安全系统工程课件第一章安全系统工程概论

安全系统工程 Safety System Engineering Date 1课程简介安全系统工程是消防工程专业的必修专业基础课，使系统工程的重要分支。安全系统工程的任务是采用系统工程的方法，识别、分析、评价系统中的危险性，并据此调整设备、工艺、环境、材料等安全技术问题和改善安全管理，解决生产、使用、贮存和运输环节中的安全问题，预防伤亡事故和经济损失发生。课程总学时 32学时，主要讲授下面六章的内容：第一章 安全系统工程概论第二章 系统安全定性分析第三章 系统安全定量分析第四章 系统安全评价第五章 系统安全预测与决策第六章 典型事故影响与计算补充内容 事故致因理论，事故法则等通过这门课的学习，使学生了解安全系统工程的基本知识、现代安全科学的新概念、新理论和新技术，为今后学习其它专业课程打基础。Date 2课程在培养方案中的地位、目的和任务安全系统工程是在数、理、化、机、电等学科知识的基础上开设的一门技术基础课。它将基础知识与专业知识综合应用，把技术学科和管理学科有机结合在一起，并把它们联系起来以解决错综复杂的安全课题。安全系统工程的任务是采用系统工程的方法，识别、分析、评价系统中的危险性，并据此调整设备、工艺、环境、材料等安全技术问题和改善安全管理，解决生产、使用、贮存和运输环节中的安全问题，预防伤亡事故和经济损失发生。Date 3课程的基本要求1. 了解安全系统工程学的研究内容与任务及其现状与发展趋势；2. 熟练掌握各种系统安全分析方法及其在安全工程中的应用；3. 掌握各种安全评价方法及其应用；4. 了解系统安全模糊决策；5. 掌握典型事故影响模型与计算；Date 4课程的基本要求1. 了解安全系统工程学的研究内容与任务及其现状与发展趋势；2. 熟练掌握各种系统安全分析方法及其在安全工程中的应用；3. 掌握典型安全评价方法及其应用；4. 了解系统安全预测与决策；5. 掌握典型重大事故后果的影响模型与分析计算；Date 5参考文献：1、专著 汪元辉。安全系统工程 。天津：天津大学出版社， 1999。 肖爱民。安全系统工程学。北京：中国劳动出版社， 1992。 沈斐敏。安全系统工程理论与应用。北京：煤炭工业出版社，2001。 冯肇瑞，邱少贤，崔国璋。安全系统工程。北京：冶金工业出版社， 1993。 吴穹，许开立。安全管理学。北京：煤炭工业出版社， 2002。Date 6国家经贸委安全科学技术研究中心等编。中国职业安全健康管理体系内审员培训教程。北京：冶金工业出版社， 2002。编国家安全生产监督管理局。安全评价。北京：煤炭工业出版社， 2002。2、期刊 中国安全科学 、 中国安全生产与健康 、 安全与环境工程 、 工业安全与环保 、 safety science 、 J. of Safety Research 、 Accident Analysis and Prevention 、 Reliability Engineering and System Safety 及 其他有关大学的学报。3、网站Date 7 美国 美国www.safetynews.co.uk （ 英国）www.ccohs.ca 加拿大Date 8第一章 安全系统工程概论重 点 ：准确理解系统与系统工程、安全与系统安全、安全系统工程，系统安全分析、安全评价和安全措施和人 -机 -环境系统等基本概念。难 点 ：准确理解系统与系统工程、安全与系统安全、安全系统工程，系统安全分析、安全评价和安全措施和人 -机 -环境系统等基本概念。安全系统工程Date 9引言 -安全系统工程研究的重要意义一、我国的安全工作任重道远1、安全生产纳入国家科技发展规划安全生产作为保护和发展社会生产力、促进社会和经济 持续健康发展 的基本条件，是社会文明与进步的重要标志和全面建设小康社会的本质内涵。也是提高国家综合国力和国际声誉的具体体现。 党的十六大提出要 “ 高度重视安全生产，保护国家财产和人民生命的安全 ” 。