第一篇第二章系统安全分析.ppt

1、第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第一节 安全检查表分析 第二节 危险性预先分析 第三节 故障类型、影响及致命度分析 第四节 事件树分析 第五节 危险和可操作性研究 第六节 系统安全分析的其他方法及小结,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,系统安全分析 系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析, 主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系,通常包括如下内容： (1) 对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析。 (2) 对与系统有关的环境条件、设备、人

2、员及其他有关因素进行调查和分析。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,(3)对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。 (4)对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析。 (5)对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析。 (6)对危险因素一旦失去控制,为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,系统安全分析应

3、该遵循的基本原则 1、首先可进行初步的综合性分析得出大致的概况，然后 根据危险性的大小，再进行详细的分析。 2、根据分析对象的不同，选择相应的分析方法。 3、对新建、改建的设计或限定目标进行分析，可选用静 态的分析方法；对运行状态进行分析，则可选用动态的 分析方法。 4、各种分析方法可以互为补充。 5、进行分析时并不需要使用所有的方法，应该根据实际 情况，结合特定环境和资金条件，使分析能够得出正确 的评价。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,常用的系统安全分析方法 (l) 安全检查表分析 第一篇 安全系统工程

4、第二章 系统安全分析(2) 危险性预先分析 (3) 故障类型、影响及致命度分析 (4) 危险和可操作性研究 (5) 事件树分析 (6) 事故树分析 (7) 原因后果分析 （8）系统可靠性分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第一节 安全检查表分析 安全检查表起源于日本。1970年以前，日本交通事故的发生频率很高，交通事故随着机动车辆的增加而直线上升。1970年以后，日本将安全检查表应用于交通安全管理工作中，效果显著。 1970年后，机动车辆大增而交通事故仍然保持在1970年的水平，于是，安全检查表成了日本交通

5、安全管理的秘诀，随后在日本得到推广和认可。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,一、安全检查 定义 安全检查是运用常规、例行的安全管理工作及时发现不安全状态及不安全行为的有效途径,也是消除事故隐患、防止伤亡事故发生的重要手段。 性质 安全检查除了进行经常性的检查外,还应定期地进行群众性的检查。检查的性质可分为普遍检查、专业性检查和季节性检查等。安全检查自始至终应贯彻领导与群众相结合的原则,做到边检查、边整改。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章

6、系统安全分析,内容 安全检查的内容主要是查思想、查管理、查隐患、查事故处理。 查思想:检查企业领导和各级管理人员的思想认识,是否把职工的安全健康放在首位,对安全法规、政策和安全生产方针是否认真贯彻执行。 查管理:主要是检查企业领导是否把安全生产列入议事日程；安全机构、安全教育制度、安全规章制度以及特种作业人员的培训制度是否健全。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,查隐患:通过检查生产设备、劳动条件、安全卫生设施是否符合安全要求以及劳动者在生产中是否存在着不安全行为等,找出不安全因素和事故隐患。 查事故处理: 检

7、查企业对伤亡事故是否及时报告，认真调查； 是否按“三不放过”的要求严肃处理；是否采取了有效措施, 避免类似事故重复发生。幻灯片 101,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,二、安全检查表的定义、用途、形式和类型 定义 安全检查表就是一份实施安全检查和诊断的项目明细表，是安全检查结果的备忘录，也是安全检查的工具和依据。 用途 及时查明各种危险和隐患 实现安全检查的标准化、规范化 监督和纠正违章指挥、违章作业 落实安全责任制，进行安全教育,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第

8、一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,形式 安全检查表的形式很多，既可以按照统一要求的标准格式制作，又可以依据不同的检查目的和对象进行专门设计或调整。 类型 设计审查用安全检查表 厂级安全检查表 车间安全检查表 工段及岗位安全检查表 专业性安全检查表,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,三、安全检查表的编制 依据 有关规程、规范、规定、标准与手册 国内外事故情报 本单位的经验 适用范围 设计、建设一直到生产各个阶段。 格式,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全

