系统安全理论及应用-吴穹老师PPT演示文稿

1、1,教育部高校安全工程教学指导委员会 委 员 中国职业安全健康协会 理 事 中国保险学会 理 事 民航与安全工程学院 院 长,吴 穹 教授,地址：沈阳市道义南大街37号 邮编：110136 电话办） 手机2,安全工程专业 保险工程专业 消防工程专业 安全防范专业,民航与安全工程学院,沈阳航空工业学院,3,系统安全理论及应用,吴 穹,4,一位老船长的话：,不论何时有人要问我怎么样才能最好地描述我这近四十年的航海经历，我只能说：很平常。当然我也经历了大风大浪，还有大雾天，但在所有的经历中，我从来没有遇上可以说道的事故。在我的航海生涯里，除了见过

2、一艘遇险的船只外再也未见过海险事件，从未见过也没有经历过船只失事，更没有感受过被灾难威胁的困境。,5,爱德华 J 史密斯 泰坦尼克号船长,6,7,8,由此想到问题,问题 1 为什么会产生这一问题? 问题2 如何解决这一问题? 问题3 设计人员能否做到?,9,注册安全工程师的三个问题,问题一 注册安全工程师=安全生产工程师? 问题二 注册安全工程师还应该关注什么? 问题三 注册安全工程是的知识与能力主要应该体现在什么方面?,10,美国注册安全工程师CSP,近200种安全、 健康、环境和人机工程的资质认定 只有13种得到了较为广泛的认可和授权。,11,BCSP,1969年设立 非盈利组织 2000

3、0多人获得资质 11000多人正在工作 99%在美国和加拿大 每年有数千人应试,12,CSP基本条件,学历：安全类专业大专或其他专业本科以上 经历：四年职业安全经验 考试一：助理CSP考试 基础 考试二：CSP考试 专业,13,CSP年收入 （2008年）,人均99244美元 其中40%超过10万美元，6%超过15万美元 比非CSP安全专业人员平均高23000美元 一般本科毕业 25000-40000 具有工作经验 50000-70000,14,CSP学历分布 （2008年）,高中 0.1%专科 3.9%本科48.8%硕士42.7%博士 2.6%,15,工作领域分布,保险业 22% 制造业 1

4、9% 化工业 15% 咨询业 15% 政府 9% 建筑业 5% 公共场所 4% 交通 2% 其它工业 9%,16,我国的安全问题,工伤事故死亡人数 3万 非正常死亡人数 70万,17,2006年美国：召回产品数量的60%欧盟：召回产品数量的50%产品种类：玩具、电器、服装、汽车等,我国的安全问题,18,注册安全工程师或CSP的知识结构,危险识别与分析 风险评价与控制,19,解决产品安全问题,设计人员 质量管理人员 其他技术人员,20,风险的解决方案,21,解决产品安全问题,规范与安全性 经验与安全性,22,解决产品安全问题,危险识别与分析 风险评价与控制,设计阶段,系统安全工程师,23,产品的

5、安全性与可靠性,故障与事故 可靠性与安全性,24,系统安全的定义,在系统的寿命周期的所有阶段，以使用效能、时间、成本为约束条件，应用工程和管理的原理、准则和技术，使系统获得可接受的安全性。,25,系统安全的主要特点,早 快 省 好 接口,26,系统安全与传统的技术安全,（1）工作范围 （2）工作方法 （3）工作深度 （4）局部与全面 （5）安全目标值,27,“飞停飞”法Fly-Fix-Fly,28,对于现代成本高昂复杂的系统，既使在第一次试验时发生的事故，也是难于被接受。,“首次安全”的要求 First-Time Safe,29,识别分析评价控制Identify-Analyze-Assess-

6、Control,早期的努力 Upstream Effort 系统安全的核心是危险分析，即对危险的识别分析评价控制。,30,实施系统安全需要进行的两类活动：,系统安全工程 System Safety Engineering 系统安全管理 System Safety Management,31,系统安全工程,System Safety Engineering 应用科学和工程的原理、准则和技术，识别和消除危险，以减少有关风险所需的专门业务知识和技能的一门工程学科。,32,系统安全管理,System Safety Management 为识别、评价、降低及不间断地跟踪、控制和记录在系统、子系统、设备和

7、设施的开发、试验、制造、使用和处理过程中产生的环境、安全和健康事故的风险而采取的所有计划和措施。,33,系统安全管理的主要工作程序,(1) 系统安全管理的文件化 (2) 危险的识别 (3) 风险评估 (4) 风险控制措施的确定 (5) 减少事故风险到可接受水平 (6) 控制措施效果验证 (7) 剩余风险的复查和接受 (8) 危险与剩余风险的跟踪,34,系统安全管理的文件化,1、危险分析风险评价方法的确定 2、将系统安全结合进总体的工作内容中 3、确定危险接受限度 4、确定剩余风险跟踪方法,35,系统安全管理的文件化,系统安全大纲： 制定完成工作的计划 确定执行任务的人选 赋予管理人员的权力 分

8、配人力物力的资源,36,系统安全管理计划,确定安全性能要求建立系统安全组织或职能设定系统安全关键点建立事故调查报告制度确定上报安全相关信息的要求确立接受或记录剩余风险的方法建立报告危险及相关风险和剩余风险的方法规定其他必须满足的特殊安全要求,37,危险的识别,1、系统安全分析 2、软件与硬件 3、环境与用途 4、经验与教训 5、全寿命周期的危险,38,5、事故的严重性 6、事故的可能性,风险评价,39,危险严重性等级表,40,危险可能性等级表,41,风险评价矩阵,15， 不可接受 69， 不希望有 1017，有控制的接受 1820，可接受,42,风险控制措施的确定,1、控制与筛选控制方案 2、

