安全工程基础第八章(安全工程基础教材)(3)

2019-08-01 23:39

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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测算方法。

3. 安全管理科学化

安全工作中的规划、组织、控制和决策等统称为安全管理。安全管理工作对实现系统安全、经济效益等方面具有重要意义。所以,科学化的管理对实现系统安全至关重要。从安全系统工程的主要6个任务(即寻找,发现系统事故隐患;预测由故障引起的危险;选择,制定和调整安全措施方案和安全决策;组织安全措施和对策的实施;对措施的效果进行全面的评价;不断采取改善措施,以求得最佳效果) 可以体现出安全管理科学化的主要特征。

第三节 安全系统工程的产生与发展 事故给人类带来无数灾难,严重地制约了经济发展和社会进步,甚至对人类生存构成巨大威胁。然而,事故的影响也并非都是消极的。它和其他事物一样,也有积极的一方面。首先,事故具有鲜明的反面教育的作用,它向人们展示了破坏的恶果,教人们必须按照科学规律办事。其次,事故是一种特殊的科学实验。一个系统发生事故,说明该系统存在这样那样的不安全、不可靠的问题,从而以事故的形式弥补了设计时应做而没做,或想做而没敢做(没钱做) 的实验。人们通过对事故的调查、分析,找出事故原因,研究并采取了有效控制事故的措施,改变了系统工艺、设备,从而提高了系统的性能,发展了专业技术。第三,事故也是诞生新的科学技术的催化剂。事故的强大负面效应对人类产生巨大的冲击作用,从而激发人类以更大的决心和更大的力量研究事故。通过对事故信息、资料的收集、整理、分析、研究,也就是充分开发利用“事故资源”,一个崭新的自然科学学科就在人们这种不懈努力与坚苦卓绝的斗争中诞生了,这就是作用力与反作用力的作用机制。在科学技术发展的历史长河中,几乎每一个学科的诞生都离不开事故这种反作用力的作用。

安全系统工程也正是在这种事故的反作用下应运而生的。安全系统工程产生于20世纪60年代初期美英等工业发达国家。这一时期,由于美国在导弹系统研发过程中仅仅一年半的时间就连续发生四起重大事故,造成惨重损失,从而迫使美国空军以系统工程的基本原理和管理方法来研究导弹系统的安全性、可靠性,并于1962年提出了“弹道导弹系统安全工程”,制定了“武器系统安全标准”;1963年提出了“系统安全程序”;到1967年7月由美国国防部确认,将该标准提格为美军标准;之后又经两次修订,成为现在的MIL-STD-882B“系统安全程序要求”。它以标准的形式规范了美国军事系统的工程项目在招标以及研发过程中对安全性的要求和管理程序、管理方法、管理目标。这就是由事故引发的军事系统的安全系统工程。

原子弹是可怕的,从而在人们的心里存在着对以放射性物质为动力的核电站的恐惧心理。因此,在社会压力下各国的政府对核电站的要求极其严格,同时在核安全方面的研究投入了巨大的人力、物力。英国在这方面的研究开始比较早,到20世纪60年代中期就已建成了系统可靠性服务所和可靠性数据库,成功开发了概率风险评价(PRA) 技术,从而以概率来

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计算核电站系统风险大小以及是否可以接受。到1974年美国原子能委员会发表了拉斯姆逊教授的“商用核电站风险评价报告”(WASH-1400) ,从而成功地开发应用了系统安全分析和系统安全评价技术。该报告的科学性和对事故预测的准确性得到了“三理岛事件”(核电站堆芯熔化造成放射性物质泄漏事故) 的证实。这就是核工业的安全系统工程。

化工企业的危险性和化工事故的危害性是众所周知的。随着工业规模的扩大和事故破坏后果的日益严重化,迫使化工企业加倍努力,严格控制事故,特别是化工厂的火灾爆炸事故。为此,美国道化学公司于1964年发表了化工厂“火灾爆炸指数评价法”,俗称道氏法。该法经过多年的实用,修改了6次,出了第七版,并出版了教科书。该法是以根据化学物质的理化特性确定的物质系数为基础,综合考虑一般工艺过程和特殊工艺过程的危险特性,计算系统火灾爆炸指数,评价系统损失大小,并据此考虑安全措施,修正系统风险指数。之后,英国帝国化学公司在此基础上开发了蒙德评价法,日本提出了岗三法、正田法。20世纪70年代日本劳动省发表的评价方法,另辟蹊径,它是以分析与评价,定性评价与定量评价相结合为特点的“化工企业安全评价指南”,亦称“化工企业六步骤安全评价法”。该评价法是一种对化工系统的全过程如何进行评价的管理规范。它不仅规定了评价方法、评价技术,也规定了系统生命周期每个阶段用哪种评价方法,如何进行评价等。这就是化工系统的安全系统工程。