9、系统工程第二章 系统安全分析,表1-1 安全检查表的基本格式1,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,表1-2 安全检查表的基本格式2,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,表1-3 安全检查表的基本格式3,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,表1-4 安全检查表的基本格式4,安徽工业大学 Anhui University of Technology,编制

10、安全检查表的程序与方法 1、系统的功能分解,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,2、人、机、物、管理和环境因素 3、潜在危险因素的探求,功能领域1,功能领域2,功能领域n,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安全检查表的编制过程，也是对系统进行安全分析的 过程。通过对系统的全面分析，结合有关资料，找出系统 中存在的隐患、事故发生的可能途径和影响后果等，然后 根据有关法规、规章制度、标准和安全

11、技术要求，完成检 查表的制定工作。 编制安全检查表应注意的问题 全员参与：技术人员、管理人员、操作人员、安技人员深入现场共同编制。 检查项目应全面、具体、明确，突出重点、抓住要害。 各类检查表都有其试用对象，各有侧重，不宜通用。 危险性部位应详细检查。 应与安全系统工程中其他分析方法结合进行。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,四、安全检查表的优缺点 （1）优点 事先编制，有充分的时间组织有经验的人员来编写，做到系统化、完整化，不致于漏掉能导致危险的关键因素。从而提高安全检查工作的效果和质量。 可以根据规定的标

12、准、规范和法规、检查遵守的情况，提出准确的评价。 检查表是与有关责任人紧密相连系的，所以易于推行安全生产责任制，检查后能够做到事故清、责任明、整改措施落实快。 表的应用方式是有问有答，给人的印象深刻，能起到安全教育的作用。表内还可注明改进措施的要求，隔一段时间后重新检查改进情况。 简明易懂，容易掌握。 （2）缺点：定量程度不高。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,五、安全检查表举例 1、金属切削机床设计安全检查表,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,2、变配电站安全检查表,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,3、电焊岗位安全检查表,第一篇

13、安全系统工程第二章 系统安全分析,4、专用工具安全检查表 该表为德国的手持灭火器安全检查表，是根据德国 有关规程标准制定的。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,说明：根据火灾危险程度和厂房类型及大小来确定灭火器 配备数量。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,不同火灾情况的灭火器配备数,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,小 结 目的：检查系统是否符合标准要求 适用范围：从设计、建设一直到生产各个阶段 使用方法：有经验和专业

14、知识人员协同编制，经常使用 资料准备：有关规范标准 人力、时间：最经济 效果：定性，辨识危险性并使系统保持与标准规定一致。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第二节 危险性预先分析 一、危险性预先分析的基本含义、目的、基本要素 基本含义 危险性预先分析是在每项工程活动之前，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，作一概略分析。其目的是辨识系统中存在的潜在危险，确定其危险等级，防止这些危险发展成为事故。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,1.

15、1 安全系统工程概论,危险性预先分析的基本要素 导致灾难性事故的原因来自于人、机、环三个方面。为了预防灾难性的事故的发生，就应当从消除事故主要原因着手，进行危险性分析和预测。 1机的原因 设备、装置结构不良，强度较低，磨损和恶化； 存在有毒有害物质及火灾爆炸危险性物质； 安全装置及防护器具的缺陷等因素；,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,1.1 安全系统工程概论,不安全的机械设备,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,运转机器护罩未

16、装 机器接地装置未装 安全制动控制开关失灵 机器脏乱 机器布置不当 机器设备未依规定保养,1.1 安全系统工程概论,2人的原因 误判断、误操作； 违章指挥、违章作业； 精神不集中、疲劳及身体缺陷等。 所谓误操作是指在生产活动中，作业人员在操作或处理异常情况时，对情况的识别、判断和行动上严重失误。在危险性大的生产作业中，保持作业人员处于良好的精神状态，是避免事故的重要环节。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,1.1 安全系统工程概论,不安全的人的行为 以不安全的方法或速度操作机器设备。 在厂房内嬉戏或跑动。 不专

