第八章 安全系统工程概述 ·231·
(l) 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。
安全系统工程研究解决的主要问题是：如何控制和消除导致人员死伤，职业病、设备或财产损失，最终以实现在功能、时间、成本等规定的条件下，系统中人员和设备所受的伤害和损失为最小。
一般采用“安全性”来描述安全。与安全对立的概念是危险，同样也可用“危险性”来描述危险。在实际研究与使用中，通常是通过对系统危险性的研究，并以危险性的大小来表达其安全性。假定系统的安全性为S，危险性为D，则有S＝1－D。显然D越小，S就越大，反之亦然。若消除了危险因素，就等于创造了安全。
实现系统的安全识别，分析、预测和评价系统中的危险性，消除或控制系统中所存在的危险是至关重要的。
近20多年来，人们把系统工程应用于安全领域，形成了安全系统工程技术。所以，所谓安全系统工程，即是运用系统工程的原理和方法，对系统或生产过程中的危险性进行识别、分析、评价及预测，并根据其结果，采取综合安全措施予以控制或消除系统中存在的危险因素，使事故发生的可能性减少到最低限度，从而达到最佳的安全状态。
三、安全系统工程的应用能有效防患于未然
大量的实践结果表明，安全系统工程的应用能有效防患于未然。究其原因，最根本的是采用了系统工程的原理与方法来解决安全问题。为什么说采用系统工程的方法来解决安全问题，才能有效地防患于未然呢？其理由如下：
(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。 我们知道，危险性存在于生产过程的各个环节，如原材料、设备、工艺、操作、管理之中。这些危险性是产生事故的根源。安全工作的目的就是要识别、预测、分析、控制和消除这些危险性。使之不致发展成为事故。利用系统可分割的属性，人们就可充分地、不遗漏地揭示存在于系统各要素(元件和子系统) 中所存在的危险性，然后就可以采取措施对危险性加以消除，对不协调的部分加以调整，这就有可能消除事故的根源并使安全状态达到优化。
(2) 使用系统工程的原理和方法，可以了解各要素间的相互关系，消除各要素由于互相依存、互相接合而产生的危险性。
要亲本身可能并不具有危险性。但当进行有机的结合构成系统时，便产生了危险性。这个情况往往发生在子系统的交接面或相互作用时。
人机交接面是多发事故的场所，最突出的例子如人和压力机、传送设备等的交接面。对
·232· 安全工程基础
交接面的控制，在很大程度上可以减少伤亡事故。
危险物的质量、能量贮积都是构成重大恶性事故的物质根源。适当地调整加工量和处理速度，可以大大降低事故的严重性。
(3) 系统工程所采用的一些手段都能用于解决安全问题。
系统工程几乎使用了各种学科的知识，但其中最重要的有运筹学、数学、控制论。系统工程所解决的问题，几乎都适用于解决安全问题。如使用决策论，在安全方面可以预测发生事故可能性的大小；利用排队论，可以减少能量的贮积危险；使用线性规划和动态规划，可以采取合理的防止事故的手段。至于数理统计、概率论、可靠性和模糊数学，则可应用于预测和评价等。
第二节 安全系统工程的研究对象、内容 一、安全系统工程的研究对家
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－机－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。
(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”、“经济人”，更要看作“社会人”，必须从社会学、人类学、心理学、行为科学角度分析问题、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。
(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。
