安全系统原理

1、安全科技概论 安全系统原理 授课班级：安管7班 安全科技概论 系统 第一节 系统工程 第二节 安全系统 第三节 安全系统原理 安全系统工程 第四节 引言 系统是什么？ 系统及其特性 系统就是由相互作用和互相 依赖的若干组成部分集合成的具 有特定功能的有机整体。而这个 “系统”本身往往又是它所从属 的一个更大系统的组成部分。 系统及其特性 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。 系统的特性有：整体性、 相关性、目的性、有序性、 环境适应性。 系统及其特性 相关性 构成系统的各要素之间、要素与子系统之间都存在着相互联系、相互 依赖、相互作用的殊关系，通过这些关

2、系使系统有机地联系在一起，发挥 其特定功能。 目的性 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，而这 正是区别这系统和另一系统的标志。 系统及其特性 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、 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。 系统及其特性 环境适应性 系统是由许多特定部分组成的有机集合体，而这个集合以外的部分就是系统的 环境。一方面，系统从环境中获取必要的物质、能

3、量和信息，经过系统的加工、处 理和转化，产生新物质、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。环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，必须能够适应部环境的变化。 系统工程 系统工程对所有系统都具 有普遍适用性。 系统工程属于工程技术范 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。 系统工程是用现代科学方法组织管理各种系统的规划、设计、生产和使用的一门 科学，是指系统所有组成部分的综合，以达到全系统最优的效率。 安全系统 安全问题是一个复杂的系统工程问题。一般地讲，纯技

4、术领域的安全系统比如 一台设备、器具，可能只涉及机和物；而于一个车间甚至一个工厂，考虑安全问题 的系统范围，则不只机和物，还和环境有关。安全问题的影响因素都是有人机 环三个方面构成，故而安全系统由与安全问题相关的因素组成。 人机 环境 安全系统 安全系统的特性：客观性、开放性与动态性、确定性与非确定性、安全系统是 有序与无序的统一体。 开放性与动态性：安全系统是客 观存在的。这是因为安全系统是建立 在安全功能构件的物质基础之上。同 时安全系统总是寄生在客体（另一个 系统）中。 客观性：客观性一般表现为物 质性。安全系统作为抽象的系统， 其客观性的表现只能通过把概念性 的东西转化为物质性、实体性

5、的东 西。 安全系统 序主要反映事物的组成规律和时域。有序通常同稳定性、规则性相关 联，无序通常与稳定、无规则相关联。安全生产事故发生是有规律可循 的；但对于单个事故来说，发生的时间和空间是没有规律的。 确定性与非确定性：确定性是指安全系统的演化规则是确定的，非 确定性是指演化方向、演化结果不确定。 安全系统工程 安全系统工程 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。 01 理论基础 02 追求 03 重点 04 预期目标 研究内容：如何利用系 统工程的原理和方法确保 实现系统安全功能的科学

6、技术，其主要技术手段有 系统安全分析、系统安全 评价和安全决策与事故控 制。 安全系统工程 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。 系统安全评价 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风险事故大小，以此与 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，使降至该标准以下。 安全系统工程 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

7、管 理手段和法，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，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，对系统实全面、全过程的安全管理，实现对系统的安全目标控 制。 安全系统工程方法 5 4 3 2 1 从系统整体出发的研究方法 本质安全方法 人一机匹配法 安全经济方法 系统安全管理方法 安全系统工程方法 从系统整体出发的研究方法 在系统研究过程中， 子系统和系统之间的矛盾 以及子系与子系统之间的 矛盾，都要采用系统优化 方法寻求各方面均可接受 的满意解。 把安系统工程的优 化思路贯穿到系统的规 划、设计、研制和使用 等各个阶段中。

8、必须从系统的整 体性观点出发，从系 统的整体考虑解决安 全题的方法、过程和 要达到的目标。 安全系统工程方法 从系统整 体出发的 研究方法 A 安全检查表法 B 预先危险性分析 C 故障类型和影响分析 D 危险性和可操 作性研究 E 事件树分析 F 事故树分析 G 因果分析 安全系统工程方法 安全检查表法 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。 检查项目检查内容检查依据检查结

9、果备注 安全生产管理机构 安全教育培训 个体防护及劳动保护 检查人： 被检单位负责人： 年 月 日 安全系统工程方法 预先危险性分析 在每项工程活动运转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 措施等，做一宏观概略分析。 系统： 运行方式： 分析日期： 危险源事故情况事故原因事故的可能性危害后果危险等级控制措施 安全系统工程方法 故障类型和影响分析 由可靠性工程发展起来的，主要分析系统各组成部分、原件、产品的可靠性和安全 性。它将系统分割成子系统或若干原件，然后对各个组成部分逐个分析，寻求各组成部 分可能发生的

