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安全系统工程第二章 危险性预先分析PRELIMINARY HAZARDANALYSIS樊运晓1危险性预先分析危险性预先分析1.2.3.4.5.概述危险性分析方法危险性预先列表危险性等级危险性预先分析安全系统工程2危险性预先分析1.概述危险分析包括危险性预先分析、危险性子系统分析和危险性系统分析。多年来，安全系统工程界对危险性预先分析、危险性子系统分析和危险性系统分析的差别争论不休，实际上这三者是一个内容，即危险性分析。危险性分析目的在于辨识所有可能发生事故的危险、按其后果严重程度进行分类及评价危险发生的可能性。安全系统工程3危险性预先分析1.概述危险性子系统分析强调检查各主要子系统，辨识特殊危险以及与失效、故障及方法程序和人因失误等有关的安全问题，该方法强调危险控制及危险控制是如何实现的。危险性系统分析与子系统分析相似，所不同的辨识子系统边界及界面。该方法强调危险控制及危险控制是如何实现的。安全系统工程4危险性预先分析1.概述危险性预先分析的基本含义危险性预先分析是在每项工程活动之前，如设计、施工、生产之前，或技术改造之后，即制定操作规程和使用新工艺等情况之后，对系统存在的危险性类型、来源、出现条件、导致事故的后果以及有关措施，作一概略的分析。定性分析评价系统内危险因素和危险程度的方法安全系统工程5危险性预先分析Some DefinitionsPRELIMINARY(adj.) coming beforeand usually forming a necessary prelude tosomething. (The PHA can be done in thedesign or pre-operation phase, or it can bethe first analysis done on a mature system.)HAZARD(n.) an activity or conditionwhich poses threat of loss or harm.ANALYSIS(n.) an examination of theelements of a system, separation of awhole into its component parts.6安全系统工程危险性预先分析Some DefinitionsPHAAn early or initial system safetystudy of potential loss events. It is a list orinventory (PHL) of system hazards andincludes qualitative, not quantitative,assessments of risk for the individualhazards.MISHAP(n.) a loss eventTHREAT (n.) a potential for lossTARGET(n.) a thing having worththreatened by a hazard安全系统工程7危险性预先分析Some DefinitionsRISK(n.) long-term rate of loss theproduct of loss severity and loss probabilitySEVERITY(n.) how bad?PROBABILITY (n.) how likely? howoften?Preliminary Hazard List(PHL) is a line iteminventory of system hazards, with noevaluation of Probability/Severity/Risk.安全系统工程8AA Preliminary Hazard List(PHL) is a line iteminventory of system hazards, with noevaluation of Probability/Severity/Risk.危险性预先分析1.概述危险性预先分析的目的防止操作人员直接接触对人体有害的原料、半成品、成品和生产废弃物；防止使用危险性工艺、装置、工具和采用不安全的技术路线；如果必须使用上述技术路线时，应从工艺上或设备上采取安全措施，以保证这些危险因素不致发展为成为事故。把分析工作做在行动之前避免由于考虑不周造成损失安全系统工程9把分析工作做在行动之前避免由于考虑不周造成损失危险性预先分析1.概述危险性预先分析的优点可及早采取措施排除、降低或控制危害，避免由于考虑不周造成损失；对系统开发、初步设计、制造、安装、检修等做的分析结果可以提供应遵循的注意事项和指导方针；分析结果可以为制定标准、规范和技术文献提供资料；根据分析的结果可编制安全检查表以保证实施安全，并可作为安全教育的材料。安全系统工程10危险性预先分析PHA UsesA well done Preliminary Hazard Analysis:Identifies hazards and their potentialconsequencesAssesses risk to develop an expected lossrateRisk = Probability Severity (R = P x S)= (loss event/unit of time)($ lost/loss event)= loss/unit of time or activity安全系统工程11危险性预先分析PHA UsesA well done Preliminary Hazard Analysis:Guides cost-effective resource deployment. Ifyou know areas of weakness (unacceptable risk),you know where to concentrate resources andproblem-solving efforts.The PHA is a line-item inventory of “all” systemHazards and their risks. It may be carried outat any point in system life cycle (preferablybeginning with design concept formulation).安全系统工程12危险性预先分析2.