17、心工作。 睡眠不足，过度疲劳。 长发未加整理或服装松散。 机器不安全的讯号未知处理。 危险机器、物品未按规定场所处理。 焊接火花未予隔离。 发热体的使用及管理，易燃物隔离。 随意接装电线。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,1.1 安全系统工程概论,3环境条件 主要是生产现场生产所用的原材料、半成品、工具、废弃物等不安全状态，还有照明、温度、湿度、通风、噪声、振动等危害，以及由于邻近的火灾爆炸和有毒有害物质的泄漏弥散等所形成的次生灾害。,安徽工业大学 Anhui University of Technology

18、,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,1.1 安全系统工程概论,不安全的环境 危险物品未依安全规定区隔离摆放。 废弃的危险品未依规定处理。 危险物品未依规定标识。 紧急出口有堵塞。 消防设备不足够。 地面及通道不干净。 通风状况不好。 电器配线情况不好。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,1.1 安全系统工程概论,安徽工业大学 Anhui University of Technology,二、危险性预先分析的步骤 确定系统 调查收集资料 系统功能分解 分析、识别危险性 确定危险等级 制定措施 结果汇总，制

19、定危险性预先分析结果表,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,1.1 安全系统工程概论,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,表2-1 危险性预先分析结果汇总表格式示例,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,三、危险性识别（危险源辨识） 危险性的识别，关键是要找到危险源。危险源是导致 事故的根源，它包含潜在危险性、存在状态和触发因素。 危险源的辨识需要有丰富的理论基础和实践知识，一 般可以从以下三方面入手：

20、首先，要考虑的是系统存在的能够致害的能量，因为 致害能量决定了危险源的潜在危险性。,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,能量平衡式 正常：输入能=有用功+正常损耗能 非正常：输入能=有用功+正常损耗能+逸散能,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,能量转换为逸散能的能量有：电能、原子能、机械能、势能、动能；压力和拉力、燃烧和爆炸、腐蚀、放射线、热能和热辐射、声能、化学能等。 破环能量的参

21、考因素和事件：加速度、污染、化学反应、电、火灾、热、温度、泄漏、湿度、氧化、化学 灼伤、结构损害和故障、机械冲击、振动和噪声。 一般来说，能量失控的情况可分为两种类型：物理类型和化学类型，且在各类生产企业中，物理类型的能量失控引起的事故占大多数。,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,（一）物理类型 物理爆炸 锅炉爆炸 机械失控 电气失控 其它物理能量失控 （二）化学类型 直接火灾 间接火灾 自动反应,物理能可分为势能和动能两种形式,通过化学反应转变为物理能,为什么要学习质量管理？,安徽工业

22、大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,其次，在辨识危险源时必须明确危险源的存在状态，以及是否采取了有效的约束措施。 最后，识别导致事故发生的条件因素，这些因素既可以来自系统内部，又可以来自系统外部。,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,此外，危险源的辨识还可以参照一些国家标准 根据国家标准生产过程危险和有害因素分类与代码（GB/T13861）的规定，分为6大类： 物理性危险、有害因素 化学性危险、有害因素 生物性危险、

23、有害因素 心理、生理性危险、有害因素 行为性危险、有害因素 其他危险、有害因素,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,四、确定危险等级 危险性等级的划分要同时考虑事故发生的可能性和后果的严 重程度。在进行危险性预先分析时，一般将风险分成4级。 1级：安全的一般不发生事故或者后果轻微。 2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或财产损失，但应采取措施予以控制。 3级：危险的很可能导致事故发生、造成人员伤亡或者财产损失，必须立即采取措施进行控制。 4级：灾难性的很可

24、能导致事故发生，造成重大人员伤亡或巨大财产损失，必须立即采取措施加以消除。,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,五、危险性控制 采取预防措施的原则： 首先是采取直接措施，即从危险源着手； 其次是采取间接措施，如隔离、个人防护等。 危险性控制的一般着眼点： 防止能量的破坏性作用 降低损失程度的措施 防止人的失误,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,（一）防止能量的破坏性作用 限制能量的集

