安全系统工程课件

安全专业基本情况简介,1、专业发展经历1957年西安矿业学院和首都经贸大学在国内率先试办了国内第一个与安全工程相近的专业“矿山通风安全”和“机电安全”专业，开创了安全工程类专业高等教育的先河。1983年，矿业院校，在国内首次设立矿井通风与安全专业（属一级学科采矿工程之下的二级学科）。1984年，原教育部将“安全工程”专业列高等学校本科专业目录之后，安全工程类专业的高等教育得到了迅猛的发展。,经过24年的发展，目前开办安全工程本科专业的高校已达101所（2008年仅计算在教育部备案的）。本科目录中，安全工程本科专业与环境工程本科专业同属环境与安全类一级学科。国务院学位委员会授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录（1999）中，还没有安全一级学科的名称，二级学科目录中也没有安全工程的名称。与安全工程最相关的研究生教育二级学科、专业是矿业一级学科下的“安全技术及工程”。,我国安全研究对象与发达国家的主要区别,国际天灾-人祸(防恐伊战校园枪杀等等)生产安全（注重健康保健、安全管理）中国生产安全（绝大多数研究安全应用领域）公共安全,公共安全涵盖内容,自然灾害地震,我国占20世纪全球发生7级以上地震的35%22个省会城市和2/3百万人口的大城市处于地震高危险区11个省会城市具有发生7级以上大地震的可能性世界上死亡20万人以上的大地震中，我国占3次,1900年至2001年6级以上地震分布,唐山地震死亡：24.2万人损失：超过200亿元,2004年02月摩洛哥北部里氏6.3级地震564人死亡,Shihkang重力坝：台湾地震引起逆断层错动，使坝体的一侧升高超过980cm,地震造成重大工程破坏,自然灾害热带气旋,9216台风造成了100多亿元的经济损失9417台风造成了200多亿元的经济损失9711台风造成了400多亿元的经济损失,我国是受热带气旋(台风、风暴）影响最大的国家之一。热带气旋每年平均登陆我国10次。1994年浙江温州9417台风造成经济损失达200亿元、伤亡1100余人。,自然灾害洪水,1998年特大水灾中，29个省（市、区）2.3亿人（次）受到灾害影响，死亡3656人，转移2044万人；直接经济损失2642亿元,1998年洪灾情景,1988年成昆铁路滑坡,滑坡,泥石流冲毁铁路,事故灾难类：,火灾、矿山、建筑、交通、危险化学品、其它,克拉玛依特大火灾:1994年死亡332人洛阳东都商厦火灾:2000年死亡309人,火灾,1989年黄岛油库火灾爆炸,2003年河北辛集“7.28”烟花爆竹事故现场（死亡32人）,瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出事故,2002年发生的一次死亡10人以上事故中，瓦斯爆炸事故占80%,我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家，至今已经发生了1万多次突出事故，最大一次突出煤岩量达12800吨。,6.20鸡西城子河矿瓦斯爆炸事故，死亡124人,2003年在日本长崎发生火车出轨事故，约60人受伤,2003年11月14日发生在江西丰城煤矿的瓦斯爆炸事故，造成50人的死亡事故,2002年6月22日14时30分，山西省繁峙县义兴寨金矿区发生一起特大爆炸事故，造成38人死亡，直接经济损失1000余万元。隐瞒事故，毁尸灭迹，性质极为恶劣。,2002年4月15日中国国际航空公司一架波音客机在韩国釜山金海机场坠毁，造成129人遇难。,2002年4月15日中国国际航空公司一架波音客机在韩国釜山金海机场坠毁，造成129人遇难。,1997年4月昆明开往郑州324次客车追尾相撞事故,公共卫生类：,突发疫情突发的食品安全事件突发的检验检疫事件,社会安全类：,高科技犯罪信息技术犯罪经济犯罪黑社会集团犯罪恐怖活动等,白宝山持枪抢劫杀人系列案，共打死13人打伤15人，抢劫现金150万元,2004年9月发生在俄罗斯的人质绑架事件,2、专业发展的现状及前景国内该专业发展的现状近3年每年增加10所，增速极快。层次（2007）：89所学校有安全工程学士授予权。40所高校有安全技术及工程硕士授予权。15所高校有安全技术及工程博士学位授予权。,形式学历教育（本科-硕士-博士-博士后）继续工程教育（安全专业人员的短期培训）官员（职工）安全教育（任职资格安全教育和安全意识教育）的完整教学体系。,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,目前国内高校安全工程学位层次情况,安全工程专业毕业生就业去向,本专业为科研院所、高等院校、政府部门、工矿企业、安全中介机构等企事业单位培养高层次科技及管理人才。