民品工业也存在安全系统工程的诞生与发展问题。20世纪肥年代正是美国市场竞争日趋激烈的年代,许多新产品在没有得到安全保障的情况下就投放市场,造成许多使用事故,用户纷纷要求厂方赔偿损失,甚至要求追究厂商刑事责任,迫使厂方在开发新产品的同时寻求提高产品安全性的新方法、新途径。这期间,在电子、航空、铁路、汽车、冶金等行业开发了许多系统安全分析方法和评价方法,这也可以称之为民品工业的安全系统工程。

在我国,安全系统工程的研究、开发是从20世纪70年代末的开始的。天津东方化工厂应用安全系统工程成功地解决了高度危险企业的安全生产问题,为我国各个领域学习、应用安全系统工程起了带头作用。其后是各类企业借鉴引用国外的系统安全分析方法,对现有系统进行分析。到80年代中后期,人们研究的注意力逐渐转移到系统安全评价的理论和方法,开发了多种系统安全评价方法,特别是企业安全评价方法,重点解决了对企业危险程度的评价和企业安全管理水平的评价。

这期间,许多专家学者的相关专著也相继问世了,以系统的观点、方法,系统地总结了国内外安全系统的理论与方法,这些论著的共同观点是:

(1) 安全系统工程是在事故逼迫下产生的。安全系统工程也好,系统安全工程也好,都是在人类从事社会经济活动中由于发生事故的规模如此巨大,事故损失如此惨重,以致人们再也承受不起这么严重的灾难,不得不在现有安全工程技术基础上,寻找能够预测、预防、预控事故的科学技术,安全系统工程就是在这样的背景下诞生的。即,预先的系统安全分析、系统安全评价技术和对系统整个生命周期实施全过程安全控制的系统安全管理工程。

(2) 现代科学技术的发展为安全系统工程的产生提供了必要条件。20世纪40年代产生了系统可靠性工程,50年代出现了系统工程,以及这一期间现代数学和计算机技术的迅速

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发展,使安全系统工程在20世纪60年代产生成为科学技术发展的必然产物,也是相关学科相互影响的必然结果。

(3) 美国导弹技术的开发促使安全系统工程的诞生,但它不是安全系统工程产生的唯一策源地。美国导弹技术的开发深入地研究了系统的安全性和控制系统安全性的手段与方法,从而出现了空军标准“系统安全程序”和“系统安全程序要求”。同时也必须看到,在同一时期,还有核电站的概率风险评价技术,化工企业的火灾爆炸指数安全评价法,以及涉及产品安全的系统安全分析技术,如 FTA、 ETA、 FMEA等,这些行业的安全系统工程都是在20世纪60年代短短几年时间产生的,因此,我们把所有这些成功的理论通过科学的总结形成一个完整的学科——安全系统工程,应当说是顺理成章的。

(4) 安全系统工程不仅包括分析与评价技术,也应包括管理程序、管理方法等管理科学的内容,它也是以系统工程为基础的安全工程。

各类有关安全系统工程的论著,其内容都是以系统工程为基本原理,包括系统安全分析、系统安全评价和系统安全管理三部分内容。通过分析和评价认识风险,通过工程技术管理控制风险,使系统安全性达到预定的目标。

基于这种思想,迄今国外发表的系统安全分析、系统安全评价、系统安全管理技术与方法属于安全系统工程范畴;国内已经实践证明对预先控制事故、提高系统安全性确有实效的,具有系统工程鲜明特点的安全分析、安全评价和安全管理技术与方法也应当属于安全系统工程范畴。在安全系统工程的发展进程中,应当有我们中国人的贡献!

第四节 安全系统工程的应用特点及其优越性 一、安全系统工程的应用特点

安全系统工程是一门应用性很强的科学技术学科。几十年来,许多经典的应用范例始终激励人们进行不懈的探索,不断充实和发展其自身的理论体系,以期实现更好的应用效果,这是安全系统工程始终保持快速发展的重要原因。为了进一步促进学科发展,提高其实用性,有必要进一步明确安全系统工程的应用特点:

(1) 系统性。无论是系统安全分析、系统安全评价的理论,还是系统安全管理模式和方法的应用都表现了系统性的特点,它从系统的整体出发,综合考虑系统的相关性、环境适应性等特性,始终追求系统总体目标的满意解或可接受解。

(2) 预测性。安全系统工程的分析技术与评价技术的应用,无论是定性的,还是定量的,都是为了预测系统存在的危险因素和风险水平。它是通过这些预测来掌握系统安全状况如何,风险能否接受,以便决定是否应当采取措施,控制系统风险。所以,安全系统工程也可称作是系统的事故预测技术。

(3) 层序性。安全系统工程的应用是按照系统的时空两个跨度有序展开,管理规范的执行,一般是按照系统生命过程有序进行,而且贯彻到系统的方方面面。因此,安全系统工程

第八章 安全系统工程概述 ·239·

具有明显的“动态过程”研究特点。

(4) 择优性。择优性的应用特点主要体现在系统风险控制方案的综合与比较,从各种备选方案中选取最优方案。在选取控制风险的安全措施方面,一般按下列优先顺序选取方案:设计上消除→设计上降低→提供安全装置→提供报警装置→提出专门规程。因此,冗余设计,安全联锁,有一定可靠度保证的安全系数,是安全系统工程经常采用的设计思想。

