2023/1/41安全系統(tǒng)工程2023/1/42安全系統(tǒng)工程1.學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容

2.預(yù)備知識、參考書

3.學(xué)習(xí)進度、建議等2023/1/43安全系統(tǒng)工程

主要內(nèi)容

第一章緒論第二章系統(tǒng)安全分析第三章事故樹分析第四章系統(tǒng)安全評價第五章安全決策第六章灰色理論與安全系統(tǒng)2023/1/44

預(yù)備知識、參考書本課程，應(yīng)安排在概率論與數(shù)理統(tǒng)計、安全原理、機械設(shè)計基礎(chǔ)、燃燒與爆炸學(xué)等課程以后進行學(xué)習(xí)。教材：張景林等.安全系統(tǒng)工程.煤炭工業(yè)出版社,2002.

參考書：1）林柏泉等.安全系統(tǒng)工程.中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.2）汪元輝.安全系統(tǒng)工程.天津大學(xué)出版社,1999.3）孫桂林.可靠性與安全生產(chǎn).化學(xué)工業(yè)出版社,1996.2023/1/45學(xué)習(xí)進度、建議等第一章緒論4學(xué)時第二章系統(tǒng)安全分析8學(xué)時第三章事故樹分析10學(xué)時第四章系統(tǒng)安全評價8學(xué)時第五章安全決策6學(xué)時第六章灰色理論與安全系統(tǒng)2學(xué)時課程總結(jié)2學(xué)時合計：40學(xué)時建議：理論和實際結(jié)合起來，學(xué)以致用。2023/1/46第一章緒論主要內(nèi)容

§1-1基本概念

§1-2安全系統(tǒng)工程的研究對象和研究內(nèi)容

§1-3安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展

§1-4安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用特點

學(xué)習(xí)方法建議本章在教師講解的基礎(chǔ)上，自學(xué)教材。對某些基本概念和關(guān)鍵術(shù)語要正確理解。2023/1/47§1-1基本概念一﹑安全技術(shù)寓于生產(chǎn)技術(shù)之中二、系統(tǒng)與系統(tǒng)工程三、可靠性與可靠性工程四、安全、安全系統(tǒng)及安全系統(tǒng)工程

2023/1/48安全系統(tǒng)工程是上個世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，它是以系統(tǒng)工程的方法研究﹑解決生產(chǎn)過程中安全問題的工程技術(shù)。一﹑安全技術(shù)寓于生產(chǎn)技術(shù)之中

1.現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的特點：（1）四新：新工藝、新技術(shù)、新能源、新材料。（2）三化：生產(chǎn)過程的大規(guī)?；?fù)雜化和高度自動化。與此相適應(yīng)，安全管理工作也面臨著新的課題。1）新工藝、新技術(shù)、新能源和新材料的出現(xiàn)，必然會產(chǎn)生新的危害。2）需要處理的各種危害物質(zhì)的種類和數(shù)量不斷增多。3）由于生產(chǎn)過程的大規(guī)模化、復(fù)雜化，造成危害的范圍日益擴大。4）安全保障的要求以及技術(shù)難度也相應(yīng)增長。

2．老企業(yè)的生產(chǎn)裝置和設(shè)備的陳舊老化:要求我們要及時檢測、分析和評價。2023/1/49二、系統(tǒng)與系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的研究對象是系統(tǒng)。系統(tǒng)就是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機整體。系統(tǒng)有自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、宏觀系統(tǒng)與微觀系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)之分。不管系統(tǒng)如何劃分，凡是能稱其為系統(tǒng)的，都具有如下特性：(1)整體性。系統(tǒng)是由兩個或兩個以上相互區(qū)別的要素(元件或子系統(tǒng))組成的整體。構(gòu)成系統(tǒng)的各要素雖然具有不同的性能，但它們通過綜合、統(tǒng)一(而不是簡單拼湊)形成的整體就具備了新的特定功能，就是說，系統(tǒng)作為一個整體才能發(fā)揮其應(yīng)有功能。所以，系統(tǒng)的觀點是一種整體的觀點，一種綜合的思想方法。

(2)相關(guān)性。構(gòu)成系統(tǒng)的各要素之間、要素與子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間都存在著相互聯(lián)系、相互依賴、相互作用2023/1/410的特殊關(guān)系，通過這些關(guān)系，使系統(tǒng)有機地聯(lián)系在一起，發(fā)揮其特定功能。

