系统安全理论及应用.pptx

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1、系统安全理论及应用系统安全理论及应用 吴 穹 第1页/共73页一位老船长的话：一位老船长的话：不论何时有人要问我怎么样才能最好地不论何时有人要问我怎么样才能最好地描述我这近四十年的航海经历，我只能说：很平描述我这近四十年的航海经历，我只能说：很平常。当然我也经历了大风大浪，还有大雾天，但常。当然我也经历了大风大浪，还有大雾天，但在所有的经历中，我从来没有遇上可以说道的事在所有的经历中，我从来没有遇上可以说道的事故。在我的航海生涯里，除了见过一艘遇险的船故。在我的航海生涯里，除了见过一艘遇险的船只外再也未见过海险事件，从未见过也没有经历只外再也未见过海险事件，从未见过也没有经历过船只失事，更没有

2、感受过被灾难威胁的困境。过船只失事，更没有感受过被灾难威胁的困境。第2页/共73页爱德华 J 史密斯泰坦尼克号船长第3页/共73页第4页/共73页第5页/共73页safetysafety由此想到问题由此想到问题由此想到问题由此想到问题问题 1 1 为什么会产生这一问题?问题2 2 如何解决这一问题?问题3 3 设计人员能否做到?第6页/共73页safetysafety注册安全工程师的三个问题注册安全工程师的三个问题注册安全工程师的三个问题注册安全工程师的三个问题问题一 注册安全工程师=安全生产工程师?问题二 注册安全工程师还应该关注什么?问题三 注册安全工程是的知识与能力主要应该体现在什么方面

3、?第7页/共73页safetysafety美国注册安全工程师美国注册安全工程师CSPCSP 近200种安全、健康、环境和人机工程的资质认定 只有13种得到了较为广泛的认可和授权。第8页/共73页safetysafetyBCSPBCSP1969年设立非盈利组织20000多人获得资质11000多人正在工作99%在美国和加拿大每年有数千人应试 第9页/共73页safetysafetyCSPCSP基本条件基本条件学历：安全类专业大专或其他专业本科以上经历：四年职业安全经验考试一：助理CSP考试 基础考试二：CSP考试 专业第10页/共73页safetysafetyCSPCSP年收入年收入 （20082

4、008年）年）人均99244美元 其中40%超过10万美元，6%超过15万美元 比非CSP安全专业人员平均高23000美元 一般本科毕业 25000-40000 具有工作经验 50000-70000 第11页/共73页safetysafetyCSP学历分布（2008年）高中 0.1%专科 3.9%本科48.8%硕士42.7%博士 2.6%第12页/共73页safetysafety工作领域分布工作领域分布 保险业 22%制造业 19%化工业 15%咨询业 15%政府 9%建筑业 5%公共场所 4%交通 2%其它工业 9%第13页/共73页safetysafety我国的安全问题我国的安全问题 工伤

5、事故死亡人数 3万非正常死亡人数70万第14页/共73页safetysafety2006年美国：召回产品数量的60%欧盟：召回产品数量的50%产品种类：玩具、电器、服装、汽车等我国的安全问题 第15页/共73页safetysafety注册安全工程师或注册安全工程师或CSPCSP的知识结构的知识结构危险识别与分析风险评价与控制第16页/共73页safetysafety解决产品安全问题解决产品安全问题设计人员质量管理人员其他技术人员第17页/共73页safetysafety风险的解决方案风险的解决方案第18页/共73页safetysafety解决产品安全问题解决产品安全问题规范与安全性经验与安全性

6、第19页/共73页safetysafety解决产品安全问题解决产品安全问题危险识别与分析风险评价与控制设计阶段系统安全工程师第20页/共73页safetysafety产品的安全性与可靠性产品的安全性与可靠性 故障与事故 可靠性与安全性第21页/共73页System safety 系统安全的定义系统安全的定义在系统的寿命周期的所有阶段，以使用效能、时间、成本为约束条件，应用工程和管理的原理、准则和技术，使系统获得可接受的安全性。第22页/共73页System safety 系统安全的主要特点系统安全的主要特点早早 快 省 好 接口第23页/共73页System safety 系统安全与传统的技术

7、安系统安全与传统的技术安全全（1）工作范围（2）工作方法（3）工作深度（4）局部与全面（5）安全目标值第24页/共73页System safety“飞飞停停飞飞”法法Fly-Fix-FlyFly-Fix-Fly第25页/共73页System safety 对于现代成本高昂复杂的系统，既使在第一次试验时发生的事故，也是难于被接受。“首次安全”的要求First-Time Safe第26页/共73页System safety 识别分析评价控制Identify-Analyze-Assess-Control 早期的努力Upstream Effort 系统安全的核心是危险分析，即对危险的识别分析评价控制。