(5) 技术与管理的融合性。前面述及安全系统工程是自然(技术) 科学与管理科学的交叉学科,随着科技与经济的发展,人们对穿全的追求目标(特别是生产领域) 是本质安全。但是,一方面由于新技术的不断涌现,另一方面由于经济条件的制约,对于一时做不到本质安全的技术系统,则必须用安全管理来补偿。所以在相当长的时间内,解决安全问题还必须把技术与管理通过系统工程的方法有机地结合起来。

这些安全系统工程的应用特点应在该学科的理论研究和实际应用中得到充分重视,使安全系统工程发展更快些,应用效果更明显些。

二、安全系统工程应用的优越性

安全系统工程是在传统安全的基础上发展起来的,由多门现代学科综合形成的一门新的技术,使用起来有许多优越性,其优点可简述如下:

(1) 可以打破传统安全中单一的,凭经验的那种相互独立,自我封闭的界限。 (2) 该方法逻辑性强,明白,直观,能定性,定量地进行安全分析和评价,能全面、系统、合理地解决安全问题。

(3) 可以避免传统安全中对事故的“浅层”分析,从人机关系,人和环境,人和物的关系的诸种关系中寻找真正的事故原因和查出来想到的原因。

(4) 通过分析,可以了解到系统存在的薄弱环节及可能发生危险性的尺度,有利于有的放矢采取相应措施预防事故的发生。

(5) 通过评价和优化技术,可以找出最适当的方法使各分系统之间达到最佳配合,用最少的投资达到最佳的安全效果和大幅度地减少伤亡事故。

(6) 安全系统工程的方法,不仅适用于工程,而且适用于管理,并且能用来指导产品的设计、制造、使用、维修和检验。

(7) 可以促进各项标准的制订和有关可靠性数据的收集。安全系统工程既然需要评价,就需要各种标准,如安全设计标准,人机工程标准等。同时为了定量计算,还可促进积累有关可靠性(包括人和物) 的数据。

(8) 可以迅速提高安全工作人员的水平。安全系统工程是一门实践性很强的科学,真正搞好安全系统工程必须熟悉生产,学会各种分析和评价方法,这对提高安全工作人员的素质是大有好处的。

当然,安全系统工程的最大优点是预防和减少事故发生,这在实践中得到证明。

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第五节 系统安全分析法简介 系统安全分析法在安全系统工程中占有重要的地位,从某种意义上而言,它是安全系统工程的核心。至今国内外发表的方法已有数十种。由于每一种方法都有自己产生的历史背景和环境条件,故各有特点,但有的方法也有雷同之处。所以,在选择使用时,应根据特定的环境和所研究系统的条件,选择恰当的分析方法,切勿无的放矢。为使读者对系统安全分析方法有所了解,现将较为常见的方法做一简单介绍。

一、文字图表法

(1) 安全检查表(Safety Check list,简称SCL)

安全检查表(Safety Check List,英文缩写SCL) 种类多、适用面广、使用方便,可根据不同的要求制定不同的检查表进行检查,因此,它作为一种定性安全评价方法有着广泛的应用。安全检查表是系统安全分析法中最基础的一种,安全检查表的使用简单易行,是发现潜在危险的有效手段。

为了系统地识别工厂、车间、工段或装置、设备以及各种操作管理和组织中的不安全因素,事先将要检查的项目,以提问方式编制成表,以便进行系统检查和避免遗漏,这种表叫做安全检查表。

检查表有各种形式,不论何种形式的检查表,总体的要求是第一内容必须全面,以避免遗漏主要的潜在危险。第二要重点突出,简明扼要,否则的话,检查要点太多,容易掩盖主要危险,分散人们的注意力,反而使评价不确切。为此,重要的检查条款可作出标记,以便认真查对。

安全检查表主要有以下优缺点:

1) 检查项目系统、完整,可以做到不遗漏任何能导致危险的关键因素,因而能保证安全检查的质量。

2) 可以根据已有的规章制度、标准、规程等,检查执行情况,得出准确的评价。 3) 安全检查表采用提问的方式,有问有答,给人的印象深刻,能使人知道如何做才是正确的,因而可起到安全教育的作用。

4) 编制安全检查表的过程本身就是一个系统安全分析的过程,可使检查人员对系统的认识更深刻,更便于发现危险因素。

5) 简明易懂,容易掌握。

6) 只能作定性的评价,不能给出定量的评价结果。

7) 只能对已经存在的对象进行评价,如果要对处于规划或设计阶段的对象进行评价,必须找到相似或类似的对象。

安全检查表质量的好坏主要取决于检查表能否反映出系统的危险点。系统的危险点可采用其他系统安全分析法,或采用系统工程原理对系统进行切割,或根据生产经验和工程经验


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