(3)目的性。任何系統(tǒng)部是為完成某種任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)某種目的而發(fā)揮其特定功能的。要達到系統(tǒng)的既定目的，就必須賦予系統(tǒng)規(guī)定的功能，這就需要在系統(tǒng)的整個生命周期，即系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、試驗、制造和使用等階段，對系統(tǒng)采取最優(yōu)規(guī)劃、最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制、最優(yōu)管理等優(yōu)化措施。

(4)有序性。系統(tǒng)有序性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)的層次性和系統(tǒng)發(fā)展的時間順序性。系統(tǒng)可分成若干子系統(tǒng)和更小的子系統(tǒng)，而該系統(tǒng)又是其所屬系統(tǒng)的子系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的分割形式表現(xiàn)為系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)的層次性。另外，系統(tǒng)的生命過程也是有序的，它總是要經(jīng)歷孕育、誕生、發(fā)展、成熟、衰老、消亡的過程，這一過程表現(xiàn)為系統(tǒng)發(fā)展的有序性。系統(tǒng)的分析、評價、管理都應(yīng)考慮系統(tǒng)的有序性。2023/1/411

(5)環(huán)境適應(yīng)性。系統(tǒng)是由許多特定部分組成的有機集合體，而這個集合體以外的部分就是系統(tǒng)的環(huán)境。系統(tǒng)從環(huán)境中獲取必要的物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過系統(tǒng)的加工、處理和轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生新的物質(zhì)、能量和信息，然后再提供給環(huán)境。另一方面，環(huán)境也會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾或限制，即約束條件。環(huán)境特性的變化往往能夠引起系統(tǒng)特性的變化，系統(tǒng)要實現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)或功能，必須能夠適應(yīng)外部環(huán)境的變化。研究系統(tǒng)時，必須重視環(huán)境對系統(tǒng)的影響。系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、制造、試驗和使用的科學(xué)方法，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法。這個定義表示：①系統(tǒng)工程屬工程技術(shù)范疇，主要是組織管理各類工程的方法論，即組織管理工程；②系統(tǒng)工程是解決系統(tǒng)整體及其全過程優(yōu)化問題的工程技術(shù)；③系統(tǒng)工程對所有系統(tǒng)都具有普遍適用性。2023/1/412系統(tǒng)工程是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一門有關(guān)組織管理技術(shù)的新興學(xué)科，它是以系統(tǒng)為研究對象的工程學(xué)。系統(tǒng)工程就是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，跨學(xué)科地考慮問題，運用工程的方法去研究和解決各種系統(tǒng)問題。系統(tǒng)分析的方法：“自上而下”、“由總而細”；不是著眼于個別單元的性能，而是從單元間的相互聯(lián)系，來優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能，以求得整體的最佳方案。三、可靠性與可靠性工程1.可靠性：系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。三個規(guī)定，舉例（抽油機系統(tǒng)）?？煽慷仁强煽啃缘牧炕笜?biāo)，即概率值。2.可靠性工程：是研究系統(tǒng)可靠性的工程技術(shù)。包括：1）可靠性設(shè)計；2）制造的可靠性；3）可靠性試驗；4）使用及維修的可靠性等。系統(tǒng)可靠性與系統(tǒng)安全性既有聯(lián)系，又有區(qū)別。2023/1/413四、安全、安全系統(tǒng)及安全系統(tǒng)工程1. 安全術(shù)語（1）安全。安全不同于平安，它具有動態(tài)特征。安全是人類生活、生存和進步的永恒主題，具有自然屬性和社會屬性。通俗的講：人們在生活和生產(chǎn)過程中，生命得到保證，身體免于傷害。定義：“不發(fā)生導(dǎo)致死亡、職業(yè)病、設(shè)備或財產(chǎn)損失的狀態(tài)”，亦是指在“人—機—材料—環(huán)境”大系統(tǒng)中為消除危險而采取的各種方法、手段和行動。（2）危害、危險和危險性。危險是事故，危害是一種潛在的危險，危險性是危險的相對程度。2．安全系統(tǒng)及其特點：是系統(tǒng)的最佳安全狀態(tài)。它是指系統(tǒng)在一定的功能、時間和費用的約束條件下，使系統(tǒng)中人員和設(shè)備遭受的傷害和損失為最少。要達到系統(tǒng)安全，就必須在系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗和使用各個階段，正確實施系統(tǒng)安全管理和安全工程。其特點為：

