安全系统工程概述第三章

危险物品管理任课教师： 王婷安全系统工程 *参考书目 安全系统工程 ,林伯泉、张景林主编，中国劳动社会保障出版杜， 2007年 安全系统工程 ,徐志胜主编，机械工业出版杜， 2007年 安全系统工程 ,左东红 贡凯青 编著 ,化学工业出版社 ,2004年 安全系统工程 ,张景林、崔国璋主编，煤炭工业出版杜，2002年 安全系统工程 ,汪元辉主编 ,天津大学出版社 ,1999年 安全原理与危险化学品测评技术 , 刘荣海、陈网桦、胡毅亭主编，化学工业出版社， 2004年 安全科学原理 ,金龙哲、宋存义 主编，化学工业出版社，2004年 安全科学原理 ,李树刚 主编，西北工业大学出版社， 2008 年危险物品管理*引 论一、安全问题的提出 安全存在于人类活动的各个领域； 产业安全问题，总是伴随着某项产业的开始、发展而提出并逐步实现的； 安全是人类的基本需要之一。按照美国心理学家马斯洛 (Maslow)的五层次需要论（ 温饱、安全、爱、尊重、自我实现 ） ，除了人的基本生理需求，第二层次就是安全需要，即属于人及其群体生存与发展的基本条件和保证。 总之，安全问题随人类的产生而产生，但人们真正主动地去认识和研究安全，却经历了漫长而艰难的过程。二、安全科学的发展历程 原始阶段 近代安全科学 现代安全科学1、安全科学发展的原始阶段 人类历史的早期，人们对安全的需求只体现为求生、保健的本能。有了狩猎、畜牧、农耕、矿产等活动后，为了防止野兽、环境、生产工具的危害，人们不得不注意自我保护，研究和掌握一定的安全技术，这只能算是安全科学的原始阶段。 2、近代安全科学的发展 十八世纪，以蒸汽机 (1765年 )为代表的大机器生产时代从英国发起 人们称之为工业革命。它将人类文明和生产力的发展带入了一个新的时代。从此，社会财富大量增加，人们也告别了原始的劳动工具。 这种生产力的发展，引起了一个影响巨大的负面效应。即事故增多，而且由于能量的集中，发生破坏性大、伤亡严重的事故的机会大大增加。 用现在比较时髦的话讲即 “群死群伤 ”。1)近代安全科学兴起的几个重要领域 十九世纪四十年代，电的应用进一步推动了产业革命的发展，同时又提出了如何防止电器伤人与电器火灾等安全问题。 化学工业的发展，带来了一系列的化工安全问题。即使到科学技术高速发展的今天，化工行业仍然是安全科学研究的重要领域。 军事工业的发展也将安全问题推到了历史舞台的最前沿。 2）近代安全科学的代表性进步 “安全第一 ”口号的提出 (1906年美国 U.S.钢铁厂厂长格里 )； Heinrich提出 1:29:300原则的提出； 各行业安全技术和管理体系的建立； 各种防护措施和装置的改进等； 事故致因理论的发展和进步。 3)近代安全科学发展中存在的问题 主要着眼于一些局部或单元； 方法的使用上还主要是直观的，片面的和事后处理的； 从总体上看，尚处于单学科研究的局部认知阶段。 3、现代安全科学技术的发展 二次世界大战后，特别是二十世纪六十年代后，新技术革命时期的出现，推动了各产业特别是知识产业的迅猛发展 ； 系统工程、信息论、控制论的理论和方法与计算机技术的结合并应用于规划、设计、组织和管理的产业全过程，使生产规模更加大型化、机械化、连续化和自动化，并最终导致了其复杂化 ； 形成了 “人 机器 ”和知识密集、能量密集、财富密集的 “三密集 ”态势。 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 MIL-STD-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。 三、安全科学的学科体系 1974年，美国南加州大学安全及系统管理学院就提出了安全科学的命题，并创办了 “安全科学文摘 ”。 1981年，前西德人 A. Kuhlmann(库尔曼 )出版了德文专著 安全科学导论 ，成为安全科学的奠基和经典之作。 1992年 11月 1日，国家技术监督局批准了中国国家标准 GB/T-13745-92即 学科分类与代码 ，其中将安全科学技术设为一级学科，下设五个二级学科，二十九个三级学科，将其与环境科学与技术，管理学并称为三个综合性一级学科。 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。 五、安全科学与技术研究的本质问题 安全科学就是要研究技术应用中各种可能出现的危险所产生的问题； 安全科学与技术反映了作为系统要素的人、机、物、环境及其关系协调发展与适应的问题； 安全科学与技术的另一个本质问题就是要研究产业安全中安全与安全性大小的问题。安全科学与技术的目的 安全科学的最终目的，是将应用现代技术所产生的任何损害后果 (Damaging Effects)控制在绝对的最低限度内，或将其保持在可容许的限度内。 