安全系統(tǒng)工程-第五章系統(tǒng)危險(xiǎn)控制技術(shù)課件

1、第五章 系統(tǒng)危險(xiǎn)控制技術(shù)第1頁，共47頁。8/5/20221本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解危險(xiǎn)控制的基本方法和基本原則。2.掌握安全決策、固有危險(xiǎn)控制技術(shù)和 安全措施。3.熟悉災(zāi)難性事故的應(yīng)急措施第2頁，共47頁。8/5/20222第一節(jié) 危險(xiǎn)控制的基本原則一、危險(xiǎn)控制的目的1.降低事故發(fā)生的頻率 降低事故發(fā)生頻率是指降低千人負(fù)傷率和死亡率以及按產(chǎn)品產(chǎn)量（或利稅）計(jì)算的死亡率。 2.減少事故的嚴(yán)重程度和每次事故的經(jīng)濟(jì)損失第3頁，共47頁。8/5/20223二、危險(xiǎn)控制技術(shù) 危險(xiǎn)控制技術(shù)有宏觀控制技術(shù)和微觀控制技術(shù)。 宏觀控制技術(shù)是以整個(gè)系統(tǒng)作為控制對(duì)象，運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理，對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行控制。采用的手段主要

2、有：法制手段，經(jīng)濟(jì)手段和教育手段。 微觀控制技術(shù)是以具體危險(xiǎn)源為對(duì)象，以系統(tǒng)工程的原理為指導(dǎo)，對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行控制。所采用的手段主要是工程技術(shù)措施和管理措施，隨著對(duì)象的不同，措施也不同。第4頁，共47頁。8/5/20224三、危險(xiǎn)控制的原則1.閉環(huán)控制原則2.動(dòng)態(tài)控制原則3.分級(jí)控制原則4.多層次控制原則第5頁，共47頁。8/5/20225第6頁，共47頁。8/5/20226分級(jí)控制系統(tǒng)示意圖第7頁，共47頁。8/5/202274.多層次控制原則多層次控制一般包括6個(gè)層次：根本的預(yù)防性控制補(bǔ)充性控制防止事故擴(kuò)大的預(yù)防性控制維護(hù)性能的看著經(jīng)常性控制緊急性控制(參見P167表51)第8頁，共47頁。8/

3、5/20228第二節(jié) 安全決策決策：是指人們?cè)谇笊媾c發(fā)展的過程中，以對(duì)事物發(fā)展規(guī)律及主客觀條件的認(rèn)識(shí)為依據(jù)，尋求并實(shí)現(xiàn)某種最佳準(zhǔn)則和行動(dòng)方案而進(jìn)行的活動(dòng)。包括廣義的決策和狹義的決策。廣義的決策包括決策準(zhǔn)備、方案優(yōu)選和方案實(shí)施等全過程。狹義的決策包括決策準(zhǔn)備和選擇兩個(gè)階段的活動(dòng)。第9頁，共47頁。8/5/20229一、安全決策過程與決策要素1. 決策過程決策是人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)某個(gè)準(zhǔn)則而制定、分析、評(píng)價(jià)、選擇行動(dòng)方案，并組織實(shí)施的全部活動(dòng)，也是提出、分析和解決問題的全部過程。主要包括5個(gè)階段，如圖5-3所示第10頁，共47頁。8/5/202210開始了解待解決的決策問題方案集X方案x明確目標(biāo)、標(biāo)明準(zhǔn)則

4、、辨識(shí)原理構(gòu)造模型并估計(jì)參數(shù)屬性值f1(x)fn(x)決策環(huán)境和自然狀態(tài)決定價(jià)值判斷實(shí)施或重新評(píng)價(jià)提出問題明確目標(biāo)分析、評(píng)價(jià)構(gòu)造模型實(shí)施第11頁，共47頁。8/5/2022112.決策要素決策單元和決策者準(zhǔn)則體系決策結(jié)構(gòu)和環(huán)境決策規(guī)則第12頁，共47頁。8/5/202212準(zhǔn)則體系的層次結(jié)構(gòu)決策準(zhǔn)則準(zhǔn)則1子準(zhǔn)則1方案1總準(zhǔn)則層準(zhǔn)則層準(zhǔn)則2子準(zhǔn)則2方案2準(zhǔn)則2子準(zhǔn)則2方案2子準(zhǔn)則層方案層第13頁，共47頁。8/5/2022133. 安全決策安全決策各個(gè)步驟的具體內(nèi)容（1）確定目標(biāo)：明確需要解決的問題。例如：生產(chǎn)安全（總目標(biāo)） 預(yù)防事故發(fā)生、消除職業(yè)病、改善勞動(dòng)條件。（2）確定決策方案：依據(jù)科學(xué)的