25、中与蓄积 防止能量逸散 加装缓冲能量的装置 （二）降低损失程度的措施 如设紧急冲浴设备、采用快速救援活动和急救治疗。 （三）防止人的失误 选用机械代替手工 创造安全性较强的工作条件和工作环境 建立健全规章制度、严格监督检查、加强安全教育,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,六、危险性预先分析的优点 (1) 分析工作在行动之前，可及早采取措施，避免考虑不周造成的损失。 (2) 对系统开发、初步设计、制造、安装、检修等做的分析结果，可提供遵循的注意事项和指导方针。 (3) 分析结果可为制定标准

26、、规范和技术文献提供必要的资料。 (4) 根据分析结果可编制安全检查表以保证实施安全，安全检查表可作为安全教育的材料。,七、应用实例 硫化氢输送系统危险性预先分析： 在将硫化氢输送到反应装置的设计初期，分析者只知道在 工艺过程中处理的物质是硫化氢，以及硫化氢的物理和化学性 质如有毒、可燃性等，于是把硫化氢意外泄露作为可能的事 故，分析导致事故发生的原因如下： 盛装硫化氢的压力容器泄露或破裂； 化学反应中硫化氢过剩； 反应装置供料管线泄露或破裂； 在连接硫化氢储罐和反应装置过程中发生泄露。 然后分析事故后果，确定危险源以及应采取的控制措施。 当硫化氢发生大量泄露是附近人员会造成严重伤害，根据泄露

27、 情况将危险程度划分等级。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,为了防止泄露事故发生，分析者向设计人员提出如下建 议： 考虑用一种低毒性物质在需要时能产生硫化氢的工艺； 开发一套收集和处理过剩硫化氢的系统； 采用硫化氢泄漏报警装置； 现场只储存最小量的硫化氢，不会输送、处理过量； 开发符合人机工程学要求的储罐连接程序； 设置由硫化氢泄露监控系统驱动的水封系统封闭储罐； 把储罐布置在远离其他道路、方便输送的地方； 在投产之前，教育、训练职工了解硫化氢的危害，掌握应急程序 。

28、,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,硫化氢输送系统预先危险分析（部分）,硫化氢输送系统危险性预先分析记过汇总见表：,为什么要学习质量管理？,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,家用热水器危险性预先分析表,为什么要学习质量管理？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,小 结 目的：开发阶段，早期辨识出危险性，避免以后走弯路。 适用范围：项目开发前分析原料

29、、主要装置，以及能量失 控时出现的危险性。 使用方法：分析原料、装置等发生危险的可能性及后果， 按规定表格填入。 资料准备：理化特性数据，危险性表，设备说明书。 人力、时间：12个技术人员，时间需要依熟练程度而 定。 效果：得出供设计考虑的危险性一览表,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第三节 故障类型、影响及致命度分析 故障类型及影响分析（FMEA）是美国于1957年最早用于飞机发动机故障分析，因其易掌握且实用性强，故得以迅速推广。美国航天航空局和陆军进行工程招标时，要求承包方提供FMEA资料；日本著名的丰田汽车发动机厂将FMEA与质量管理结合起来，积累了丰富的经验。 FMEA目前在

30、电子、机械、电气等领域广泛应用，国际电工委员会已经颁布FMEA标准，我国有关部门也在制定相应标准。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,一、概述 故障类型及影响分析 故障类型及影响分析是由可靠性工程发展起来的，主要分析系统、产品的可靠性和安全性。其基本内容是查出各子系统或元件可能发生的各种故障类型，并分析它们对系统或产品功能造成的影响，提出可能采取的预防改进措施，以提高系统或产品的可靠性和安全性。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,故障类型及影响分析的目的和要求 故障类型

