安全系统工程第二章系统安全分析

1、安全系统工程第二章系统安全 分析 第二章 系统安全分析 安全系统工程第二章系统安全分析 系统安全分析的主要内容 初始的、诱发的 直接危险因素 与系统有关环境、 设备、人员等 能够控制或根除 危险因素的措施 控制危险因素的 措施及实施方法 危险因素失去控制 可能出现的后果 安全防护措施 安全系统工程第二章系统安全分析 系统安全分析常用方法 安全检查表（安全检查表（SCL） 预先危险性分析（预先危险性分析（PHA） 故障类型及影响分析（故障类型及影响分析（FMEA） 危险性与可操作性研究（危险性与可操作性研究（HAZOP） 鱼刺图分析鱼刺图分析 系统可靠性分析系统可靠性分析 事件树分析（事件树分析

2、（ETA） 事故树分析（事故树分析（FTA） 原因原因-后果分析（后果分析（CCA） 安全系统工程第二章系统安全分析 系统安全分析方法的分类 定性分析法 定量分析法 归纳法 演绎法 动态分析法 静态分析法 安全系统工程第二章系统安全分析 定性分析：对影响系统、操作、产品或人身安全的全部因素，进行非数 学方法的研究与分析，或对事件只给定“0”或“1”的分析程序，而 “0”或“1”这两个数值的意义只表示某事件发生或不发生。 定量分析：在定性分析的基础上，运用数学方法与计算工具，分析事故、 故障及其影响因素之间关系和数量变化规律。 安全系统工程第二章系统安全分析 定性分析 安全系统工程第二章系统安全

3、分析 1、安全检查表分析（SCL） 安全检查的性质 普遍检查 专业性检查 季节性检查 安全检查的内容 查领导查思想查管理查隐患查整改 安全系统工程第二章系统安全分析 安全检查表的定义 运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机器装置 和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，事先对检 查对象加以剖析、分解、查明问题所在，并根据理论知识、实 践经验、有关标准、规范和事故情报等进行周密细致的思考， 确定出检查的项目和要点，列成表格进行分析。 安全系统工程第二章系统安全分析 安全检查表编制依据 （1）有关法律、法规、规程、规范、规定、标准与手册。 （2）本单位的经验。 （3）国内外事故案例。

4、（4）系统安全分析的结果。 安全系统工程第二章系统安全分析 2、预先危险性分析（PHA） 定义 在每项工程活动运转之前或技术改造之后，对 系统存在的危险性类型、来源、出现条件、导致事 故的后果以及相关措施等，做一宏观概略分析。 安全系统工程第二章系统安全分析 分析内容 （1）识别危险的设备、零部件、并分析其发生的可能性条件。 （2）系统中各子系统、各元件的交界面及其相互关系的影响。 （3）原材料、产品，特别是有害物质的性能及贮运。 （4）工艺工程及其工艺参数或状态参数。 （5）人机关系。 （6）环境条件。 （7）用于保证安全的设备、防护装置等。 安全系统工程第二章系统安全分析 级别级别 危险危

5、险 程度程度 可能导致的后果可能导致的后果 I级安全的一般不会发生事故或后果轻微，可以忽略 II级临界的 有导致事故的可能性，且处于临界状态，暂时 不会造成人员伤亡和财产损失，但应该采取措 施予以控制 III级危险的 很可能导致事故发生、造成人员伤亡和财产损失， 必须立即采取措施进行控制 IV级灾难性的 破坏性的，很可能导致事故发生、造成人员严重伤 亡或财产巨大损失，必须立即设法采取措施予以消 除 安全系统工程第二章系统安全分析 3、故障类型及影响分析（FMEA） 主要分析系统各组成部分、元件、产品的可靠性和安全性。 根据实际将系统分割成子系统，或进一步分割成元件。然后对系统的各个 组成部分进

6、行逐个分析，寻求各组成部分中可能发生的故障、故障因素， 以及可能出现的事故、可能造成人员伤亡的事故后果，并提出防止或消除 的措施，提高系统的可靠性和安全性。 安全系统工程第二章系统安全分析 有关概念 故障 故障类型 故障检测机制 故障原因 故障影响故障严重度 安全系统工程第二章系统安全分析 级别级别 危险危险 程度程度 可能导致的后果可能导致的后果 I级轻微的 不足以造成危害或系统破坏，但需要维护和 修理 II级临界的 可能造成轻度的伤害和系统破坏，但可排除 和控制 III级严重的 可能导致严重伤害和系统破坏，须立即采取措施 进行控制 IV级致命的可能导致死亡或系统损失，必须设法予以消除 安全