8、第27页/共73页System safety 实施系统安全需要进行的两类活动：系统安全工程System Safety Engineering系统安全管理System Safety Management第28页/共73页System safety 系统安全工程System Safety Engineering 应用科学和工程的原理、准则和技术，识别和消除危险，以减少有关风险所需的专门业务知识和技能的一门工程学科。第29页/共73页System safety 系统安全管理System Safety Management 为识别、评价、降低及不间断地跟踪、控制和记录在系统、子系统、设备和设施的开发、

9、试验、制造、使用和处理过程中产生的环境、安全和健康事故的风险而采取的所有计划和措施。第30页/共73页系统安全管理的主要工作程序系统安全管理的主要工作程序(1)系统安全管理的文件化(2)危险的识别(3)风险评估(4)风险控制措施的确定(5)减少事故风险到可接受水平(6)控制措施效果验证(7)剩余风险的复查和接受(8)危险与剩余风险的跟踪 第31页/共73页safetysafety系统安全管理的文件化系统安全管理的文件化1、危险分析风险评价方法的确定2、将系统安全结合进总体的工作内容中3、确定危险接受限度4、确定剩余风险跟踪方法第32页/共73页safetysafety系统安全管理的文件化系统安

10、全大纲：制定完成工作的计划 确定执行任务的人选 赋予管理人员的权力 分配人力物力的资源第33页/共73页safetysafety系统安全管理计划确定安全性能要求建立系统安全组织或职能设定系统安全关键点建立事故调查报告制度确定上报安全相关信息的要求确立接受或记录剩余风险的方法建立报告危险及相关风险和剩余风险的方法规定其他必须满足的特殊安全要求第34页/共73页safetysafety危险的识别危险的识别1、系统安全分析2、软件与硬件3、环境与用途4、经验与教训5、全寿命周期的危险第35页/共73页safetysafety5、事故的严重性6、事故的可能性风险评价风险评价第36页/共73页Syste

11、m safety 危险严重性等级表等级名称定 义 灾难性的死亡、系统报废、严重环境破坏严重的严重伤害、严重职业病、系统或环境的较严重破坏轻度的轻度伤害、轻度职业病、系统或环境的较轻度破坏可忽略的 轻于轻度伤害及轻度职业病、轻于系统或环境的较轻度破坏第37页/共73页System safety 危险可能性等级表可能性等 级说 明元 件设 备A频 繁频 繁 发 生连 续 发 生B很可能在寿命期内会出现若干次频 繁 发 生C偶然的在寿命期内有时可能发生发 生 若 干 次D极 少在寿命期内不易发生，但有时可能发生不易发生，但有理由可预期发生E不可能极不易发生，几乎认为不会发生不易发生第38页/共73页

12、System safety 风险评价矩阵可 能 性 严 重 性 灾难性的 严重的 轻度的可忽略的频 繁13713很可能25916偶然的461118极 少8101419不可能1215172015，不可接受69，不希望有1017，有控制的接受1820，可接受第39页/共73页safetysafety风险控制措施的确定风险控制措施的确定1、控制与筛选控制方案2、反复进行以达到可接受的安全水平第40页/共73页safetysafety减少事故风险到可接受水平减少事故风险到可接受水平与设计与管理人员沟通与试验验证人员沟通第41页/共73页safetysafety控制措施效果验证控制措施效果验证 分析、测

13、试、检查等手段确定剩余风险。发现新的危险。第42页/共73页safetysafety剩余风险的复查和接受剩余风险的复查和接受RAC（风险评价矩阵）复查和接受部门的确定复查和接受程序的确定第43页/共73页剩余风险A 已确定危险及其风险B 未确定危险及其风险A+B 实际风险 C 被控制的风险A+B-C 剩余风险第44页/共73页1、危险，危险控制与剩余风险。2、跟踪系统的建立（全寿命周期）3、跟踪信息的沟通危险及剩余风险的跟踪第45页/共73页不可接受的设计不可接受的设计*可能导致“灾难性”或“严重性”事故的单点失效，共因失效，人失误的设计缺陷。*可使安全性关键指令和控制功能失效进而导致“灾难性

14、”或“严重性”事故的两个相互独立的人失误或故障。第46页/共73页不可接受的设计不可接受的设计*产生有害的辐射或能量且未采取措施保护人和关键设备*可能导致事故的包装特性和搬运过程且未采取措施保护。第47页/共73页可接受的设计可接受的设计至少两个相互独立的人失误或系统故障同时 发生事故才发生 安全关键指令或控制功能，至少三个以上能主动防止导致事故发生的人失误的系统设计能主动防止故障传递导致事故的系统设计能通过对操作和操作次序实施限制来预防事故的系统设计能控制可导致事故的能量积聚的系统设计第48页/共73页可接受的设计可接受的设计能通过安全系数方法将可能引发事故的机构失效控制到可接受水平的系统设