31、及影响分析按一定程序和表格进行的，通 过分析应达到以下的目的和要求： 1、搞清楚系统 或产品的所有故障类型及其对系统或产品 功能以及对人，环境的影响； 2、对有可能发生的故障类型提出可行的控制方法和手段； 3、在系统或产品设计审查时，找出系统或产品中薄弱环 节和潜在缺陷，并提出改进设计意见，或定出应加强研究 的项目，以提高设计质量，降低失效率，或减少损失；,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,4、必要时对产品供应列入特殊要求，包括设计、性能、可 靠性、安全性、或质量保证的要求 5、对于有协作厂提供的部件及对于应当

32、加强试验的若干参 数需要制定严格的验收标准； 6、明确提出在何处应制定特殊的规程和安全措施，或设置 保护性设备、检测装置或报警系统； 7、为系统安全分析、预防维修提供有用资料。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,二、与故障相关的几个基本概念 故障 所谓故障，一般是指元件、子系统、系统在规定的运行时间、条件内，达不到设计规定的功能或功能下降。 故障是事故、灾害的原因。 故障类型 故障类型是故障的表现形态，可表述为故障出现的方式或对操作的影响。对于不同的产品，故障类型也会有

33、所不同。 如水泵、发电机的故障类型有误启动、误停机、反转、发热、线圈漏电等；阀门等流量调节装置的故障类型有不能开启、不能闭合、开关错误、破损等。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,一般机电产品、设备常见故障类型,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,故障原因 系统、产品的故障原因，主要来自两个方面：一是内在因素，即固有可靠性方面：硬件设计不合理，零部件有缺陷，制造质量低，运输、保管、安装不善；二是外在因素，即使用可靠性方面：环境条件

34、和使用条件。 故障影响 某种故障类型对系统、子系统、元件的操作、功能或状态所造成的影响。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,三、故障类型及影响分析的分析步骤,安徽工业大学 Anhui University of Technology,研究故障检测方法,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,步骤说明 建立故障类型清单、分析故障类型及影响（核心） 一般采用5W1H方法进行故障事故的思考： When: 什么时候发生故障 Where：故障在哪发生的？（哪些地方可能会出现故障？） Why：为什么会出现此故障？ Wha

35、t：故障类型是什么？ How：故障类型对系统造成什么影响？,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,评定故障等级（故障严重度） 故障严重度是指故障所能导致的最严重的潜在后果，并以 伤害程度、财产损失或系统永久破坏加以度量。确定方法 有简单划分法，评点法，风险矩阵法。 （简单划分法） 故障严重度分级表,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析, 故障类型及影响分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,对系统、子系统、元件提问： 故障类型是什么？ 故障类型的影响是什么？ 出现故障的

36、原因是什么？ 如何检测此故障？ 故障严重程度？,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,应用实例电机运行系统故障类型和影响分析 一电机运行系统如下图，该系统是一种短时运行系统，如 果运行时间过长，则可能引起电线过热或者电机过热、短路。 对系统中主要元素进行故障类型和影响分析，结果如表所示。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technolo

37、gy,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,五、致命度分析 什么是致命度分析？ 对可能造成人员伤亡或重大财产损失的故障类型进一步分析致命影响的概率和等级，称致命度分析。 致命度分析的适用对象：系统经初步分析之后的特别严重的故障类型。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,故障类型、影响及致命度分析 致命度分析是故障类型及影响分析的一种扩展，是在故障类型及影响分析的基础上增加一层工作，即计算出这些故障类型影响的致命度有多大，使分析量化。致命度分析与故障类型及影响分析结合使用时，叫做故障类型、影响及致命度分析(FM

38、ECA)。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,致命度分析的目的 尽量消除致命度高的故障类型。 当无法消除故障类型时，应尽量去降低致命度和减少其发生的概率。 提高零部件、产品的可靠性和安全性。 对产品或部件的有关部位采取增设保护装置等措施。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,如何确定致命度？ 方法一：致命度指数判断法：求致命度指数。第一篇 方法二：致命度矩阵评价法：综合考虑故障发生的可能性和造成后果严重度两个方面的因素来确定故障等