2023/1/414（1）系統(tǒng)性：是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，典型組成為人—機—環(huán)境系統(tǒng)。安全系統(tǒng)是灰色系統(tǒng)，它的目標(biāo)不是尋求最優(yōu)解，而是具有一定灰度的滿意解或可接受解。（2）開放性：本身是個黑匣子，通過能量流、物質(zhì)流和信息流輸入—輸出的非線性變化趨勢，確認(rèn)安全和事故發(fā)生的可能性。安全系統(tǒng)在動態(tài)中保持穩(wěn)定。（3）確定性和非確定性：確定性是指系統(tǒng)演化的規(guī)則是確定性的，非確定性包括隨機性和模糊性。隨機性是由于條件不充分，使得在條件和事件之間不能出現(xiàn)確定性的因果關(guān)系，包括本質(zhì)隨機性和外在隨機性；模糊性是指概念本身就沒有明確的外延，或衡量尺度不清楚，包括主觀模糊性和客觀模糊性。（4）有序性和無序性：序主要反映事物的組成規(guī)律和時域。有序通常同穩(wěn)定性、規(guī)律性相關(guān)聯(lián)，主要表現(xiàn)為空間有序、時間有序和結(jié)構(gòu)有序，無序則與之相反?；煦鐒t是不具備2023/1/415嚴(yán)格周期和對稱性的有序態(tài)。（5）突變性或畸變性：是由量變到質(zhì)變的突變或飛躍，是災(zāi)難事故的爆發(fā)，是能量的突然釋放。

3．安全的動力學(xué)特征：安全系統(tǒng)是物質(zhì)系統(tǒng)，也是非線性系統(tǒng)。熵是研究安全過程發(fā)展趨勢的重要概念和方法，熵越大，不肯定性越大。

4.安全系統(tǒng)工程：應(yīng)用系統(tǒng)工程的原理和方法，識別、分析、評價、排除和控制系統(tǒng)中的各種危險，對工藝過程、設(shè)備、生產(chǎn)周期和資金等因素進行分析評價和綜合處理，使系統(tǒng)可能發(fā)生的事故得到控制，并使系統(tǒng)安全性達到最佳狀態(tài)。安全系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程學(xué)科的一個分支，其學(xué)科基礎(chǔ)為：系統(tǒng)論、優(yōu)化理論、預(yù)測技術(shù)、可靠性工程、人機工程等等。2023/1/416§1-2安全系統(tǒng)工程的研究

對象和研究內(nèi)容

一、安全系統(tǒng)工程的研究對象

二、安全系統(tǒng)工程的研究內(nèi)容三、安全系統(tǒng)工程的方法論2023/1/417

一、安全系統(tǒng)工程的研究對象安全系統(tǒng)工程作為一門科學(xué)技術(shù)，有它本身的研究對象。任何一個生產(chǎn)系統(tǒng)都包括三個部分，即從事生產(chǎn)活動的操作人員和管理人員，生產(chǎn)必需的機器設(shè)備、廠房等物質(zhì)條件，以及生產(chǎn)活動所處的環(huán)境。這三個部分構(gòu)成一個“人一機一環(huán)境”系統(tǒng)，每一部分就是該系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，稱為人子系統(tǒng)、機器子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)。

(1)人子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)的安全與否涉及到人的生理和心理因素，以及規(guī)章制度、規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、管理手段、方法等是否適合人的特性，是否易于為人們所接受的問題。研究人子系統(tǒng)時，不僅把人當(dāng)作“生物人”、“經(jīng)紀(jì)人”，更要看作“社會人”，必須從社會學(xué)、人類學(xué)、心理學(xué)、行為科學(xué)角度分析問題、解決問題；不僅把人子系統(tǒng)看作系統(tǒng)固定不變的組成部分，更要看到人是一種自尊自愛、有感情、有思想、有主觀能動性的人。2023/1/418

(2)機器子系統(tǒng)：對于該子系統(tǒng)，不僅要從工件的形狀、大小、材料、強度、工藝、設(shè)備的可靠性等方面考慮其安全性，而且要考慮儀表、操作部件對人提出的要求，以及從人體測量學(xué)、生理學(xué)、心理與生理過程有關(guān)參數(shù)對儀表和操作部件的設(shè)計提出要求。