三个子系统相互影响、相互作用的结果就使系统总体安全性处于某种状态。例如，理化因素影响机器的寿命、精度甚至损坏机器；机器产生的噪声、振动、温度、尘毒又影响人和环境；人的心理状态、生理状况往往是引起误操作的主观因素；环境的社会因素又会影响人的心理状态，给安全带来潜在危险。这就是说，这三个相互联系、相互制约、相互影响的子系统构成了一个“人－机－环境”系统的有机整体。分析、评价、控制“人－机－环境”系统的安全性，只有从三个子系统内部及三个子系统之间的这些关系出发，才能真正解决系统的安全问题。安全系统工程的研究对象就是这种“人－机－环境”系统(以下简称“系统”) 。
第八章 安全系统工程概述 ·233·
二、安全系统工程的研究内容
安全系统工程是一种综合性的技术方法。这是因为，在安全系统工程使用中，不仅要应用到系统工程的原理和方法，而且还要熟悉所要研究的系统或生产过程及所应采取的安全技术等。即安全系统工程所包括的内容是广泛的。根据目前国内外的资料可见，安全系统工程的内容主要包括事故成因理论、系统安全分析、安全评价和安全措施四个方面。
(1) 事故致因理论
为防止事故的发生，人们在生产的实践中不断总结经验和教训，研究探索事故的发生规律，以了解事故为什么会发生，事故是怎样发生的，以及如何采取措施予以防范，并依此以模式和理论的形式给以阐述。由于这些模式和理论着重解释事故发生的原因以及针对事故成因，如何采取措施防止事故，故人们就把这些模式和理论称为事故成因理论或事故致因理论。事故致因理论就是从事故的角度研究事故的定义、性质、分类和事故的构成要素与原因体系，分析事故成因模型及其静态过程和动态发展规律，阐明事故的预防原则及其措施。事故成因理论是指导事故预防工作的基本理论。
事故致因理论中的事故模式(是人们对事故机理所作的逻辑抽象或数学抽象，用于描述事故成因、经过和后果，是研究人、物、环境和管理及事故处理这些因素如何作用而形成事故和造成损失的) 对于事故的分析、预防、处理均具有重要的作用。事故模式有很多种，目前世界上较为流行的有13种，它们是系统理论、事故因果连锁论、流行病学论、能量交换模式、不安全行为论、寿命单元改变论、屡次失误模式、人的因素论、人机理论、动机论、同时发生论、决策模式、生物节律论等。
(2) 系统安全分析
系统安全分析是安全系统工程的核心内容，它是安全评价的基础。通过这个过程，人们对系统进行深入、细致的分析，充分了解、查明系统存在的危险性，估计事故发生的概率和习能产生伤害及损失的严重程度，为确定出哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。所以，分析结果的正确与否，关系到整个工作的成败。
系统安全分析法，目前国内外提出的已有数十种之多。综合这些方法，可将其归为文字表格法、逻辑分析法、统计图表分析法、调查实验法和数学解析法等五大类共16种基本方法。名种方法除了它们各有自己的特点(特定的运用范围) 外，其中有不少方法是雷同或重复的。因而，在使用时应设法了解系统，并选用合适的，具有特色的分析法。我国目前较常采用的有事例树，事故树，故障类型影响等分析法和安全检查法及因果分析图法(鱼刺图法) ，事故比重图，事故趋势图，事故控制图，主次图等。
在进行系统安全分析时，可根据需要把分析进行到不同的深度，可以是初步的或详细的定性的或定量的。每种深度都可以得出相应的答案，以满足不同项目和不同情况的要求。
(3) 系统安全评价
安全评价是对系统存在的危险性进行定性或定量的分析，得出系统存在的危险点与发生危险可能性及其程度，以预测出被评价系统的安全状况。
·234· 安全工程基础
安全评价是预测预防事故的高级阶段，它往往是建立在系统安全分析的基础上，结合其伦理论进行的。不同的评价方法有不同的安全评价结果。定性评价的结果只能用大概的度量信息表现，只能让人们知道系统中危险性的大致情况；定量评价的结果则能用较为精确的量值表现，则可以以较为直观的数量形式反映安全的状况。
安全评价是一种预测安全状况的手段，并非防止、控制事故发生的实际措施。安全评价是安全系统工程的重要组成部分与实用性较强的内容。正确的安全评价必须有科学的安全理论做指导，使之能真正揭示安全状况变化的规律并予以准确描述，并以一种可辨识度量的信息显示出来。
安全评价方法可依据评价的目的或采用的基本理论进行分类。目前较常见的方法有定性和定量评价，预先评价，日常评价，事后评价，全面评价，局部评价等。现代安全评价是以系统词学原理、耗散结构理论、现代数学和控制理论等作为其理论基础的。
