函数具有下述形式时， 则称为均匀分布：
f ( x) A ，当 x1 x x2 时 f ( x) 0 ，当 x x1 或 x x2 时

抓好未遂事故的统计管理，对未遂事故认真分析，才能发 现更多的事故隐患，才能真实地反映出作业环境的危险程 度。如果说某一作业危险性、事故频率高，其中就包括发 生过多起未遂事故，如果忽视未遂事故统计，所得到的结 论也是片面的。因此，抓未遂事故统计是对一切潜在危险 做正确判断和评价的依据。
第二章 事故统计
4、伤亡事故的统计图表 常用的有柱状图、折线图、平面图、玫瑰图等。 （1）柱状图
伤亡事故类别主次图（柱状图）
（2）折线图 常用的折线图有事故趋势图和事故管理图。
事故发生趋势图
伤亡事故管理图
（3）其他分析图
事故分析平面图
事故分析玫瑰图
5、伤亡事故统计分析中应注意的问题
（1）坚持实事求是的原则
f (0) e


0
0!
0.0126
（2）每月内发生伤亡事故次数不超过3次的概率为：
F (3) f ( x) e
x 0 x 0 3 3

x
x!
0.3638
第二章 事故统计
5）正态分布 生产过程中的事故统计，很多结果服从于正态分布形式。当观测次 数非常大时，二项式分布也趋于正态分布。 正态分布是在平均值（数学期望）附近对称的分布，其概率密度函 数为：
第二章 事故统计

2、主要影响因素：
（1）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；不安全地装载、堆放、组合物体；采取不安全的作 业姿势或方位；注意力分散，嬉闹、恐吓等。
产生不安全行为的原因：缺乏安全知识和经验、注意 力不集中、生理缺陷等。
（2）物的原因：包括原料、燃料、动力、设备、成品、 半成品等
物的不安全状态是构成事故的基础，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。
重伤 75
6
42
97
187
15
50
136 103
211
2、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人及10人以上的事故。 特别重大死亡事故：发生30人及以上的死亡事故
1332
1070
56
253
6
85
三、事故的主要特征：
2002年６月２０日上午９时 ４５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。
事故的特征主要包括： 事故的因果性，事故的偶 然性、必然性和规律性， 事故的潜在性、再现性和 预测性。
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）。

《安全系统工程》第3章
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2023/5/13
《安全系统工程》第3章
第三章 危险源辨识
危险源的定义：在触发因素的作用，可使其导致事故的具有能量的物质与行为称 为危险源，具有能量的物质称为固有危险源，具有能量的行为称为人为危险源。
危险源是事故发生的前提，是事故发生的能量主体。 只有识别生产•过。程中的各种具有能量的物质与行为，分析这些能量转化为事故的 转化过程及转化条件、触发因素，才能控制这种具有能量的物质与行为不至于逸散 和失控，才能使危险源不至于转化为事故。 因此，危险辨识是安全系统工程的重要内容，是系统安全分析、评价与控制的基 础，它对于有效地控制作业场所和企业生产过程中潜在的危险因素，确保职工在生 产过程中的安全和健康，保证企业生产顺利进行都具有十分重要的意义。
三、
•过去事故 类别
•潜在事故 类别
•触发 因素
•触发 因素
•现实危 险源
•潜在危 险源
•某类事 故的危 险源
•图3-2 危险源辨识途径
四、危险有害因素辨识方法
•第二节 危险源辨识途径
选用哪种辨识方法要根据分析对象的性质、特点、寿命的不同阶段和分析人员的知识、经 验和习惯来定。常用的危险、有害因素辨识方法有直观经验分析方法和系统安全分析法。 1.直观经验分析方法
所谓固有危险源指物和环境因素，而物的概念是广义 的。所谓人为危险源，指危险行为及管理失误或差错。 这些危险源可能是已知的，也可能是未知的。对于未知 的危险源，我们称其为潜在危险源。潜在危险源需要调 查研究、分析判断，才能确定。
二、危险源的类型
二、危险源的类型
•第二节 危险源辨识途径
1、固有危险源
固有危险源分为：化学危险源、物理危险源、机械危险源、电气危险源和土建设施危 险源，其危险物质与可能的事故见表3-1所示。P25

这是因为安全系统目标的多元化,以及安全目标的 极强相对性、时间依赖性与其理想化理念很难协调,所 以安全系统的目标解是具有一定灰度的满意解或可接受 解。
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(2) 开放性。安全系统是客观存在的。这是因为安 全系统是建立在安全功能构件的物质基础之上。但同时 安全系统总是寄生在客体(另一个系统)中。
在处理方法上,如果把客体看成一个黑匣子,安全系 统是通过客体的能量流、物流和信息流的流入一流出的 非线性变化趋势,确认安全和事故发生的可能性,因此安 全系统具有开放性特点。
b.人－机－环境的复杂系统,其典型的因素及其关系 可如图1-1所示。
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图1-1 安全系统典型的组成因素及其关系图
人--机--环境的提法是考虑了安全问题的空间跨 度和时间跨度两个方面。如此说来,即便是一台设备, 如果把它的制造安全与使用安全考虑进来,也仍然是人-机--环境的复杂系统。
c.安全系统的目标不是寻求最优解。
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三、方法技巧
3 资料收集
加强课后的相关资料收集，特别是查找存 在疑问的知识点或感兴趣的资料，可以弥补课 堂内所没有的内容，深化了知识点的学习。
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三、方法技巧
4 理论联系实际
将安全系统工程中的理论与实际的工程项目 联系起来，与实际的安全技术问题联系起来，有 目的的分析研究问题。
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1 重点
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4、系统的功能结构 为了实现系统自身的正常运行和功能，系统需要以一 定的方式构成，应具有保持和传递能量、物质和信息的特 征。系统种类繁多，根据控制论观点，系统由三部分组成， 即输入、处理和输出。
输入
处理
输出
反馈
系统功能结构示意图
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5、系统工程概念 系统工程是组织管理系统的规划、设计、制造、试验 和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的 科学方法。 ①系统工程属工程技术范畴,主要是组织管理各类工 程的方法论,即组织管理工程; ②系统工程是解决系统整体及其全过程优化问题的工 程技术; ③系统工程对所有系统都具有普遍适用性。