(3)環(huán)境子系統(tǒng)：對于該子系統(tǒng)，主要應(yīng)考慮環(huán)境的理化因素和社會因素。理化因素主要有噪聲、振動、粉塵、有毒氣體、射線、光、溫度、濕度、壓力、熱、化學(xué)有害物質(zhì)等；社會因素有管理制度、工時定額、班組結(jié)構(gòu)、人際關(guān)系等。三個子系統(tǒng)相互影響、相互作用的結(jié)果就使系統(tǒng)總體安全性處于某種狀態(tài)。例如，理化因素影響機器的壽命、精度甚至損壞機器；機器產(chǎn)生的噪聲、振動、溫度、塵毒又影響人和環(huán)境；人的心理狀態(tài)、生理狀況往往是引起誤操作的主觀因素；環(huán)境的社會因素又會影響人的心理狀態(tài)，給安全帶來潛在危險。2023/1/419

這就是說，這三個相互聯(lián)系、相互制約、相互影響的子系統(tǒng)構(gòu)成了一個“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)的有機整體。分析、評價、控制“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)的安全性，只有從三個子系統(tǒng)內(nèi)部及三個子系統(tǒng)之間的這些關(guān)系出發(fā)，才能真正解決系統(tǒng)的安全問題。安全系統(tǒng)工程的研究對象就是這種“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)。安全性分析注意事項：①人的能力。A.加強對操作人員的培訓(xùn)和教育；B.盡量減輕操作的復(fù)雜程度；C.機器的設(shè)計要采用應(yīng)急措施（緊急按鈕）；D.創(chuàng)造有利的工作環(huán)境。②產(chǎn)品安全。產(chǎn)品的安全性可以降低事故概率，但系統(tǒng)的安全必須從人-機-環(huán)境整體來分析。③系統(tǒng)的分解。各子系統(tǒng)之間的接口問題，并注意子系統(tǒng)之間的信息和能量交流。總之，只有從三個子系統(tǒng)內(nèi)部和三個子系統(tǒng)之間的這些關(guān)系出發(fā)，才能真正解決系統(tǒng)的安全問題。2023/1/420

二、安全系統(tǒng)工程的研究內(nèi)容

1.系統(tǒng)安全分析：系統(tǒng)安全分析是實現(xiàn)系統(tǒng)安全的重要手段，它的目的在于通過分析使人們識別系統(tǒng)中存在的危險性和損失率，并預(yù)測其可能性。分析可以是初步的，也可以是詳細的。系統(tǒng)模型的建立大多數(shù)采用圖解方式，以表示系統(tǒng)與各單元之間的關(guān)系。

2.系統(tǒng)安全評價：1）定性評價:只能夠知道系統(tǒng)中危險性的大致情況，如危險性因素的多少和嚴(yán)重程度等。2）定量評價：它以定性分析為基礎(chǔ)，可以深入了解危險性的狀態(tài)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。

3.安全決策與事故控制：從系統(tǒng)的完整性、相關(guān)性、有序性出發(fā)，對系統(tǒng)實施全面、全過程的安全管理，實現(xiàn)對系統(tǒng)的安全目標(biāo)控制。制訂相應(yīng)的規(guī)范，控制事故的發(fā)生。2023/1/421

三、安全系統(tǒng)工程的方法論

1.從系統(tǒng)整體出發(fā)的研究方法：從系統(tǒng)的整體考慮解決安全問題的方法、過程和要達到的目標(biāo)。

2.本質(zhì)安全法:這是安全技術(shù)追求的目標(biāo),也是安全系統(tǒng)工程方法中的核心。

3.人—機匹配法：又稱安全人—機工程，它是安全系統(tǒng)工程的支撐點。

4.安全經(jīng)濟方法：由于安全的相對性原理，因此安全的目標(biāo)與投入在一定經(jīng)濟、技術(shù)條件下有對應(yīng)關(guān)系，安全系統(tǒng)的“優(yōu)化”受制于經(jīng)濟。

5.系統(tǒng)安全管理方法：它是技術(shù)與管理相交叉的橫斷學(xué)科，因此它貫穿到安全的規(guī)劃、設(shè)計、檢驗與控制的全過程。2023/1/422§1-3安全系統(tǒng)工程的

產(chǎn)生和發(fā)展

(1)安全系統(tǒng)工程是在事故逼迫下產(chǎn)生的。安全系統(tǒng)工程也好，系統(tǒng)安全工程也好，都是在人類從事社會經(jīng)濟活動中由于發(fā)生事故的規(guī)模如此巨大，事故損失如此慘重，以致人們再也承受不起這么嚴(yán)重的災(zāi)難，不得不在現(xiàn)有安全工程技術(shù)基礎(chǔ)上，尋找能夠預(yù)測、預(yù)防、預(yù)控事故的科學(xué)技術(shù)．安全系統(tǒng)工程就是在這樣的背景下誕生的。即，預(yù)先的系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價技術(shù)和對系統(tǒng)整個生命周期實施全過程安全控制的系統(tǒng)安全管理工程。2023/1/423