就业领域涉及到公共安全、建筑安全、矿业工程、土木工程、石油化工、交通运输工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、核科学与技术、火灾与消防工程等学科领域。,安全工程专业毕业生就业去向,就业去向及就业前景,就业去向方向一：政府安全机构、企业安全管理机构、安全中介机构、安全培训机构；方向二：矿山通风与安全方向相关领域；方向三：工业安全与管理、消防工程方向相关领域；方向四:采暖通风、供热与空调方向相关领域。,4、安全工程专业教学计划,课程设计体系思政类：健康的思想体育类：健康的身体数学、物理、化学：自然科学基础外语、计算机：解决工具问题力学、电学、热学：专业基础专业必修课程：专业必备知识和技能专业选修、跨专业选修：专业领域拓宽,几点希望,1热爱专业2.明确目标和努力方向按要求顺利完成学业3.注重综合素质的提高4.注重创新能力的培养5.注意增强团队意识、集体荣誉感,安全系统工程SystemSafetyEngineering,专业：安全工程邮箱：thm148,参考文献,1张景林,崔国璋主编,安全系统工程，煤炭工业出版社，2002.2沈斐敏编著，安全系统工程理论与应用，煤炭工业出版社，2001.3何学秋等，安全工程学，中国矿业大学出版社，2000.4徐志胜等，安全系统工程，机械工业出版社，2007.5刘品等，可靠性工程基础，中国计量出版社，1995.6王少苹等，工程可靠性，北京航空航天大学出版社，2004.,References,References,课程教学简介,一、课程教学的基本要求1主要以课堂讲授为主，并安排一定的课堂讨论。2每次课后均布置适当的作业，以加深对基本概念的理解；熟练地运用所学理论进行分析和计算。3考核方法：期末闭卷考试。平时成绩占30%，平时成绩主要根据平时出勤、听课、完成作业、课堂讨论、提问等各环节进行综合评定。4.本课程是安全工程专业必修专业基础课,其先修课程为概率论与数理统计,线性代数,可靠性工程,目录,概论,系统安全分析,系统安全预测技术,系统安全评价,1,2,3,4,系统危险控制技术,5,安全系统工程的典型应用实例,6,第一章绪论,第一节安全系统工程基础第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法第三节安全系统工程的产生于发展,本章的基本要求：,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，安全系统工程与职业安全卫生管理体系的关系。,两类安全工作方法1.问题出发型：事后处理，安全工作落后于生产，为传统安全工作方法。2.问题发现型：安全工作做在事故发生之前，安全系统工程的工作方法,问题出发型的缺陷：1.安全属性问题不明确，“安全第一”2.分析问题不深入，凭经验和感知处理问题3.缺乏系统性，头痛医头、脚痛医脚4.难于定量，定性概念多,第一节安全系统工程基础,11基本概念安全系统工程是一门涉及自然科学和社会科学的横断科学，在定义安全系统工程之前需要弄清相关学科的有关概念。一、系统、系统工程1系统系统工程的研究对象是系统。1）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。换言之，系统是由两个或两个以上元素组成的集合。,例如学校的教务系统、学生管理系统，大到整个社会系统：教务系统涉及专门负责的人员、设备电脑、还有相关的设施等等。社会系统包括人、物，人的生产、生活、娱乐等，生活设备的运转、工厂所需的物料等等都是构成社会系统的因素。,第一节安全系统工程基础,2）系统的分类（1）按照系统的起源分自然系统：由自然物组成的系统；太阳系、银河系人造系统：由人类按一定的目的设计和改造而成的，并由人的智能或机械的动力来完成特定目标的系统；政府机构、民进团体、交通系统（2）按照系统与环境的关系开放性系统：与外界环境发生联系（物质、能量或信息）的系统封闭性系统：与外界环境隔（物质、能量或信息）的系统,第一节安全系统工程基础,系统分类示意图,第一节安全系统工程基础,（3）按照组成系统的要素存在的状态实体系统：组成系统的要素是实体的、物理方面的存在物的系统概念系统：以概念、原理、原则等非物理方面的存在组成的系统（4）按照系统与时间的以来关系分静态系统：决定系统特性的一些因素不会随时间的变化而变化动态系统：决定系统特性的因素是随时间变化而变化的,第一节安全系统工程基础,（5）按照物质运动的发展阶段分无机系统：力学系统、物理学系统有机系统：生物系统人类社会系统：经营系统、作业系统（6）按照系统包含的范围分大型系统：生态系统中型系统：工程系统小型系统：班组管理系统,第一节安全系统工程基础,（7）按照系统的构成分简单系统：复杂系统：（8）按照系统的功能分环境系统：军事系统：安全系统：,第一节安全系统工程基础,3）特性整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性(l)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。