《安全评估方法》PPT课件.ppt

起重机械事故因素 南京工业大学车辆与工程机械研究所 安全评价方法 1 查表法安全检查表是将一系列项目列出检查表进行分析 以确定系统 场所的状态这些项目可以包括场地 周边环境 设施 设备 操作和管理等各方面 检查表法一直是一种被广泛应用于起重机械安全评估的方法 它以其系统 完整的特点和简单易行的优点为人们所接受 在安全检查表评价中 所有可能导致危险的因素都将被涉及 经过安全检查表评价 可以使人们对起重机械安全状态有全面 系统的了解 对各个子系统的危险程度形成基本的认识 达到从宏观上掌握安全状态 找出危险源所在的目的 目前 安全检查表有3种类型 定性检查表 半定量检查表和否决型检查表 定性安全检查表是列出检查要点逐项检查 检查结果以 对 否 表示 检查结果不能量化 半定量检查表是给每个检查要点赋以分值 检查结果以总分表示 有了量的概念 这样 不同的检查对象也可以相互比较 但缺点是检查要点的准确赋值比较困难 而且个别十分突出的危险不能充分地表现出来 我国原化工部1990 1991 1992年安全检查表以及中国石化 天然气总公司安全评价方法中的检查表即为此种类型 否决型检查是给一些特别重要的检查要点作出标记 这些检查要点如不满足 检查结果视为不合格 即具一票否决的作用 这样可以做到重点突出 我国的 GB13548 92光气及光气化产品生产装置安全评价通则 中的检查表即属此类 南京工业大学车辆与工程机械研究所 安全检查表主要有以下优点 1 检查项目系统 完整 可以做到不遗漏任何能导致危险的关键因素 因而能保证安全检查的质量 2 可以根据已有的规章制度 标准 规程等 检查执行情况 得出准确的评价 3 安全检查表采用提问的方式 有问有答 给人的印象深刻 能使人知道如何做才是正确的 因而可起到安全教育的作用 4 编制安全检查表的过程本身就是一个系统安全分析的过程 可使检查人员对系统的认识更深刻 更便于发现危险因素 主要缺点是 1 只能做定性或一些半定量的评价 不能给出完全定量的评价结果 2 只能对已经存在的对象进行评价 如果要对处于规划或设计阶段的对象进行评价 必须找到相似或类似的对象 南京工业大学车辆与工程机械研究所 2 故障树分析法故障树分析又称事故树分析为或事故逻辑分析 它是对系统安全性进行定性与定量分析评价的一种科学的和先进的方法 已被广泛地运用到现代设计的多个领域之中 事故树分析评价是运用由事件符号和逻辑符号组成的一种图形模式 来分析人机系统中导致灾害事故的各种因素之间的因果关系和逻辑关系 从而判明系统运行当中 各种事故发生的途径和重点环节 为有效地控制 提供一个简洁而形象的途径 在作业过程中 由于人的失误 机器故障 环境影响 随时都有可能发生不同程度的事故 为了不使这些事故导致灾害性后果就要对系统中可能发生事故的各种不安全因素进行分析和预测 以采取相应的措施和手段来防止和消除危险 因此一个系统的事故分析应包括 系统可能发生灾害事故 也称为顶上事件 系统内固有的或潜在的事故因素 包括人 机器 环境因素 各个子系统及各因素之间的相互联系与制约关系 即输入 输出的因果逻辑关系 并用专门的符号表示 计算系统的顶上事件的发生概率 进行定量分析与评价 南京工业大学车辆与工程机械研究所 从系统的角度来说 故障既有因设备中具体部件 硬件 的缺陷和性能恶化所引起的 也有因软件 如自控装置中的程序错误等引起的 此外 还有因为操作人员操作不当或不经心而引起的损坏故障 其程序流程图如图1所示 图1故障树分析程序流程图 南京工业大学车辆与工程机械研究所 故障树分析法具有以下一些特点 l 能够围绕特定事故深入分析事故原因及其相互之间的逻辑关系 2 可以对人或环境等特殊原因进行深入分析 便于挖掘潜在的危险因素或状态 它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析 3 通过分析 能够找出控制事故的要素和不安全状态的关键环节 4 便于进行逻辑运算和定量分析 而且可以实现分析过程的计算机化 5 构造故障树的多余量相当繁重 难度也较大 对分析人员的要求也较高 因而限制了它的推广和普及 6 很容易发生错误和失察 同时 由于每个分析人员所取的研究范围各有不同 其所得结论的可信性也就有所不同 南京工业大学车辆与工程机械研究所 3 模糊综合评价方法模糊综合评价方法是模糊数学中应用的比较广泛的一种方法 在对某一事务进行评价时常会遇到这样一类问题 由于评价事务是由多方面的因素所决定的 因而要对每一因素进行评价 在每一因素作出一个单独评语的基础上 如何考虑所有因素而作出一个综合评语 这就是一个综合评价问题 模糊综合评价是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法 其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定 而是以一个模糊集合来表示 起重机械的安全一直受到有关部门的密切关注 用模糊综合评价法对起重机械进行安全评价 可以大大提高起重机械的安全使用及管理水平 而且还可以提高对起重机械进行安全管理的效率 是现代化安全管理的发展趋势 同时也是安全系统工程在起重机械安全管理中的应用 模糊综合评价法在应用中其自身也可以逐渐地发展和完善 适应起重机械自身技术的发展 模糊综合评价法的最显著特点是 1 相互比较 以最优的评价因素值为基准 其评价值为1 其余欠优的评价因素依据欠优的程度得到相应的评价值 2 