危险性分析方法危险性预先分析的步骤确定系统调查、收集资料系统功能分解分析、识别危险性制定措施措施方案安全系统工程13危险性预先分析2.危险性分析方法危险性预先分析的应注意的问题设计人员、操作人员和安技干部三结合;在查找危险时，应将系统进行系统功能分解，按系统、子系统、元部件等一步一步地进行；采用迭代、抽象等对策；在可能的条件下，最好事先准备一个检查表，找出查找危险性的范围。安全系统工程47:0014危险性预先分析3.危险性预先列表PHL是采用头脑风暴的方式识别系统中尽可能多的危险并为危险分析提供第一手资料。该方法是提供一个可能性列表，该表并不管事件是否真正发生。一旦列表完成，人们可以通过它排除不可信的。全面了解系统的重要性对危险必分析的重要意义不言而喻，这恰恰是找到危险的真正所在。PHL可以早在设计过程中完成，也可以在工艺的各阶段完成，对评价已有的设计也有很大的帮助。安全系统工程15危险性预先分析3.危险性预先列表用团队。集各主要学科（机械、电子、结构、操作、建筑）工程代表、管理代表观看所有的先前安全数据（职业、行业、国家标准）观看先前事故、设计以及行业和企业操作经验收实地检查和调查相似的设计与目前正在使用或将要使用的使用者以及操作者以及操作使用的目击者谈话查看应用的位置、地区以及国际代码、标准和法规。安全系统工程16危险性预先分析4.危险性等级危险性等级的界定1级 安全的。2级 临界的，处于事故的边缘状态，暂时还不会造成人员伤亡或系统破坏。因此应予排除或采取控制措施。3级 危险的，会造成人员伤亡或系统损坏，要立即采取措施。4级 破坏性的，会造成灾难事故，必须予以排除。安全系统工程17危险性预先分析4.危险性等级确定危险性等级的步骤1) 对第一个危险批定危险严重程度分类2) 根据所得数据定性或定量地分配危险发生的可能性3) 结合严重度和可能性对危险确定高度危险危险程度严重度 频 度安全系统工程18危险性预先分析4.危险性等级The hazard analysis standard is Mil-Std-882C SystemSafety Program Requirements (U.S. Department ofDefense, 1993). The ranking method is a very easy,three-step process:First, assign hazard severity categories to each hazard.Then, allocate the probability of occurrence of hazard(this can be either qualitative or quantitative, depending onthe confidence level of your data).And finally, correlate the two to rank which hazards willbe addressed first.安全系统工程19危险性预先分析4.危险性等级安全系统工程20Hazard severity categoriesDescriptionCategoryDefinitionCatastrophicIDeath, system loss, or severe environmentaldamageCriticalI1Severe injury, severe occupational illness,major system or environmental damageMarginalIIIMinor injury, minor occupational illness, orminor system or environmental damageNegligibleIVLess than minor injury, occupational illness,or less than minor system or environmentaldamage危险性预先分析4.危险性等级Qualitative hazard probability levelsDescriptionLevelSpecific individual itemFleet or inventoryFrequentALikely to occur frequentlyContinuously experiencedProbableBWill occur several timesin the life of an itemWill occur frequentlyOccasionalCLikely to occur some timein the life of an itemWill occur several timesRemoteDUnlikely but possible tooccur in the life of an itemUnlikely but canreasonably be expectedto occurImprobableESo unlikely that it can beassumed occurrence maynot be安全experienced系统工程Unlikely to occur, butpossible21危险性预先分析4.危险性等级安全系统工程22Hazard risk assessment matrixHazard categoryfrequencyCatastrophic1Critical2Marginal3Negligible4A-1Frequent ( 10 )1A2A3A4AB-1 -2Probable (10 l0 )1B2B3B4BC-2 -3Occasional(l0 l0 )1C2C3C4CD-3 -6Remote (l0 l0 )1D2D3D4DE-6Improbable (l0 )1E2E3E4E危险性预先分析4.