39、级。具体方法是把故障概率和严重度都划分为几个等级，然后做出矩阵图。第一篇,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,方法一：计算致命度指数,安徽工业大学 Anhui University of Technology,Cr致命度指数（元件运行100万小时（次）发生致命故障的次数）； n元件的致命性故障类型总数； i第i个致命性故障类型； 元件单位时间或周期的故障率； KA 元件 的测定值与实际运行条件强度修正系数； KE 元件 的测定值与实际行动条件环境修正系数； t元件完成一项任务运行的小时数或周期数； 致命性故障类型

40、与故障类型的比值； 致命性故障类型发生并产生实际影响的条件概率。其值见下表。 106单位调整系数，将Cr值由每工作一次的损失换算为每工作106次 的损失换算系数，经此换算后Cr1。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,致命度分析（或故障类型、影响及致命度分析）的正确 性取决于两个因素： 首先，分析者的水平 其次，可利用的信息,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,方法二：致命度矩阵评价法（若没有故障率数据，只能利用故障类型发生概率，用风险矩阵的方法分析）,安徽工业大学 Anhui University of

41、Technology,概率,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,各故障模式的概率，可根据其出现的概率来评定。分级如下： 级（故障概率很低）在运行期间发生故障的概率很小，以致可忽略，即一种故障模式发生的概率小于全部概率的0.01. 级（故障概率低）在运行期间发生故障是偶然的，即一种故障模式发生的概率为总概率的0.010.1. 级（故障概率中等）在运行期间发生故障的概率为中等，即一种故障模式发生的概率为总概率的0.10.2. 级（故障概率高）在运行期间发生故障的概率是很高的，即一种故障模式发生的概率大于总概率的0.2.,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui Un

42、iversity of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,故障类型、影响及致命度分析表格 故障类型、影响及致命度分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,例如，起重机制动装置和钢丝绳的部分故障类型和影响、 致命度分析（部分）,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,五、特点： 要保证系统或产品的可靠性，最好的方法就是预防故障。为了预防故障就要预测故障的发生，故障类型及影响分析是其中一种有代表性的研究方法。 故障类型及影响分析是通过原因分析系统故障（结果）。 故障类型及影响分析是以功能为中心，以逻辑推理为重点的分析方法。 定

43、性分析方法，便于掌握。 适用于产品设计，工艺设计，装备设计和预防维修环节。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,小 结 目的：辨识故障类型造成的事故后果。 适用范围：主要用于设备和机器故障的分析以及连续 生产工艺。 使用方法：将系统分解，求出零部件发生各种故障类型时， 对系统或子系统产生的影响。 资料准备：系统、装置、设备表、说明书。 人力、时间：熟悉设备故障类型者23人，每人每小时可 分析24项。 效果：定性找出故障类型对系统的影响。,安徽工业大学 Anhui Univ

44、ersity of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第四节 事件树分析 1974年，美国耗资300万美元对核电站进行风险评价，事件树分析(ETA ，Event Tree Analysis)曾发挥过重要作用。现已有许多国家形成了标准化的分析方法。中国也将ETA作为对已发生事故进行技术分析的方法而列入GB 6442-86企业职工伤亡事故调查分析规则之中。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,事件树分析(ETA ,Event Tree Analysis)是从给定的一个初始事件的原因开始，

45、按时间进程采用追踪方法，对构成系统的各要素（事件）的状态（成功或失败）逐项进行二者择一的逻辑分析，分析初始条件的事故原因可能导致的结果，从而定性与定量地评价系统的安全性。 其基本过程就是 从一个初因事件开始，按照事故发展过程中事件出现与不出现，交替考虑成功与失败两种可能性，然后再把这两种可能性又分别作为新的初因事件进行分析，直到分析最后结果为止。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,一、事件树分析的功用 是一个动态分析过程，可以看出系统变化过程。 事件树分析时，事件树上只有成功或失败两种状态，可以快速推断和找出系统的事故，并能指出避免发生事故的途径。 各