5、決策理論，對(duì)要求達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行調(diào)查研究，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)設(shè)計(jì)、預(yù)測分析，擬出幾個(gè)可供選擇的方案。（3）潛在問題或后果分析（4）實(shí)施與反饋。第14頁，共47頁。8/5/202214二、安全決策方法決策方法分為確定性多屬性決策方法、定性與定量相結(jié)合的決策方法和模糊多屬性決策方法。目前采用的決策方法有：評(píng)分法、決策樹法、確定性多屬性決策方法、經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)法等，本節(jié)重點(diǎn)介紹前兩種決策方法，即評(píng)分法和決策樹法第15頁，共47頁。8/5/2022151.評(píng)分法評(píng)分法就是根據(jù)預(yù)先規(guī)定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各方案所能達(dá)到的指標(biāo)進(jìn)行定量計(jì)算比較，從而達(dá)到對(duì)各個(gè)方案排序的目的。（1）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。一般按5分制評(píng)分：優(yōu)、良、中、差

6、、最差。（2）評(píng)分方法。評(píng)分方法多數(shù)是采用專家打分法，即以專家根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)各個(gè)決策方案評(píng)分，然后取其平均值或除去最大，最小值后的平均值作為分值。第16頁，共47頁。8/5/2022161.評(píng)分法（3）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系一般應(yīng)包括3方面的內(nèi)容：技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和社會(huì)指標(biāo)。（4）加權(quán)系數(shù)。由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性程度不一樣，必須給每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)一個(gè)加權(quán)系數(shù)。（5）計(jì)算總分。計(jì)算總分也有多種方法，見表5-3，可根據(jù)其適用范圍選用，總分或有效值高者為首選方案。第17頁，共47頁。8/5/2022172.決策樹法決策樹是風(fēng)險(xiǎn)決策的基本方法之一。決策樹分析方法又稱概率分析決策方法。（1）決策樹形。

7、決策樹的結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。（2）決策步驟。首先根據(jù)決策問題繪制決策樹，然后計(jì)算概率分支的概率值和相應(yīng)的結(jié)果節(jié)點(diǎn)的收益值，再計(jì)算各概率點(diǎn)的收益期望值，最后確定最優(yōu)方案。第18頁，共47頁。8/5/202218決策點(diǎn)決策樹示意圖方案分支方案節(jié)點(diǎn)概率分支結(jié)果節(jié)點(diǎn)第19頁，共47頁。8/5/2022192.決策樹法（3）應(yīng)用舉例。P176（4）決策樹分析的優(yōu)點(diǎn)。1）決策樹能顯示出決策過程，形象具體，便于發(fā)現(xiàn)問題。2）決策樹能把風(fēng)險(xiǎn)決策的各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系成一個(gè)統(tǒng)一的整體，有利于決策過程中的思考，易于比較各種方案的優(yōu)劣。3）決策樹法既可以進(jìn)行定性分析，又可以進(jìn)行定量分析。第20頁，共47頁。8/5/2022

8、20第三節(jié) 固有危險(xiǎn)源控制技術(shù)一、固有危險(xiǎn)源固有危險(xiǎn)源是指生產(chǎn)中的事故隱患，即生產(chǎn)中存在的可能導(dǎo)致事故和損失的不安全條件，它包括物質(zhì)因素和部分環(huán)境因素。按其性質(zhì)不同可以分為化學(xué)、電氣、機(jī)械、輻射和其他5大類第21頁，共47頁。8/5/2022211.化學(xué)危險(xiǎn)源化學(xué)危險(xiǎn)源是指在生產(chǎn)過程中，原材料、燃料、成品、半成品和輔助材料中所含的化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì)。它包括4種：（1）火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)源（2）工業(yè)毒害源（3）大氣污染源（4）水質(zhì)污染源第22頁，共47頁。8/5/2022222.電氣危險(xiǎn)源電氣危險(xiǎn)源指那些引起人員觸電、電氣火災(zāi)、電擊和雷擊的不安全因素。包括：（1）漏、觸電危險(xiǎn)（2）著火危險(xiǎn)（3）電擊、雷擊危