(2)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生提供了必要條件。20世紀(jì)40年代產(chǎn)生了系統(tǒng)可靠性工程，50年代出現(xiàn)了系統(tǒng)工程．以及這一期間現(xiàn)代數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使安全系統(tǒng)工程在20世紀(jì)60年代產(chǎn)生成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是相關(guān)學(xué)科相互影響的必然結(jié)果。

(3)美國導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)促使安全系統(tǒng)工程的誕生，但它不是安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生的惟一策源地。美國導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)深入地研究了系統(tǒng)的安全性和控制系統(tǒng)安全性的手段與方法，從而出現(xiàn)了空軍標(biāo)準(zhǔn)“系統(tǒng)安全程序”和“系統(tǒng)安全程序要求”。同時也必須看到，在同一時期，還有核電站的概率風(fēng)險評價技術(shù)，化工企業(yè)的火災(zāi)爆炸指數(shù)安全評價法，以及涉及產(chǎn)品安全的系統(tǒng)安全分析技術(shù)，如FTA、ETA、FMEA等，這些行業(yè)的安全系統(tǒng)工程都是在20世紀(jì)60年代短短幾年時間產(chǎn)生的。因此，我們把所有這些成功的理論通過科學(xué)的總結(jié)形成一個完整的學(xué)科——安全系統(tǒng)工程，應(yīng)當(dāng)說是順理成章的。2023/1/424

(4)安全系統(tǒng)工程不僅包括分析與評價技術(shù)，也應(yīng)包括管理程序、管理方法等管理科學(xué)的內(nèi)容．它也是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的安全工程。各類有關(guān)安全系統(tǒng)工程的論著，其內(nèi)容都是以系統(tǒng)工程為基本原理，包括系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價和系統(tǒng)安全管理三部分內(nèi)容。通過分析和評價認(rèn)識風(fēng)險，通過工程技術(shù)管理控制風(fēng)險，使系統(tǒng)安全性達到預(yù)定的目標(biāo)。基于這種思想，迄今國外發(fā)表的系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價、系統(tǒng)安全管理技術(shù)與方法屬于安全系統(tǒng)工程范疇；國內(nèi)已經(jīng)實踐證明對預(yù)先控制事故、提高系統(tǒng)安全性確有實效的，具有系統(tǒng)工程鮮明特點的安全分析、安全評價和安全管理技術(shù)與方法也應(yīng)當(dāng)屬于安全系統(tǒng)工程范疇。在安全系統(tǒng)工程的發(fā)展進程中，應(yīng)當(dāng)有我們中國人的貢獻！2023/1/425§1-4安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用特點

安全系統(tǒng)工程是一門應(yīng)用性很強的科學(xué)技術(shù)學(xué)科。幾十年來，許多經(jīng)典的應(yīng)用范例始終激勵人們進行不懈的探索，不斷充實和發(fā)展其自身的理論體系，以期實現(xiàn)更好的應(yīng)用效果，這是安全系統(tǒng)工程始終保持快速發(fā)展的重要原因。為了進一步促進學(xué)科發(fā)展，提高其實用性，有必要進一步明確安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用特點：

(1)系統(tǒng)性：無論是系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價的理論，還是系統(tǒng)安全管理模式和方法的應(yīng)用都表現(xiàn)了系統(tǒng)性的特點，它從系統(tǒng)的整體出發(fā)，綜合考慮系統(tǒng)的相關(guān)性、環(huán)境適應(yīng)性等特性．始終追求系統(tǒng)總體目標(biāo)的滿意解或可接受解。2023/1/426(2)預(yù)測性。安全系統(tǒng)工程的分析技術(shù)與評價技術(shù)的應(yīng)用，無論是定性的，還是定量的，都是為了預(yù)測系統(tǒng)存在的危險因素和風(fēng)險水平。它是通過這些預(yù)測來掌握系統(tǒng)安全狀況如何，風(fēng)險能否接受，以便決定是否應(yīng)當(dāng)采取措施，控制系統(tǒng)風(fēng)險。所以，安全系統(tǒng)工程也可稱作是系統(tǒng)的事故預(yù)測技術(shù)。

(3)層序性。安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用是按照系統(tǒng)的時空兩個跨度有序展開，管理規(guī)范的執(zhí)行，一般是按