因此，按 “ 安全第一、预防为主、综合治理 ” 的方针，国家安全生产监督管理总局提出了 2004-2010年安全生产科技发展规划 ，包括： 8大安全生产基础理论研究重点领域 （安全生产的哲学、社会学基础 ， 安全生产科学的基本理论、矿山重大灾害事故致因机理及动力学演化过程、工业典型事故发生机理、动力学演化过程及其相关数学、力学、热 物理问题，工程建设安全生产基础理论、安全经济及管理理论、安全生产长效机制理论等，计划投入资金 8000万）、 Date 1060个优先发展的重大安全科技研究方向 （包括危险源辨识与评价、灾害与事故的监测、灾害与事故预警、灾害与事故防治、应急救援、事故调查与分析处理、安全管理等方面，计划投入资金 12亿）、 100项重点推广技术（如煤矿山煤瓦突出，非煤矿山大面积地压控制，石化及危险化学品的作业环境有毒有害物质的分析及作业环境状况评估技术，地区、行业小型企业过程化安全管理模式，灾害环境的可视化技术 ，建筑施工现场安全管理和安全环境评价指标体系等，投入资金 3500万 ） 、 8项安全技术示范工程 （重大危险源监控技术示范工程，安全奥运技术示范工程，安全三峡技术示范工程，以风险分析和控制为基础的石油化工设备完整性管理技术RBI和和 RBM示范工程，运输车辆、船舶和高速铁路安全监控技术示范工程，城市主要生命线安全技术示范工程，煤矿瓦斯灾害综合防治技术示范工程，矿山安全监测及信息化技术示范工程等，计划投入资金 1.2亿）、 6个安全生产科技支撑平台 （ 科技研发平台，检测检验与物证分析平台，技术推广与服务平台，法规标准平台，信息共享平台，智力资源平台，计划投入资金 5.5亿 ） 等 。Date 112、 安全生产是企业提高市场准入能力的先导安全事故的发生导致企业的生产成本大大增加！当前， 发 达国家一直努力把包括 劳 工 标 准在内的有关内容 纳 入世界经济贸 易体系 中，把 安全生 产问题 与国 际贸 易挂 钩 ，形成 实 施上的 非关税 贸 易壁 垒 。加入 WTO后， 国际职业安全健康标准一体化的强烈要求，也使得我国安全生产工作面临更大的挑战。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）Date 123、 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%。Date 13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。就全国非煤矿山来说，据初步统计， 2006年 16 月份全国金属与非金属矿山共发生死亡事故 1011起 ，死亡 1166人 。其中，发生一次死亡 39人的 重大事故 41起 ，死亡 141人 。我国职业危害也十分严重。有 50多万个厂矿 存在不同程度的职业危害，接触 粉尘、毒物和噪声 等职业危害的职工在 2500万人以上 。近年来，每年新发职业病例数均在万例以上，且逐年上升，增长率超过 10%。根据卫生部的统计，截至 2002年底，全国累积发生尘肺病人 581377例 ，疑似尘肺者 60多万例 ，每年 约 5000人 因尘肺死亡。全国有 1000万工人 在高噪声环境下工作，其中 约 100万人 患有不同程度的听力损失疾病。每年发生各类急性职业中毒事故 200多起 。Date 14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！Date 151.1 系统论简介1.1.1系统的定义我国科学家 钱学森 对系统的定义为： “ 把极其复杂的研究对象称为系统，即 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 ，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。 安全系统工程Date 16安全系统工程1.1.3系统的特征：从系统的定义可以看出系统具有 整体性、目的性、有序性、相关性、环境适应性、动态性 等六个基本特征。（ 1） 整体性 。系统是由两个或两个以上相互区别的要素（元件或子系统）组成的整体，而且各个要素都服从实现整体最优目标的需要。构成系统的各要素虽然具有不同的性能，但它们通过综合、统一（而不是简单拼凑）形成的整体就具备了新的特定功能，就是说，系统作为一个整体才能发挥其应有功能。所以，系统的观点是一种整体的观点，一种综合的思想方法。（ 2） 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。要达到系统的既定目的，就必须赋予系统规定的功能，这就需要在系统的整体个生命周期，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。Date 17（ 3） 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。这种系统的分割形式表现为系统空间结构的层次性。别外，系统的生命过程也是有序的，它总是要经历孕育、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。