9、險(xiǎn)（4）靜電危害第23頁，共47頁。8/5/2022233.機(jī)械（含土木）危險(xiǎn)源 （1）重物傷害的危險(xiǎn) （2）速度和加速度造成傷害的危險(xiǎn) （3）沖擊、震動(dòng)危險(xiǎn) （4）旋轉(zhuǎn)和凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)作傷人的危險(xiǎn) （5）切割和刺傷危險(xiǎn) （6）高處墜落的危險(xiǎn) （7）倒塌、下沉的危險(xiǎn)第24頁，共47頁。8/5/2022244.輻射危險(xiǎn)源 （1）放射源 （2）紅外射線源 （3）紫外射線源 （4）無線電輻射源，包括射頻源和微波源第25頁，共47頁。8/5/2022255.其他危險(xiǎn)源 （1）噪聲源 （2）強(qiáng)光源 （3）高壓氣體 （4）高溫源 （5）濕度 （6）生物危害第26頁，共47頁。8/5/202226二、控制方法1

10、、消除危險(xiǎn)。通過合理的設(shè)計(jì)和科學(xué)的管理，盡可能從根本上消除危險(xiǎn)、有害因素。如采用無害化工藝技術(shù)，生產(chǎn)中以無害物質(zhì)代替有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，遙控技術(shù)等。2、預(yù)防(控制)危險(xiǎn)。當(dāng)消除危險(xiǎn)、有害因素確有困難時(shí)，可采取預(yù)防性技術(shù)措施，預(yù)防危險(xiǎn)、危害的發(fā)生。如使用安全閥、安全電壓、熔斷器、安全屏護(hù),設(shè)置報(bào)警裝置等第27頁，共47頁。8/5/2022273.防護(hù)危險(xiǎn) （1）設(shè)備防護(hù)。包括固定防護(hù)、自動(dòng)防護(hù)、連鎖防護(hù)、風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖、遙控防護(hù)。 （2）人體防護(hù)4.隔離防護(hù) 在無法消除、減弱和預(yù)防危險(xiǎn)、有害因素的情況下，應(yīng)將人員與危險(xiǎn)、有害因素隔開和將不能共存的物質(zhì)分開。包括： （1）禁止入內(nèi) （2

11、） 固定距離 （3）安全距離。例如安全罩、安全距離、隔離操作室、事故發(fā)生時(shí)的自救措施等。第28頁，共47頁。8/5/2022285.保留危險(xiǎn) 保留危險(xiǎn)僅在預(yù)計(jì)到可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，而又沒有很好的防護(hù)方法的情況下采用。這時(shí)，必須做到使其損失最小。因此，要進(jìn)行一系列的計(jì)算、分析和比較，要盡可能地估計(jì)各種意外因素，再作出決定。6.轉(zhuǎn)移危險(xiǎn) 對(duì)于難于消除和控制的危害，在進(jìn)行各種比較、分析之后，選取轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)的方法。第29頁，共47頁。8/5/202229第四節(jié) 安全措施一、降低事故發(fā)生概率的措施1.提高設(shè)備的可靠性（1）提高元件的可靠性。設(shè)備的可靠性取決于組成元件的可靠性，要提高設(shè)備的可靠性，必須加強(qiáng)對(duì)元件

12、的質(zhì)量控制和維修檢查。1）使元件的結(jié)構(gòu)和性能符合設(shè)計(jì)要求和技術(shù)條件，選用可靠性高的元件代替可靠性低的元件。2）合理規(guī)定元件的使用周期，嚴(yán)格檢查維修，定期更換或重新生產(chǎn)。第30頁，共47頁。8/5/202230（2）增加備用系統(tǒng)（3）利用平行冗余系統(tǒng)（4）對(duì)處于惡劣環(huán)境下運(yùn)行的設(shè)備采取安全保護(hù)措施（5）加強(qiáng)預(yù)防性維修根據(jù)設(shè)備磨損理論、磨損曲線和故障浴盆曲線，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和定期更換。第31頁，共47頁。8/5/202231 冗余：采用多個(gè)部件或多個(gè)通道來實(shí)現(xiàn)同一功能以 達(dá)到提高系統(tǒng)安全性和可靠性的目的。 冗余分為 并聯(lián)冗余； 備用冗余； 表決冗余； 串連冗余。 第32頁，共47頁。8/5/2