六、相关概念和术语1、安全观的树立 在现代安全科学技术中，安全观占有非常重要的地位。我们必须树立正确的安全观，这不仅是因为安全已渗透到国民产业的方方面面，更重要的是它与人们的切身利益息息相关，而且国家安全形势与国民的安全意识密不可分。 “不自己伤害自己，不伤害别人，不被别人伤害 ”可谓安全观的一种具体体现。 无危为安，无损为全。 2、安全与安全度 安全： 不发生死伤、职业病、设备或财产损失的状况。 安全度：即安全的程度。 危险 (hazard或 danger) ： 可能导致意外事故的现有或潜在的状况。 危险度 (risk)：危险度 =危险可能性或概率 危险严重度。 3、事故与灾害 事故是个常见词 (fault， accident， mishap)，其定义为：造成人员伤亡、职业病、设备损坏或财产损失的一个或一系列意外事件。 灾害 disaster=fault+lost，即有损失的事故。 4、安全与危险的关系 安全与危险的关系是辨证的，既对立又统一。还有人将其关系描述为 “模糊的 ”。 S=1-D1表示全集， D表示全集中的危险因素集合， S可表示全集中安全因素的集合 安全与危险的 矛盾共存与相互变迁的辨证统一 、模糊性和限度 以及 潜在危险变为显现事故的随机性 ，是当代安全科学技术理念和传统的安全观念的一个很大的不同和进步。 5、安全指标 一个系统不存在绝对的安全或危险，但当危险性降低到某种程度 (如被人们所接受 )时，就可以认为是安全的了。要达到这一目的，制定出这一可接受程度就显得非常重要了。由此，人们提出了安全指标以作为安全目标管理的科学依据。如我国目前常用的安全指标有：千人死亡率，万人死亡率，百万吨煤死亡率等。英国帝国化学公司在1971年提出的 FAFR(Fatal Accident Frequency Rate)值等。 6、本质安全的内涵 本质安全一名词目前尚无公认定义，但系统绝对的本质安全化 (intrinsic safety)有如下一种解释： 人若能对危害因素具有绝对的抵御能力，或物 (机、环境 )绝对不会造成危害，或它们之间的关系能在时空、能量上不发生任何危险性联系，结果都是安全的。 本质安全的具体体现可归纳如下 人员受到良好培训，具有良好的知识、技能、应急反应能力等综合素质； 所处理的物料具有良好的安全性能； 所有设备均具有完备的安全和冗余设计； 创造舒适的工作环境，充分发挥人、机、物的能力； 工艺过程无害化，安全化； 科学、严密的安全管理。第一章 安全系统工程概论第一节 基本概念一、系统1、系统的发展 古代关于系统的描述 Aristotle (亚里士多德 ); Democritus(德谟克利特 ); Lao zi(老子 ); Zhang Heng(张衡 ); 黄帝内经。 15 世纪，机械、物理、化学、生物开始作为独立学科出现 19 世纪，很多自然学科著名理论使人们逐渐了解系统，比如 : Darwinism(进化论 ) etc. Conversation Law(守恒定律 ) 20世纪，随着生产力的飞速发展，我们开始思考一些问题，比如： 如何解决复杂巨系统的问题 如何研究社会的经济管理问题等等为解决以上这些问题，系统科学开始出现。 上世纪 40年代到 60年代，很多著名理论被应用于工业，比如： Von Bertalanffy 一般系统论 Operational Research 操作研究 N. Weiner Cybernetics 控制论 Informatics (Information science)信息科学 Management Science etc.管理科学 上世纪 70年代到 80年代，系统科学飞速发展，形成了很多经典理论，比如： 1969, I. Prigogine from Belgium: Dissipative structure theory 耗散结构理论; 1969, H. Haken from Germany: Synergetics 协同学 1979, M. Eigen: Hypercycle theory 超循环理论 .etc. 上世纪 80年代以后，其他领域的发展推动了系统理论的进步，特别是非线性理论和复杂性研究。2、系统有关定义 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。 钱学森教授对系统的概念作了如下定义：系统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。3、系统的特点Unity 整体性Relativity 相关性Objective, Goal & Function 目的性和功能性Adaptability to the Environme