46、个系统中各个要素的故障概率，可以概略地计算出不希望事件的发生概率。 找出最严重的事故后果，为事故树确定顶上事件提供依据。 可以对已发生的事故进行原因分析。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,二、分析原理 事件树分析是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各个环节事件成功与失败的过程和结果。任何一个事故都是由多环节事件发展变化形成的。如果这些环节事件都失败或部分失败,就会导致事故发生。 事件树分析是由决策树演化而来的,最初是用于可靠性分析。它的原理是按照系统的构成顺

47、序,从初始元件开始,由左向右分析各元件成功与失败两种可能,直到最后一个元件为止。分析的过程用图形表示出来,就得到近似水平的树形图。 事件树分析可以把事故发生发展的过程直观地展现出来,如果在事件(隐患)发展的不同阶段采取恰当措施阻断其向前发展,就可达到预防事故的目的。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,三、分析步骤 (1)确定初始事件 初始事件是事件树中在一定条件下造成事故后果的最初原因事件。它可

48、以是系统故障、设备失效、人员误操作或工艺过程异常等。一般是选择分析人员最感兴趣的异常事件作为初始事件。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,(2) 找出与初始事件有关的环节事件 所谓环节事件就是出现在初始事件后一系列可能造成事故后果的其他原因事件。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,(3) 画事件树 把初始事件写在最左边,各种环节事件按顺序从左至右排 列；从初始事件画一条水平线到第一个环节事件，在水 平线未端画一垂直线段，垂直线段上端表示成功，下端 表示失败；再从垂直线两端分别向右画水平线到下个环 节事件，同样用垂直线段表示成功和失败两种状态；依

49、 次类推，直到最后一个环节事件为止。如果某一个环节 事件不需要往下分析，则水平线延伸下去，不发生分 支，如此便得到事件树。 (4) 事件树分析的定量计算 事件树的分析的定量计算就是计算每个分支发生的概 率。只要已知各个因素的可靠度，就可依据事件树计算 出系统的可靠度。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,事件树的可靠性计算,串联物料输送系统,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of T

50、echnology,事件树的可靠性计算串联系统,若泵A、阀门B、阀门C的可靠性分别为P(A)、P(B)、P(C) 则系统的成功概率为：P(S1)=P(A)P(B)P(C),第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,并联物料输送系统,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,事件树的可靠性计算并联系统,安徽工业大学 Anhui University of Technology,若泵A、阀门B、阀门C的可靠性分别为P(A)、P(B)、P(C) 系统的成功概率为：P(S2)=P(A)P(B)+P(A)1-P(B) P(C),

51、第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,比较P(S2)和P(S1) P(S2)=P(A)P(B)+P(A)1-P(B) P(C) P(S1)=P(A)P(B)P(C) P(S2)- P(S1)=P(A)P(B)+P(A)1-P(B) P(C)-P(A)P(B)P(C) = P(A)P(B)+ P(A) P(C)-2P(A)P(B)P(C) =P(A)P(B)1- P(C)+ P(A) P(C)1-P(B)0 P(S2)P(S1) 并联系统的可靠性大于串联系统。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,应用举例1行人

52、过马路发生交通事故的事件树分析 解：第一步： 确定初始事件 行人过马路，且行人过马路这一事件包括行人、司机、车辆、马路四个组成对象。 第二步：找出与初始事件有关的环节事件： 路面有无车辆通过？ 行人在车前还是车后通过？ 车前通过，时间是否充足？ 时间不足，司机的表现如何？ 司机采取的措施是否有效？ 第三步：画事件树,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第四步： 事件树分析的定量计算 行人过马路发生

53、车祸的概率为： F(S)=P(B2)P(C2)P(D2)P(E1)P(F2)+P(B2)P(C2)P(D2)P(E2),安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,应用举例2人为差错的事件树分析 设某控制室的操作人员的任务由3项子任务A、B、C组 成，每个子任务都可能成功或失败，其操作顺序是：先操 作A ，再操作B ，最后操作C。未成功完成的子任务是可能 发生的唯一差错，且一个任务的完成不影响其他任务的完 成。试建造事件树和求未完成任务的人为差错的概率。 解：1 系统的分解与各因素的关系 系统由3项子任务组成； 操作顺序