系统的分析、评价、管理都应考虑系统的有序性。（ 4）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。即系统的各元素不仅都为完成某种任务而起作用，而且任一元素的变化也都会影响其他任务的完成。有些要素彼此关联，有些要素相互排斥，有些要素则互不相干。例如生产班组管理系统的人员增加或减少，就会影响到设备装置、工时安排的改变。 Date 18（ 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。另一方面，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。（ 6） 动态性 。世界上没有一成不变的系统。系统不仅作为状态而存在，而且具有时间性的程序。整个人类社会和自然环境的运行中，系统中的各个元素、子系统，都是随着时间的改变而不断改变的。 Date 191.2.2系统工程的定义系统工程 是对系统进行合理规划、研究、设计和运行管理的思想、步骤、组织和技巧等的总称，它是以实现系统最优化为目的的一门基础科学，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法 。这个定义表示 ： 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 ； 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 ； 系统工程 对所有系统都具有普遍适用性 。这种方法论的基础就是系统分析的观点，即一种 “ 由上而下 ” 、 “ 由总而细 ” 的方法。它不着眼于个别单元的性能是否优良，而是要求巧妙地利用单元间或子系统之间的相互配合与联系，来优化整个系统的性能，以求得整体的最佳方案 。Date 201.4 安全系统工程1.4.1基本概念1安全与危险安全，是指免遭不可接受危险的伤害。它是一种使伤害或损害的风险限制在可以接受的水平的状态。安全程度用 安全性指标 来衡量。危险，是指存在引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能能力的状态。 安全是相对的，危险是绝对的。Date 21安全的属性（补充内容）n安全的自然属性n安全的社会属性Date 22可从两个方面讨论 :其一， 安全是人的生理与心理需要，或者是由生命及生的欲望决定了的自我保护意识，这是天生的， 是安全存在的 主动因素。其二，安全是人类对天灾的无奈以及新陈代谢、生老病死的规律不可抗拒，使人们不得不把生命安全经常提到议事日程，这虽然是 被动因素 ，但它与前一个主动因素相结合，就决定安全是自古以来人类生活、生存、进步的永恒的主题。安全的自然属性（ natural property of safety）Date 23可以从政治、经济和社会环境三个方面进行讨论：n政治方面：自从人类有组织活动以来，社会安定、有序、进步始终是各社会阶段追求的目标，而这一目标实现的重要标志之一就是安全， 这是社会促进安全的主动因素。 但是，人类的社会活动，例如 :政治、军事、文化、社交，有的对安全直接起破坏作用有的间接影响着安全。安全的社会属性(social property of safety)Date 24安全的社会属性(social property of safety)n经济方面：人类的经济活动，例如：生产活动、高技术灾害 (化学品致灾、核事故隐患、电磁环境公害、航天、航空事故 )、交通灾害，是自人类开展经济活动以来就存在的突出的安全问题。n环境问题：如今更加突出的一个安全问题是环境问题。因此，世界职业安全卫生大会上，与会专家指出：向 21世纪人们提出的挑战性问题是 “ 环境、安全、健康问题 ” ，是一个严重影响国民经济可持续发展的大问题。Date 252安全标准技术、资金等因素的制约，危险是不可能完全杜绝的。 安全标准实际上是一个社会各方面可以接受的危险度。确定安全标准的方法有 统计法和风险与收益比较法 。1.4.2 安全系统及其特点1安全系统的概念安全系统是以人为中心，包括安全工程、卫生工程技术、安全管理、人机工程等部分组成，以消除伤害、疾病、损失，实现安全生产为目的的有机整体，它是生产系统的一个重要组成部分。2安全系统的特点系统性 开放性 确定性与非确定性 有序与无序的统一性 突变性或畸变性。Date 263安全的动力学特征安全系统是物质系统。安全系统既可能是自组织的，也可能是被组织的，也可能是两者兼而有之。对安全来说，所谓外界的特