10、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， 查明各种故障类型对整个系统的影响，并提出防止或消除事故的措施，以提高系统或产 品的可靠性和安全性。 子系统或设备部件子系统或设备部件故障类型故障类型故障原因故障原因故障影响故障影响故障的识别故障的识别校正措施校正措施 本质安全最初用于电气、仪表设备，主要是指利用本身构造的设计，防 止电火花的产生免引起火灾或爆炸，这是设备自身本质上的安全设计。 安全系统把全问题中的人一机（物）一环境作为一个“系统”来考虑， 因此不管是从研究内容来考虑还是系统目标来考虑，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。 本质安全法

11、安全系统工程方法 人一机匹配是指在人机系统设计的过程中，要根据人和机器各自的特点， 合理地设系统，使人机系统在生产过程中达到安全、高效的目的。 人员适合从事要求智力、视力、听力、综合判断力、应变能力及反应能力 的工作，而机器于承担功率大、速度快、重复性作业及持续性作业的任务。 应该注意，即使是高度自动化机器，也需要人员来监视其运行情况；另外， 在异常情况下需要由人员来操作，以保证全。 人一机匹配法 安全系统工程方法 安全系统的“优化”受制于安全经济的投入。但是，由于安全经济的殊 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、安效益评价指标的多目标性、安全经济投入与效

12、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算方法。 安全经济方法 安全系统工程方法 所谓安全管理就是管理者对安全生产进行的计划、组织、指挥、协调和控 制等一系列活，以保护职工在生产过程中的安全与健康，保护国家和集体的 财产不受损失，促进企业改管理，提高效益，保障事业的顺利发展。 安全管理是企业管理的一个组成部分，与生产管理密切联系，互相影响， 互相促进。为防止伤亡事故和职业危害，必须从人、物、环境以及它们的合 理匹配这几个方面采取对策。 系统安全管理方法 安全系统工程方法 安全系统工程基础 逻辑运算 逻辑运算又称布尔运

13、算，逻 辑常量只有两个，即0和1，用来 表示两个对立的逻辑状态，比如 是与否，真与假，对与错等。在 逻辑代数中，最基本的逻辑有3 中：与、或、非。 01 与 逻辑乘运算，z=ab 02 或 逻辑加运算，z=a+b 03 非 逻辑加运算，z(a)=a 决定件z的条件a与b全部具备时，事件z才会发生，否则 不会发生。 与运算 安全系统工程基础 决事件z的条件a或b只要一个或两个全具备时z才会发生。 当a与b都不具备时，z才不会发生。 或运算 决定事件z的条件为a时，z与a相反a存在，z则不会发生， 反之亦然。 非运算 Z=ab Z=a+b+ Z=a 布尔代数运算法则 幂等法则 A+A=A AA=A

14、 互补法则 A+A=1 A A=0 交换法则 A+B=B+A A B=B A 可靠性工程 可靠性问题 随着科学技术的飞速发展，生产的自动化水平不断提高，生产设备结构复杂，如 核电站工业系统、大型冶金工业系统、大型化工企业、航天飞机、高速铁路等都实现 自化生产。系统中的任何一个环节，一个零部件突然失灵，都会给系统带来不可估量 的损失。所以要研究零部件、机器设备的可靠性，还要研究系统的可靠性。 定义 可控制的接受水平。为了达到这一目标，就要知道人们生活与工作环境内 各种设备（产品）发生失效和人员失误的概率以及失效可能导致的人身伤亡 和重大经济损失。 可靠性工程 可靠性 可靠性是指产品在规定条件下和

15、规定时间内完成规定功能的能力。 01 规定的时间 在人机系统中，由于目的和 功能不同，对系统正常工作时间 的要求也就不同。若没有时间的 要求，就无法对系统在要求正常 工作时间能否正常工作做出合理 判断。 02 规定的条件 人机系统所处条件包括使用条 件、维护条件、环境条件和操作条 件。系统能否正常工作上述各种条 件密切相关。条件的改变，会直接 改变系统的寿命，有时相差几倍， 甚至几倍。 可靠性工程 03 规定功能 人机系统的规定功能常用各种性能指标来描述，人机系统在规定时间、规 定条件下各项标都能达到，则称系统完成了规定功能，否则称为“故障”或“失 效”。因此对失效的判据是要的，否则无据可依，使可靠性的判断失去依据。 04 能力 在可靠性定义中的“能力”具有统计意义，如“平均无故障时间”越长，可靠 性就越高。由人机系统相当广泛，且各有不同，因此，度量系统可靠性“能力”的 指标也很多，