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。,第一节安全系统工程基础,(2)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。(3)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。,第一节安全系统工程基础,(4)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。另外,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。,第一节安全系统工程基础,(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。,第一节安全系统工程基础,第一节安全系统工程基础,2系统工程1）定义系统工程是为达到系统目标而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术。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。系统工程是是以系统为研究对象，以达到总体最佳化为研究目标，是一种综合性的管理工程技术。,第一节安全系统工程基础,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。2）系统工程的特点,3）系统工程方法（1）工程逻辑：从工程的观点出发，用逻辑学与哲学的一般思维方法进行系统的探讨和应用，同时把符号逻辑作为重要内容，采用的工具包括：布尔代数、关系代数、决策研究、数学函数等；（2）工程分析：应用基本理论（3）统计理论与概率论：处理系统中的数学问题（4）运筹学：有目标、定量的做出决策，在一定的制约条件下使系统达到最优化,第一节安全系统工程基础,4）系统工程原理（1）系统原理：管理的对象是系统（2）整分合原理：在整体规划下明确分工，在分工基础上进行有效的综合。（3）反馈原理：决策中心掌握执行机构活动的方法（4）弹性原理：适应性和灵活性（5）封闭原理：管理手段、管理过程是封闭的回路。（6）能级原理：一个稳定而高效的管理系统必须是由若干分别具有不同能级的不同层次有规律的组合而成。（7）动力原理：物质、精神、信息（8）激励原理：以科学的手段，激发人的内在潜力,第一节安全系统工程基础,5）采用系统工程解决安全问题的原因（1）使用系统工程方法，可以识别出存在于各个要素本身、要素之间的危险性。（2）使用系统工程方法，可以了解各要素之间的相互关系，消除各要素由于互相依存、互相结合而产生的危险性。（3）系统工程所采用的一些手段都能用于解决安全问题。,第一节安全系统工程基础,3.安全系统工程1）安全与危险安全，是指免遭不可接受危险的伤害，是一种使伤害或损害的风险限制在可以接受的水平的状态。它是一个相对主观的概念，是一种心理状态。安全是相对的，没有绝对的安全，安全也存在危险，只不过其危险性很小，人们可以接受。危险，指在引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能能力的状态。研究表明，利益影响人们承受危险的程度。人们对危险的认识和实际危险之间的关系，（1）人们往往认为疾病死亡人数低于交通事故死亡人数，实际上前者是后者的若干倍(2）低估了一次死亡人数少，但大量发生的事故的危险性（3）高估了一次死亡许多人，但很少发生的事故的危险性,第一节安全系统工程基础,在讨论对安全一词的理解和认识之后,我们再来讨论一下安全的属性问题。安全一词所涉及的纷繁复杂因素与它的自然属性和社会属性有着密切的关系。所谓安全的自然属性可以从两个方面来讨论:一是安全是人的生理与心理需要,或者说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。二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。,第一节安全系统工程基础,安全的社会属性也可以从两方面来阐述:(1)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。这是社会促动安全的主动因素。