7、系统工程第二章系统安全分析 级别级别故障出现可能性故障出现可能性故障概率故障概率 A非常容易发生10-1 B容易发生10-2 C较容易发生10-3 D不容易发生10-4 E难以发生10-5 F极难发生10-6 安全系统工程第二章系统安全分析 4、危险性与可操作性研究分析（HAZOP） 审查新设计或已有工厂的生产工艺和工程总图，以评价因装置、 设备的个别部分的误操作或机械故障引起的潜在危险，并评价 其对整个工厂的影响。 头脑风暴法（Brainstorming） 安全系统工程第二章系统安全分析 意图意图 偏差偏差 原因原因 后果后果 引导词引导词 工艺参数工艺参数 安全系统工程第二章系统安全分析

8、引导词引导词意义意义说明说明 否 对标准值完全否 定 完全没有完成规定功能，什么都没有发生 多数量增加 包括数量的多与少，性质的好与坏，完成功能程序的高与低 少数量减少 而且质的增加 完成规定功能，但有其他事件发生 部分质的减少 仅实现部分功能，有的功能没有实现 相反 逻辑上与规定 功能相反 对于过程：反向流动、逆反应、程序颠倒 对于物料：用催化剂还是抑制剂 其他其他运行状况 包括：其他物料和其他状态、其他过程、不适应的运行过程、 不希望的物理过程等 安全系统工程第二章系统安全分析 5、鱼刺图 人的不安全行为人的不安全行为 物的不安全状态物的不安全状态 自然环境自然环境 从大到小，从粗到细，由

9、表及里从大到小，从粗到细，由表及里 安全系统工程第二章系统安全分析 定量分析 安全系统工程第二章系统安全分析 1、系统可靠性分析 基本概念 （1）可靠性和可靠度 可靠性可靠性 可靠度可靠度 定性定性 定量定量 能力能力 概率概率 安全系统工程第二章系统安全分析 基本概念 （2）维修度 指系统发生故障后在规定的条件下和维修容许时间内完成维修的概率。 （3）有效度 是对于可修复系统在规定的使用条件和时间内能够保持正常使用状态 的概率。 )()(1)(),(MtRtRtA 安全系统工程第二章系统安全分析 基本概念 （4）安全性 指人们在某一种环境中工作或生活感受到的危险或危害是已知的，并且 是可控制

10、在可接受的水平上的。 （5）风险性 指在一定时间内，造成人员伤亡和财产损失的可能性。 风险度=事件发生概率损失大小 安全系统工程第二章系统安全分析 可靠度、维修度和有效度常用度量指标 （1）平均无故障时间（MTTF） 0 )(dtttfMTTF （2）平均故障间隔时间（MTBF） n t MTBF n i i 1 安全系统工程第二章系统安全分析 （3）平均故障修复时间（MTTR） n MTTR n i i 1 安全系统工程第二章系统安全分析 系统可靠度计算 （1）串联系统可靠度 设一个串联系统中各子系统的可靠度是相互独立的，且分别为 R1,R2,Rn，则这个串联系统的可靠度为： n i is

11、RRRRR 1 n21 安全系统工程第二章系统安全分析 （2）并联系统可靠度 v 热储备系统 ）（ n i is RR 1 -1-1 安全系统工程第二章系统安全分析 v冷储备系统 若各部件的故障率相等，则系统的可靠度为： N i i t s i t eR 0 ! t ）（ 安全系统工程第二章系统安全分析 v冷储备系统 若各部件的故障率不相等，则系统的可靠度为： N i t N ik k ik k s i eR 0 1 1 t ）（ 安全系统工程第二章系统安全分析 v 基本含义 从给定的一个初始事件的事故原因开始，按顺序分析向前 发展中各个环节成功与失败的过程和结果，从而定性与定量地 评价系统的

12、安全性，并由此获得正确的决策。 2、事件树分析（ETA） 安全系统工程第二章系统安全分析 3、作业条件危险性分析 v 概述 研究在具有潜在危险环境中作业的危险性。 v 方法 D=LEC 安全系统工程第二章系统安全分析 L分值分值事故或危险事件发生的可能性事故或危险事件发生的可能性 10*完全会被预料到 6相当可能 3不经常，但有可能 1*完全意外，极少肯能 0.5可以设想，但很不可能 0.2极不可能 0.1实际上不可能 L:事故或危险事件发生的可能性事故或危险事件发生的可能性 安全系统工程第二章系统安全分析 E:暴露于危险环境的频率暴露于危险环境的频率 E分值分值暴露于危险环境的频率暴露于危险