危险性等级安全系统工程23Hazard risk assessment matrixHazard risk indexRisk decision criteria1A, 1B, 1C, 2A, 2B,3AUnacceptable; stop operations and rectifyimmediately1D, 2C, 2D, 3B, 3CUndesirable; upper-management decision toaccept or reject risk1E, 2E, 3D, 3E, 4A, 4BAcceptable with management review4C, 4D, 4EAcceptable without review危险性预先分析Risk Profile Matrix ExampleHighRiskModerateRisk安全系统工程LowRiskRoutineRisk24LIKELIHOOD (Probability)Frequent (1)Probable (2)Occasional (3)Remote (4)Very Remote (5)Impossible (6)CONSEQUENCESCatastrophic (a)Critical (b)Marginal (c)Negligible (d)危险性预先分析SEMI S14 - Severity Groupings安全系统工程25SeverityGroupEquipment PhysicalDamageEquipmentLoss of UseFacility Loss ofuse (minimumtimes)Environmental andReal PropertyContamination1CatastrophicLoss of entire pieceof equipmentOne yearOne weekLasting facility orenvironmental impact2SevereLoss of majorsubsystemOne monthOne dayTemporary facility orenvironmental impact3ModerateLoss of minorsubsystemOne weekOne shiftLimited to theequipment, butrequiring more thanroutine cleanup4MinorNon-seriousequipment lossOne dayLess than oneshiftRequiring routinecleanup but notexternal reporting危险性预先分析SEMI S14 - Likelihood Groupings安全系统工程26Likelihood GroupExpected Frequency (% of systems per year)A - FrequentMore than 1%B - LikelyMore than 0.2% but not more than 1%C - PossibleMore than 0.04%, but not more than 0.2%D - RareMore than 0.02%, but not more than 0.04%E - UnlikelyNot more than 0.02%危险性预先分析SEMI S14 - Risk Categories安全系统工程27LikelihoodSeverityABCDE1CriticalCriticalHighMediumLow2CriticalHighMediumLowLow3HighMediumLowLowSlight4MediumLowLowSlightSlight危险性预先分析5. 危险性预先分析危险性预先分析的内容识别危险的设备、零部件并分析其发生的可能条件；分析系统中各子系统、各元件的交接面及其相互关系和影响；分析原材料、产品、特别是有害物质的性能及贮存；人、机、环关系（操作、维修等）；用于保证安全的设备、防护装置等。安全系统工程28危险性预先分析5. 危险性预先分析危险性预先分析表工作表的最上面是危险分析的题目、分析日期、分析员姓名及页码。左边还要注上元件（单元）、子系统和系统（根据图5-3功能树）序号要与功能树上元部件号相同。危险描述：非常重要。尽管采用简洁的语言，危险描述还是应该让观看者充分理解究竟是什么危险。你也许试着用一些标准词，因此要最大限度地把信息分类以数据表达。第三栏是潜在危险原因（危险因素）：很明显仅有危险辨识远远不够。我们应该充分研究危险以辨识危险潜在原因。正是这些潜在因素（或下一栏的潜在影响）才是我们想消除或控制的。注意每一条因素都安全系统工程 入表内。29要分开填危险性预先分析5. 危险性预先分析危险性预先分析表第四栏是潜在的结果，指如果危险没有得以控制时描述预期发生的结果。下一栏是危险风险指标。这表根据危险等级分析中所确定的危险的严重度和可能度。这里不仅要分析危险，还要对风险作出评价。风险控制建议也是一个重要的栏目。我们知道如果提不出来解决方案而批语一个设计方案往往不易被人们接受。安全系统工程30危险性预先分析5. 危险性预先分析危险性预先分析表危险风险指标的建议结使读者理解控制风险建议是如何的重要。这也帮助安全人员决定控制这个危险是否值得。危险控制参考文献引自所有与控制该危险有关的标准或规范。参考文献也帮助辨别哪一个标准使用最方便。下一栏证实控制很重要。这条信息是确保控制措施是充分的而且到位的一个方法。控制状态指危险控制是 OPEN （未控制）还是CLOSED（控制），或是在进行中。跟踪危险直到其处于CLOSED状态。备注栏指填写未包括的附加内容安全系统工程dBase &FoxPro31dBase &FoxPro危险性预先分析5. 危险性预先分析危险性控制防止能量的破坏作用限制能量的集中与蓄积控制能量的释放隔离能量其他措施降低损失程度的措施防止人的失误安全系统工程32危险性预先分析A Brief Example PHAThe System:A full-scale automotive test cell is equipped with:Wheel-contact dynamometersSolar radiation simulationIt occupies a closed circuit wind tunnel testsection that is evacuable to simulate barometricand altitude variationsHERES A FRAGMENTOF THE PHA安全系统工程33A Brief Example PHA 危险性预先分析安全系统工程34危险性预先分析5. 危险性预先分析PHA记录表格区域：图号：会议日期：分析人员：安全系统工程35序号危险原因主 要 后果危 险 等级建议改正 /避免措施备注危险性预先分析5. 危险性预先分析安全系统工程36危险性预先分析安全系统工程37危险性预先分析安全系统工程38危险性预先分析5. 危险性预先分析安全系统工程39危险性预先分析5. 危险性预先分析安全系统工程40危险性预先分析5. 危险性预先分析安全系统工程41危险性预先分析5. 危险性预先分析安全系统