但是人类的社会活动如政治、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;人类的经济活动如生产(职业)、高技术灾害(化学品致灾、核事故隐患、电磁环境公害、航天事故、航空事故)、交通灾害则是自人类开展经济活动以来就存在的突出的安全问题,如今更加突出的一个安全问题是环境问题。,第一节安全系统工程基础,(2)关于安全的社会属性也有人提出人伦智的观点。人伦是在一个人群(社会性的结合)中发生的。夫妇、父子、兄弟、朋友、同事构成人际关系,人际以诚相待,共谋生命的延续、生活的充实,并以此抵制惟利是图就称为人伦智。然而人伦智却是“职业灾害困局”中惟一的脱困希望之所寄,它的潜在能量是可以信赖的。人伦智也应属安全社会属性中的主动因素。,第一节安全系统工程基础,第一节安全系统工程基础,三、安全系统工程通俗地讲，采用系统工程解决系统安全问题，就是安全系统工程。定义：安全系统工程是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素，评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术（是一整套管理程序和方法体系）。对这个定义，可以从以下几个方面理解：,（1）安全系统工程的理论基础是安全科学和系统科学。它是工矿企业劳动安全卫生领域的系统工程。（2）安全系统工程追求的是整个系统的安全和系统全过程的安全。（3）安全系统工程的重点是系统危险因素的识别、分析，系统风险评价和系统安全决策与事故控制：（4）安全系统工程要达到的预期安全目标将是系统风险控制在人们能够容忍的限度以内，也就是在现有经济技术条件下，最经济、最有效地控制事故，使系统风险在安全指标以下。,第一节安全系统工程基础,特点1.系统性无论是系统安全分析、系统安全评价的理论,还是系统安全管理模式和方法的应用都表现了系统性的特点,它从系统的整体出发,综合考虑系统的相关性、环境适应性等特性,始终追求系统总体目标的满意解或可接受解。2.预测性安全系统工程是通过这些预测来掌握系统安全状况如何,风险能否接受,以便决定是否应当采取措施,控制系统风险。所以,安全系统工程也可称作是系统的事故预测技术。,第一节安全系统工程基础,上节重点,1、两类安全工作方法问题出发型问题发现型2、基本概念（1）系统（特征：整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性）（2）系统工程是是以系统为研究对象，以达到总体最佳化为研究目标，是一种综合性的管理工程技术。（3）安全，是指免遭不可接受危险的伤害，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。(4)危险，指在引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能能力的状态。研究表明，利益影响人们承受危险的程度。安全系统工程用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素，评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术（是一整套管理程序和方法体系）。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,一、安全系统工程的研究对象安全系统工程作为一门科学技术，有它本身的研究对象。任何一个生产系统都包括三个部分，即从事生产活动的操作人员和管理人员，生产必需的机器设备、厂房等物质条件，以及生产活动所处的环境。这三个部分构成一个“人一机一环境”系统，每一部分就是该系统的一个子系统，称为人子系统、机器子系统和环境子系统。,图1-1安全系统典型的组成因素及其关系图,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,(1)人子系统:该子系统的安全与否涉及到人的生理和心理因素,以及规章制度、规程标准、管理手段、方法等是否适合人的特性,是否易于为人们所接受的问题。研究人子系统时,不仅把人当作“生物人”、“经纪人”,更要看作“社会人”,必须从社会学、人类学、心理学、行先科学角度分析问题、解决问题;不仅把人子系统看作系统固定不变的组成部分,更要看到人是一种自尊自爱、有感情、有思想、有主观能动性的人。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,(2)机器子系统:对于该子系统,不仅要从工件的形状、大小、材料、强度、工艺、设备的可靠性等方面考虑其安全性,而且要考虑仪表、操作部件对人提出的要求,以及从人体测量学、生理学、心理与生理过程有关参数对仪表和操作部件的设计提出要求。(3)环境子系统:对于该子系统,主要应考虑环境的理化因素和社会因素。