13、02232并聯(lián)冗余：是在基本系統(tǒng)上加上一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的冗余單元，以提高系統(tǒng)的可靠性。 例如：假設(shè)單個(gè)冗余元件的可靠性0.81，兩個(gè)冗余元件的可靠性為0.9639。第33頁，共47頁。8/5/202233備用冗余備用冗余由一個(gè)連續(xù)工作的主單元、若干個(gè)代用的單元和一個(gè)開關(guān)組成。備用冗余要求設(shè)置專用的轉(zhuǎn)換設(shè)備或電路來啟動(dòng)冗余單元并斷開已發(fā)生故障的主單元。第34頁，共47頁。8/5/202234表決冗余原理：利用表決器對(duì)系統(tǒng)單元大多數(shù)輸出的狀態(tài)進(jìn)行比較或分析，以決定各單元的輸出狀態(tài)。表決冗余由奇數(shù)單元構(gòu)成，以避免出現(xiàn)未確定結(jié)果的可能性。第35頁，共47頁。8/5/202235串聯(lián)冗余 串聯(lián)冗余由多個(gè)單

14、元串聯(lián)組成，只有當(dāng)所有單元都工作時(shí)，系統(tǒng)才有輸出。 例如：裝有有毒物質(zhì)的容器閥門。第36頁，共47頁。8/5/202236 設(shè)備磨損與故障規(guī)律 設(shè)備有形磨損分為三個(gè)階段：第37頁，共47頁。8/5/202237 第一階段是初期磨損階段（也稱磨合磨損階段） 原因：表面碳化層，不耐磨 第二階段是正常磨損階段 原因：馬氏體，硬度高，耐磨 第三階段是劇烈磨損階段 原因：珠光體加鐵素體，硬度低，不耐磨第38頁，共47頁。8/5/202238設(shè)備故障變化初期故障期偶發(fā)故障期磨損故障期第39頁，共47頁。8/5/202239第40頁，共47頁。8/5/2022402.選用可靠的工藝技術(shù)，降低危險(xiǎn)因素的感度危

15、險(xiǎn)因素的感度是指危險(xiǎn)因素轉(zhuǎn)化為事故的難易程度。3.提高系統(tǒng)抗災(zāi)能力系統(tǒng)的抗災(zāi)能力是指當(dāng)系統(tǒng)受到自然災(zāi)害和外界事物干擾時(shí)，自動(dòng)抵抗而不發(fā)生事故的能力，或者指系統(tǒng)中出現(xiàn)某危險(xiǎn)事件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將事態(tài)控制在一定范圍的能力。 第41頁，共47頁。8/5/2022414.減少人為失誤：其方法主要有：(1)對(duì)人進(jìn)行充分的安全知識(shí)、安全技能、安全態(tài)度等方面的教育和訓(xùn)練。(2)以人為中心，改善工作環(huán)境，為工人提供安全性較高的勞動(dòng)生產(chǎn)條件。(3)提高生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化程度。(4)優(yōu)化人機(jī)環(huán)境。(5)根據(jù)工作性質(zhì)進(jìn)行人員選配。5.加強(qiáng)監(jiān)督檢查第42頁，共47頁。8/5/202242二、降低事故嚴(yán)重程度的措施1

16、.限制能量或分散風(fēng)險(xiǎn)的措施1）限制能量：即將能量盡量限制在安全的范圍內(nèi)，使得在發(fā)生事故后，所造成的危害最小。例如：家電中照明采用36V安全電壓；限制汽車行駛速度等。2）分散風(fēng)險(xiǎn)：是把大的事故損失化為小的事故損失。第43頁，共47頁。8/5/202243二、降低事故嚴(yán)重程度的措施2.防止能量逸散的措施防止能量逸散就是設(shè)法把有毒、有害、有危險(xiǎn)的能量源儲(chǔ)存在有限允許的范圍內(nèi)，而不影響其他區(qū)域的安全。3.加裝緩沖能量的裝置使能量釋放速度減慢的裝置稱為能量緩沖裝置。 例如：安全帽，安全帶，安全氣囊等。第44頁，共47頁。8/5/202244二、降低事故嚴(yán)重程度的措施4.避免人身傷亡的措施避免人身傷亡的措施包括兩方面的