54、为A、B、C； 每项子任务只有成功和失败两种状态,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,2 画事件树,安徽工业大学 Anhui University of Technology,3 定量计算（若已知各子任务成功概率均为0.99） F(S)=1-P(A)P(B)P(C)=1-0.993=0.0394,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,四、事件树分析应注意的问题 （1）对于某些含有两种以上状态的环节的系统，应尽量归纳为两种状态，以符合事件树分析的规律。 （2）逻辑首尾要一贯、无矛盾、有根据。 五、适用范围 设计

55、时找出适用的安全装置，操作时发现设备故障及误操作将导致的事故。 六、事件树分析的优点 （1）简单易懂，启发性强 （2）容易找出由不安全因素造成的后果 （3）既可定性分析，也可定量分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,小 结 目的：辨识初始事件发展成为事故的各种过程及后果。 适用范围：设计时找出适用的安全装置，操作时发现设备故 障及误操作将导致的事故。 使用方法：各事件发展阶段均有成功和失败的两种可能，由 初始事件经过各环节、阶段，一直分析出事件 发展的各种最后结果。 资料准备：有关初始事件和各种安全措施的知识

56、。 人力、时间：24人组成小组，分析小型单元几个初始事件 需36天，大型复杂单元需24周。 效果：定性和定量，找出初始事件发展的各种结果，分析其 严重性可在各发展阶段采取措施使之朝成功方向发展。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,第五节 危险和可操作性研究 危险和可操作性研究（Hazard and Operability Study，HAZOP）是英国帝国化学工业公司于1974年针对化工装置而开发的一种危险性分析方法。 因此，HAZOP最初是用于化工过程安全分析，目前其应用已扩展至机械、运输、软件开发等许多领域

57、，并在实践中形成了多种应用类型，如过程HAZOP、程序HAZOP、人的HAZOP、软件HAZOP等等。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,一、基本概念 危险和可操作性研究是一种基于“引导词”的、由多 专业人员组成的研究组通过一系列的会议来实施的、对系 统工艺或操作过程中存在的可能导致有害后果的各种偏差 加以系统识别的定性分析方法。 二、原理 “工艺流程的状态参数一旦与设计规定的基准状态发 生偏离，就会发生问题或出现危险”。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全

58、系统工程第二章 系统安全分析,基本术语 工艺参数： 生产工艺的物理或化学特性，如反应、混合、浓度、pH 值、温度、压力、相态、流量等。 偏差： 偏差=应有现象或给定值-实际现象或可能现象 引导词： 在危险源辨识的过程中，为了启发思维、激发人对系统偏差产生联想的简单词语，分析工艺过程状态如何让偏离设计规定的基准状态。如多、少、没有、相反、部分都可以作为引导词，此外引导词还可以依据分析的对象进行扩展，如“多”可以扩展为过多、过大、偏高等。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,三、分析过程 危险和可操作性研究的基本过程

59、是先（以关键词为引 导）找出系统运行过程中工艺状态参数的变化(即偏差)，然 后分析偏差产生的原因、造成的后果及可采取的对策。 四、分析形式 采用表格式分析形式，具有专家分析法的特性，是一种 启发性的、实用性的定性分析方法。 背景各异的专家们如若在一起工作，就能够在创造性、 系统性和风格上互相影响和启发，能够发现和鉴别更多的问 题，要比他们独立工作并分别提供工作结果更为有效。,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,五、应用条件 分析评价人员熟悉系统，有丰富的知识和实践经验。 六、适用范围 主要适用于连续性生产系统的安全分析与控制，如化工系统、热力、水力系统的安全分析。,安徽工业大学 Anhui University of Technology,第一篇 安全系统工程第二章 系统安全分析,七、研究问题和分析步骤