13、环境的频率 10*连续暴露于潜在危险环境 6逐日在工作时间内暴露 3每周一次或偶然暴露 2每月暴露一次 1*每年几次出现在潜在危险环境 0.5非常罕见地暴露 安全系统工程第二章系统安全分析 C:发生事故或危险时间后产生的结果发生事故或危险时间后产生的结果 C分值分值可能结果可能结果 100*大灾难，许多人死亡 40灾难，数人死亡 15非常严重，一人死亡 7严重，严重伤害 3重大，致残 1*引人注目，需要救护 安全系统工程第二章系统安全分析 D:作业条件的危险性作业条件的危险性 D分值分值危险程度危险程度等级等级 320极其危险，不能断续作业I 160-320高度危险，需要立即整改II 70-1

14、60显著危险，需要整改III 20-70可能危险，需要注意IV 20稍有危险，或许可以接受V 安全系统工程第二章系统安全分析 优点：简单，易于掌握操作，划分清楚，醒目 缺点：根据经验来确定3个因素的分数值，具有局限性 安全系统工程第二章系统安全分析 4、事故树分析（FTA） 结果（顶上事件）原因（底事件） 逻辑符号连接逻辑符号连接 直接原因（基本事件） 安全系统工程第二章系统安全分析 安全系统工程第二章系统安全分析 安全系统工程第二章系统安全分析 事故树的构成 1、事件及事件符号 （1）结果事件：是由其他事件或事件组合组合所导致的事件。用矩形符号表 示。分为顶上事件顶上事件和中间事件中间事件。

15、 安全系统工程第二章系统安全分析 （2）基本事件：是由其他事件的原因事件。因总是位于事故树的底部， 因而又称低事件。分为原因事件（圆形）原因事件（圆形）和省略事件（菱形）省略事件（菱形）。 原因事件原因事件 省略事件省略事件 安全系统工程第二章系统安全分析 （3）特殊事件：需要表明其特殊性或引起注意的事件。分为开关事件开关事件 （房形）（房形）和条件事件（椭圆形）条件事件（椭圆形）。 开关事件开关事件条件事件条件事件 安全系统工程第二章系统安全分析 2、逻辑门及其符号 （1）与门：表示当且仅当所有当且仅当所有输入事件都发生都发生时，输出事件才发生。 与门与门 安全系统工程第二章系统安全分析 （

16、2）或门：表示至少一个至少一个输入事件发生时发生时，输出事件才发生。 或门或门 安全系统工程第二章系统安全分析 （3）非门：表示输出事件是输入事件的对立事件输出事件是输入事件的对立事件。 非门非门 安全系统工程第二章系统安全分析 （4）特殊门 1）表决门：表示当且仅当n个输入事件中有m（mn）个或m个以上事件同 时发生时，输出事件才发生。 表决门表决门 安全系统工程第二章系统安全分析 2）异或门：表示当且仅当n个输入事件中有m（mn）个或m个以上事件同 时发生时，输出事件才发生。 异或门异或门 安全系统工程第二章系统安全分析 3）禁门：表示当且仅当条件事件a发生时，输入事件的发生才能导致输出

17、事件才发生。 禁门禁门 安全系统工程第二章系统安全分析 4）条件与门：表示不仅输入事件同时发生，且必须满足条件a同时，输出 事件才发生。 条件与门条件与门 安全系统工程第二章系统安全分析 5）条件或门：表示输入事件至少有一个发生，且同时满足条件a的情况下， 输出事件才发生。 条件或门条件或门 安全系统工程第二章系统安全分析 事故树的定性分析 目的：根据事故树结构查明顶上事件发生的途径，确定顶上事件的发生模式、 起因及影响程度。 最小割集最小割集最小径集最小径集 结构重要结构重要 度度 安全系统工程第二章系统安全分析 3、转移符号 当事故树规模很大或整个事故树中包含有相同的部分树图时，为了化简， 便用转移符号。 安全系统工程第二章系统安全分析 最小割集 割集：同时发生能够导致顶上事件发生的基本事件的集合 割集割集 故障模式故障模式 安全系统工程第二章系统安全分析 最小割集：导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。 最小割集指明了哪些基本事件同时发生，就可以引起顶上事 件发生的事故模式。 安全系统工程第二章系统安全分析 （1）表示系统的危险性； （2）表示顶事件发生的原因组合； （3）为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施； （4）利用最小割集可以判定事故树中基本事件结构重要度和方便 地计算顶上事件发生的概率。 安全系统工程第二章系统安全分析 最小径集：不能导致顶上事件发