可以依据各类评价因素的特征 确定评价值与评价因素值之间的函数关系 即 隶属度函数 确定这种函数关系 隶属度函数 有很多种方法 例如 F统计方法 各种类型的F分布等 当然 也可以请有经验的评标专家进行评价 直接给出评价值 4 层次分析法层次分析法 TheAnalyticHierarchyProcess 简记AHP 是一种建立在系统理论基础上无结构的多准则决策方法 它将定性分析和定量分析相结合 把人们的思维过程层次化和数量化 对一些较为复杂 较为模糊的问题做出决策的简易方法 在目标 因素 结构复杂且缺乏必要的数据情况下尤为实用 根据人们的思维规律 往往将复杂的选择问题分解为多个组成因素 再按递阶层次结构来对这些因素进行分组 两两比较得到各因素的相对重要度 然后综合决策者的判断来对决策方案相对重要性进行总的排序 从而做出选择和判断 这一思维过程的关键是层次的划分 权重的确定和排序的合并规则 层次分析法的优缺点 优点 1 系统性的分析方法 系统的思想在于不割断各个因素对结果的影响 而层次分析法中每一层的权重设置最后都会直接或间接影响到结果 而且在每个层次中的每个因素对结果的影响程度都是量化的 非常清晰 明确 2 简洁实用的决策方法 便于人们接受 且能把多目标 多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题 通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后 最后进行简单的数学运算 3 所需定量数据信息较少 层次分析法主要是从评价者对评价问题的本质 要素的理解出发 比一般的定量方法更讲求定性的分析和判断 由于层次分析法是一种模拟人们决策过程的思维方式的一种方法 层次分析法把判断各要素的相对重要性的步骤留给了大脑 只保留人脑对要素的印象 化为简单的权重进行计算 这种思想能处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题 缺点 1 不能为决策提供新方案 层次分析法的作用是从备选方案中选择较优者 这个作用正好说明了层次分析法只能从原有方案中进行选取 而不能为决策者提供解决问题的新方案 2 定量数据较少 定性成分多 不易令人信服 3 指标过多时数据统计量大 且权重难以确定 4 特征值和特征向量的精确求法比较复杂 5 金属结构安全评估法 对于金属结构的安全评估技术的研究 美国 德国 法国和俄罗斯等国在这一领域的工作开展己久 并有多项科研成果公布 这些成果在汽车 航空等工业领域有成功的应用 目前的研究对象大多数是机械零件或机械传动件 研究手段多是应用疲劳 振动和可靠性理论 采用测试 数据分析与控制等方法 对大型金属结构 尤其是对受变载 重载 含缺陷的港口起重机械金属结构的安全评估 以及维修和护理方面的研究尚未广泛深入地开展 也未形成适合各种港口机械特点的系统的安全性检测 分析与评估方法 起重机械金属结构的安全性评估 主要是采用名义应力法进行结构疲劳分析与寿命评估 通过现场应力检测 结合材料的S N曲线 计算结构的疲劳寿命 扣除设备过去的工作时间 以此估算金属结构的剩余寿命 应用名义应力法计算疲劳寿命 理论简单 易于分析 但是由于结构材料内部往往已经存在着这样那样的初始缺陷 加上设备的历史记录不全或不准确 这样就严重影响了这种方法的准确性和可靠性 南京工业大学车辆与工程机械研究所 6 神经网络法人工神经网络 AnificialNeuralNetworks ANNs 也称为神经网络 是模物神经网络进行信息处理的一种数学模型 26 它可以模拟大脑的某些机理和机制而实现特定的功能 目前 神经网络已应用于很多领域并取得了丰硕的成果 特别是在模式识别动控制 人工智能 计算机科学 信息处理机器人 CAD CAM等方面都有比较的应用实例 神经网络具有以下几个突出的优点 l 可以充分逼近任意复杂的非线性关系 2 所有定量或定性的信息都等势分布贮存于网络内的各神经元 故有很鲁棒性 Robustuess 和容错性 3 采用并行分布处理方法 使得快速进行大量运算成为可能 4 可学习和自适应不知道或不确定的系统 5 能够同时处理定量 定性知识 7 本质安全评价方法广义的本质安全是指 人 机 环境 管理 这一系统表现出的安全性能 简单来说 就是通过优化资源配置和提高其完整性 使整个系统安全可靠 通过追求企业生产流程中人 物 系统 制度等诸要素的安全可靠和谐统一 使各种危害因素始终处于受控制状态 进而逐步趋近本质型 恒久型安全目标 本质安全理念认为 所有事故都是可以预防和避免的 起重机械本质安全的主要特征 1 人的因素很重要 操作人员安全素质良好 具有较强的安全意识 相应的安全知识 安全技能和自救互救能力 基本杜绝人为失误 2 起重机械安全可靠性高 机器设备系统机械化和自动化水平高 具有故障检测 安全保护和防护功能 3 工作系统和环节得到优化 生产作业现场 周边环境有安全保障 抵御自然灾害能力强 4 管理采用以风险管理为核心 以持续改进管理模式为基础的现代安全管理体系 达到本质安全化 8 两种以上评价方法结合 1 模糊神经网络评价方法模糊理论和神经网络技术是近几年来人工智能研究较为活跃的两个领域 人工神经网络是模拟人脑结构的思维功能 具有较强的自学习和联想功能 人工干预少 精度较高 对专家知识的利用也较好 但缺点是它不能处理和描述模糊信息 不能很好利用已有的经验知识 特别是学习及问题的求解具有黑箱的特性 其工作不具有可解释性 同