15、计利用元件的残留强度或备用运行途径，可暂时容忍其元件失效进而保证安全的系统设计能主动提出危险状况的进而保证人员反应时间的系统设计能限制有害原材料供应的系统设计第49页/共73页系统安全管理五要素管理对危险进行全过程跟踪分析和纪录收集并充分利用各类数据资料及经验教训安全环境和健康诸内容被及时结合到系统设计中使系统中有害工作环境和人失误导致事故的风险最小化使系统使用人员及时了解其安全特性并在决策中加以考虑第50页/共73页S预防事故的安全技术预防事故的安全技术1、控制能量2、危险最小化设计 （1）通过设计消除危险 （2）降低危险严重性 3、隔离 4、闭锁、锁定和联锁 （1）闭锁和锁定 （2）联锁第

16、51页/共73页S5、故障安全设计 （1）故障安全消极设计 （2）故障安全积极设计 （3）故障安全工作设计 第五章 事故预防与控制第52页/共73页S5、故障安全设计第五章 事故预防与控制进水阀门第53页/共73页S6、故障最小化 （1）降低故障率 安全系数 概率设计 降额 冗余 筛选 定期更换 （2）监控 第54页/共73页S6、故障最小化 故障最小化-降低故障率有效寿命初期故障随机故障磨损故障t(t)第55页/共73页S6、故障最小化 故障最小化-降额设计预期不出现安全性问题的系统；1分l安全性潜在损坏费用高的系统；2分危及操作人员生命安全的系统3分已经证实的设计；利用标准元件及（或）电路

17、1分l可靠性高可靠性要求，需要专门设计的系统；2分为满足先进技术要求需要采用新设计、新方案的系统3分易接近、且可以快速、经济修理的系统；1分l系统修理修理费用高、难接近、技术等级高、工作时间长的系统；2分 不能修理、或进行修理经济上不合算的系统3分 无严格的限制、符合标准方法设计的系统；1分l体积与重量需要专门设计技术、要求难实现的系统；2分 需要新方案、且设计受严格限制的系统；3分 修理费用省、无高备件费用的系统；1分l寿命周期费用修理费用较高、备件费用较高的系统；2分 可能要求完全更换的系统3分第56页/共73页S6、故障最小化 故障最小化-概率设计第57页/共73页S6、故障最小化 故障

18、最小化-备 用 冗 余nsw第58页/共73页S6、故障最小化 v故障最小化-表决冗余第59页/共73页S6、故障最小化 故障最小化-筛选o取参数o参数限值o检查和试验o元件淘汰第60页/共73页S6、故障最小化 故障最小化-定期更换 q使用制造商提供的故障及寿命数据q注意元件性能的降低和漂移第61页/共73页S6、故障最小化 故障最小化-监控 o四个功能检测、量度、判断、响应o三大部分检知、判断、响应第62页/共73页S7、告警（1）视觉告警 亮度 颜色 信号灯 小旗和飘带 标记 标志 书面警告（2）听觉告警（3）嗅觉告警（4）触觉告警（5）味觉告警 第五章 事故预防与控制第63页/共73页

19、S7、告警 第五章 事故预防与控制告警-安全色v红色：禁止、停止、消防和危险v黄色：注意、警告v蓝色：指令、必须遵守v绿色：通行、安全和提供信息第64页/共73页S7、告警 第五章 事故预防与控制告警-对比色黑色：黄色白色：红、绿、蓝色黑、白两色也可互为对比色红色与白色条纹-禁止通行、跨越黄色与黑色条纹-特别注意蓝色与白色条纹-指示方向第65页/共73页S避免和减少事故损失的安全技避免和减少事故损失的安全技术术1、隔离 （1）距离隔离（2）偏向装置 （3）封闭 2、个体防护 （1）必须进行的危险性作业 （2）进入危险区域 （3）紧急状态下3、能量缓冲装置 4、薄弱环节 5、逃逸、救生和营救措施

20、 第五章 事故预防与控制第66页/共73页S避免和减少事故损失的安全技避免和减少事故损失的安全技术术第五章 事故预防与控制损伤抑制-隔离距离隔离 偏向装置 封闭第67页/共73页S避免和减少事故损失的安全技避免和减少事故损失的安全技术术第五章 事故预防与控制损伤抑制-防护装备 必须进行的危险性作业 进入危险区域 紧急状态下第68页/共73页S避免和减少事故损失的安全技避免和减少事故损失的安全技术术第五章 事故预防与控制薄弱环节v 电薄弱环节v 热薄弱环节v 机械薄弱环节v 结构薄弱环节第69页/共73页S避免和减少事故损失的安全技避免和减少事故损失的安全技术术第五章 事故预防与控制逃逸、避难和营救逃逸和避难-人们使用本身携带的资源自身救护所做的努力；营救-其他人员救护在紧急情况下有危险的人员所做的努力。第70页/共73页系统安全分析方法预先危险分析（PHA）子系统危险分析（SSHA）系统危险分析（SHA）操作和保障危险分析（OSHA）第71页/共73页谢谢谢谢 谢谢谢谢!第72页/共73页感谢您的观看！第73页/共73页