(4) 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。最典型的例子是美军标准《系统安全程序》，美国道化学公司的安全评价程序，国际劳工组织、国际标准化组织倡导的《职业安全卫生管理体系》。系统安全管理是应用系统安全分析和系统安全评价技术，以及安全工程技术为手段，控制系统安全性，使系统达到预定安全目标的一整套管理方法、管理手段和管理模式。
事故控制措施主要包括宏观控制措施、微观控制措施和安全目标管理。
宏观控制措施是以整个系统作为控制对象，人们是根据系统的安全状况进行决策选定控制措施。通常采用的控制措施主要有法制手段(政策、法令法规、规章制度) ，经济手段(奖、惩) 和教育手段。
微观控制措施是以具体的危险源作为控制对象，人们对系统中固有的危险源和人的不安全行为进行控制。对于固有危险源，具体的控制措施可采用控制、保护、隔离、消除、保留和转移等方法。对人的不安全行为，主要依据行为科学原理，采用人的安全化与操作安全化的方法进行控制。
安全目标管理就是把一定时期内所要完成的安全指标，分解到各具体部门或个人。各接受安全指标的部门或个人，根据自身系统的安全状况，在管理人员的指导下，采取具体控制措施，对系统中的不安全因素进行控制，以达到预期的安全效果。安全目标的实施分目标制定阶段、目标执行阶段和目标成果评价阶段。安全目标管理主要采用法律、行政、经济、教育及技术工程的手段。
第八章 安全系统工程概述 ·235·
三、安全系统工程的方法论
1. 研究方法上的整体化
安全系统工程的研究方法，是从整体观念出发的，它不仅把研究对象视为一个整体，还可以把系统分解为若干个子系统，对每个子系统的安全性要求，要与实现整个系统的安全性指标相符合。对于评价过程中子系统之间或者系统与系统之间的矛盾，都要从总体协调的需求来选择解决方案。因此，系统安全要贯穿到规划、设计、制造、使用、维护等各个阶段。
在系统概念上，系统除了材料，能量，信息三大要素以外，人在系统的各要素中，应格外重视。根据我国和日本的有关事故统计资料表明，包含人的不安全行为造成灾害的次数，一般在90%以上。因此在研究、分析、评价系统安全时，不能忽视人在系统中所起的作用，而是必须从整体出发，全面考虑系统中的各种因素。
2. 技术应用上的综合化
安全系统工程综合应用多种学科、技术、使之相互配合，使系统实现安全化，即系统工程所谓的最优化。
人们在“安全问题”上所研究、遇到的“系统”往往是复杂的。对系统各要素间的关系越揭示得清晰、深刻、精确，就越能得到最佳应用多种技术的成就。因而，在研究综合运用各学科和各项技术过程中，人们从全面的系统观点出发，采用逻辑、概率论、数理统计、模型和模拟技术、最优化技术等数学方法，并用计算机进行处理和分析计算，把系统内部的要素间的关系和不安全状态，用简明的语言、数据、曲线、图表清楚地描述出来或把所研究的问题在定性的基础上数量化表示，显示出那些不易直观觉察的各种要素间的相互关系，使人们能深刻、全面地了解和掌握所研究的对象，作出最优决策，保证整个系统能按预定计划达到安全目标。
(1) 本质安全方法
这是安全技术追求的目标，也是安全系统工程方法中的核心。由于安全系统把安全问题中的人－机(物)－环境统为一个“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。
(2) 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。在产业部门研究与安全有关的人机匹配称为安全人机工程，在人类生存领域研究与安全有关的人机匹配称为生态环境和人文环境问题。显然，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。
(3) 安全经济方法
由于安全的相对性原理，所以，安全的投入与安全(目标) 在一定经济、技术水平条件下有对应关系。也就是说，安全系统的“优化”同样受制于经济。但是，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