理化因素主要有噪声、振动、粉尘、有毒气体、射线、光、温度、湿度、压力、热、化学有害物质等;社会因素有管理制度、工时定额、班组结构、人际关系等。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,二、安全系统工程的研究内容系统安全分析要提高系统的安全性,使其不发生或少发生事故,其前提条件就是预先发现系统可能存在的危险因素,全面掌握其基本特点,明确其对系统安全性影响的程度。这里所强调的“预先”是指:无论系统生命过程处于哪个阶段,都要在该阶段开始之前进行系统的安全分析,发现并掌握系统的危险因素。这就是系统安全分析要解决的问题。系统安全分析是使用系统工程的原理和方法，辨别、分析系统存在的危险因素，并根据实际需要对其进行定性、定量描述的技术方法。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,系统安全评价系统安全评价往往要以系统安全分析为基础,通过分析,了解和掌握系统存在的危险因素,但不一定要对所有危险因素采取措施。而是通过评价掌握系统的事故风险大小,以此与预定的系统安全指标相比较,如果超出指标,则应对系统的主要危险因素采取控制措施,使其降至该标准以下。这就是系统安全评价的任务。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,安全决策与事故控制任何一项系统安全分析技术或系统安全评价技术,如果没有一种强有力的管理手段和方法,也不会发挥其应有的作用。因此,在出现系统安全分析和系统安全评价技术的同时,也出现了系统安全决策。其最大的特点是从系统的完整性、相关性、有序性出发,对系统实施全面、全过程的安全管理,实现对系统的安全目标控制。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,三.安全系统工程的方法论(1)从系统整体出发的研究方法安全系统工程的研究方法必须从系统的整体性观点出发,从系统的整体考虑解决安全问题的方法、过程和要达到的目标。(2)本质安全方法由于安全系统把安全问题中的人-机(物)-环境统一为一个“系统”来考虑,因此不管是从研究内容来考虑还是从系统目标来考虑,核心问题就是本质安全化,就是研究实现系统本质安全的方法和途径。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。具体包括失误安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。,(3)人机匹配法在影响系统安全的各种因素中,至关重要的是人-机匹配。从安全的目标出发,考虑人-机匹配,以及采用人-机匹配的理论和方法是安全系统工程方法的重要支撑点。(4)安全经济方法由于安全经济的特殊性(安全性投入与生产性投入的渗透性、安全投入的超前性与安全效益的滞后性、安全效益评价指标的多目标性、安全经济投入与效用的有效性等)就要求安全系统工程方法,在考虑系统目标时,要有超前的意识和方法,要有指标(目标)的多元化的表示方法和测算方法。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,(5)系统安全管理方法安全系统工程从学科的角度讲是技术与管理相交叉的横断学科;从系统科学原理的角度讲它是解决安全问题的一种科学方法。所以,安全系统工程是理论与实践紧密结合的专业技术基础,系统安全管理方法则贯穿到安全的规划、设计、检查与控制的全过程。所以,系统安全管理方法是安全系统工程方法的重要组成部分。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,四、安全系统工程的优点及其在安全工作中的应用1、优点（1）通过分析可以了解系统的薄弱环节及危险性可能导致事故的条件。（2）通过评价和优化技术，可以找出最适当的方法使各分系统之间达到最佳配合，用最少的投资达到最佳的安全效果，大幅度的减少伤亡事故。（3）安全系统工程方法，不仅适用工程，而且适用管理，实际上现已形成安全系统工程和安全系统管理两个分支。（4）可以促进各项标准和有关可靠性数据的收集。（5）可以迅速提高安全工作人员的水平。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,2、应用（1）安全技术工作和系统安全分工合作阶段。（2）安全技术工作引进系统安全分析方法阶段。（3）安全管理引用了安全系统工程方法阶段。（4）以安全系统工程方法改革传统安全工作阶段。,第二节安全系统工程的研究对象、内容与方法,一、安全系统工程的产生,事故的强大负面效应对人类产生巨大的冲击作用,从而激发人类