9、反复进行以达到可接受的安全水平,43,减少事故风险到可接受水平,与设计与管理人员沟通 与试验验证人员沟通,44,控制措施效果验证,分析、测试、检查等手段确定剩余风险。 发现新的危险。,45,剩余风险的复查和接受,RAC（风险评价矩阵） 复查和接受部门的确定 复查和接受程序的确定,46,剩余风险,A 已确定危险及其风险 B 未确定危险及其风险 A+B 实际风险 C 被控制的风险 A+B-C 剩余风险,47,1、危险，危险控制与剩余风险。2、跟踪系统的建立（全寿命周期）3、跟踪信息的沟通,危险及剩余风险的跟踪,48,不可接受的设计,* 可能导致“灾难性”或“严重性”事故的单点失效，共因失效，人失误

10、的设计缺陷。 * 可使安全性关键指令和控制功能失效进而导致“灾难性”或“严重性”事故的两个相互独立的人失误或故障。,49,不可接受的设计,* 产生有害的辐射或能量且未采取措施保护人和关键设备 * 可能导致事故的包装特性和搬运过程且未采取措施保护。,50,可接受的设计,至少两个相互独立的人失误或系统故障同时 发生事故才发生 安全关键指令或控制功能，至少三个以上 能主动防止导致事故发生的人失误的系统设计 能主动防止故障传递导致事故的系统设计 能通过对操作和操作次序实施限制来预防事故的系统设计 能控制可导致事故的能量积聚的系统设计,51,可接受的设计,能通过安全系数方法将可能引发事故的机构失效控制到

11、可接受水平的系统设计 利用元件的残留强度或备用运行途径，可暂时容忍其元件失效进而保证安全的系统设计 能主动提出危险状况的进而保证人员反应时间的系统设计 能限制有害原材料供应的系统设计,52,系统安全管理五要素,管理对危险进行全过程跟踪分析和纪录 收集并充分利用各类数据资料及经验教训 安全环境和健康诸内容被及时结合到系统设计中 使系统中有害工作环境和人失误导致事故的风险最小化 使系统使用人员及时了解其安全特性并在决策中加以考虑,53,预防事故的安全技术,1、控制能量 2、危险最小化设计 （1）通过设计消除危险 （2）降低危险严重性 3、隔离 4、闭锁、锁定和联锁 （1）闭锁和锁定 （2）联锁,5

12、4,5、故障安全设计 （1）故障安全消极设计 （2）故障安全积极设计 （3）故障安全工作设计,第五章 事故预防与控制,55,5、故障安全设计,第五章 事故预防与控制,进水阀门,56,6、故障最小化 （1）降低故障率 安全系数 概率设计 降额 冗余 筛选 定期更换 （2）监控,57,6、故障最小化,故障最小化-降低故障率,58,6、故障最小化,故障最小化-降额设计,预期不出现安全性问题的系统； 1分 l安全性 潜在损坏费用高的系统； 2分 危及操作人员生命安全的系统 3分 已经证实的设计；利用标准元件及（或）电路 1分 l可靠性 高可靠性要求，需要专门设计的系统； 2分 为满足先进技术要求需要采

13、用新设计、新方案的系统 3分 易接近、且可以快速、经济修理的系统； 1分 l系统修理 修理费用高、难接近、技术等级高、工作时间长的系统；2分 不能修理、或进行修理经济上不合算的系统 3分 无严格的限制、符合标准方法设计的系统； 1分 l体积与重量 需要专门设计技术、要求难实现的系统； 2分 需要新方案、且设计受严格限制的系统； 3分 修理费用省、无高备件费用的系统； 1分 l寿命周期费用 修理费用较高、备件费用较高的系统； 2分 可能要求完全更换的系统 3分,59,6、故障最小化,故障最小化-概率设计,60,6、故障最小化,故障最小化-备 用 冗 余,61,6、故障最小化,故障最小化-表决冗余

14、,62,6、故障最小化,故障最小化-筛选,取参数 参数限值 检查和试验 元件淘汰,63,6、故障最小化,故障最小化-定期更换,使用制造商提供的故障及寿命数据 注意元件性能的降低和漂移,64,6、故障最小化,故障最小化-监控,四个功能 检测、量度、判断、响应 三大部分 检知、判断、响应,65,7、告警 （1）视觉告警 亮度 颜色 信号灯 小旗和飘带 标记 标志 书面警告 （2） 听觉告警 （3） 嗅觉告警 （4） 触觉告警 （5） 味觉告警,第五章 事故预防与控制,66,7、告警,第五章 事故预防与控制,告警-安全色,红色：禁止、停止、消防和危险 黄色：注意、警告 蓝色：指令、必须遵守 绿色：通

15、行、安全和提供信息,67,7、告警,第五章 事故预防与控制,告警-对比色,黑色：黄色 白色：红、绿、蓝色 黑、白两色也可互为对比色 红色与白色条纹-禁止通行、跨越 黄色与黑色条纹-特别注意 蓝色与白色条纹-指示方向,68,避免和减少事故损失的安全技术,1、隔离 （1）距离隔离 （2）偏向装置 （3） 封闭 2、个体防护 （1）必须进行的危险性作业 （2）进入危险区域 （3）紧急状态下 3、能量缓冲装置 4、薄弱环节 5、逃逸、救生和营救措施,第五章 事故预防与控制,69,避免和减少事故损失的安全技术,第五章 事故预防与控制,损伤抑制-隔离,距离隔离 偏向装置 封闭,70,避免和减少事故损失的安全技术,第五章 事故预防与控制,损伤抑制-防护装备,必须进行的危险性作业 进入危险区域 紧急状态下,71,避免和减少事故损失的安全技术,第