CH1安全系統(tǒng)工程概論

安全系統(tǒng)工程

SafetySystemEngineering1、課程性質(zhì)：課程描述：安全系統(tǒng)工程是一門新興的邊緣學(xué)科，是安全科學(xué)的最重要內(nèi)容之一。安全系統(tǒng)工程是以系統(tǒng)論、信息論、控制論為理論基礎(chǔ)，以系統(tǒng)工程、可靠性工程的原理和方法為手段，以安全管理、安全技術(shù)、職業(yè)健康為載體，對研究對象中的危險性進(jìn)行辨識、分析、評價與控制，實現(xiàn)安全目標(biāo)的一門科學(xué)技術(shù)。課程性質(zhì)：安全工程專業(yè)必修課程、專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程：概率論及數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)、安全學(xué)原理和計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)目的：學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠了解和掌握采用系統(tǒng)工程的原理和方法，識別、分析、評價系統(tǒng)中的危險性，并根據(jù)其結(jié)果調(diào)整工藝、設(shè)備、操作、管理、生產(chǎn)周期和投資等因素，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(dá)到最佳狀態(tài)。12、課程內(nèi)容：安全系統(tǒng)工程概論、系統(tǒng)安全分析方法、事故樹分析法、系統(tǒng)安全預(yù)測、系統(tǒng)安全決策等。3、學(xué)習(xí)方法：課前預(yù)習(xí)+課后復(fù)習(xí)（基礎(chǔ)）----基本內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn)、資料（擴(kuò)展）----專業(yè)素養(yǎng)4、考核方式：平時成績30%（考勤+作業(yè)），結(jié)業(yè)考試70%（閉卷）5、參考教材及數(shù)目：推薦教材： 王洪德：《安全系統(tǒng)工程》，國防工業(yè)出版社，2013年2月。主要參考書： 左東紅：《安全系統(tǒng)工程》，化工出版社，2004年4月。 汪元輝：《安全系統(tǒng)工程》，天津大學(xué)出版社，1999年10月。 林柏泉：《安全系統(tǒng)工程》，中國勞動社會保障出版社，2007年8月。 袁昌明：《安全系統(tǒng)工程》，中國計量出版社，2006年2月。2CH1安全系統(tǒng)工程概論學(xué)習(xí)目的1、掌握系統(tǒng)、系統(tǒng)工程和安全系統(tǒng)工程的定義。2、了解安全系統(tǒng)工程的研究對象、研究內(nèi)容和研究方法。3、理解安全系統(tǒng)工程的優(yōu),點(diǎn)及其在安全生產(chǎn)工作中的應(yīng)用。4、了解安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生及發(fā)展。學(xué)習(xí)內(nèi)容1、系統(tǒng)論概述2、系統(tǒng)工程概述3、安全系統(tǒng)工程4、安全系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)5、安全系統(tǒng)工程研究方法體系6、安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展31.1系統(tǒng)論概述1.1.1系統(tǒng)的內(nèi)涵

錢學(xué)森從實際應(yīng)用角度把系統(tǒng)(System)定義為“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(jī)整體”。從工程和技術(shù)層次看，系統(tǒng)的本質(zhì)特征是整體性和功能性，而整體性和功能性來源于諸多部分的相互作用、相互依賴。

美籍奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲(LudwigVonBertalanffy,1910-1972)給出的系統(tǒng)定義是“處于相互作用中的要素的復(fù)合體”。

把系統(tǒng)的組分追究到元素，在多元性和關(guān)聯(lián)性之外不再施加進(jìn)一步的限定，使這個定義可以普遍適用于不同領(lǐng)域和層次，因而屬于基礎(chǔ)科學(xué)層次的系統(tǒng)定義，稱為一般系統(tǒng)理論。41.1系統(tǒng)論概述生產(chǎn)系統(tǒng)人員任務(wù)指標(biāo)資金物資設(shè)備固定資金流動資金1.1.1系統(tǒng)的內(nèi)涵

系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由兩個或者兩個以上事物或?qū)ο笙嗷リP(guān)聯(lián)而形成的統(tǒng)一體，而且這個系統(tǒng)又是它所屬的一個更大系統(tǒng)的組成部分。因相互關(guān)聯(lián)而被包含在系統(tǒng)中的事物或?qū)ο螅凶鱿到y(tǒng)的組成部分，簡稱組分。

周圍世界存在各種各樣的系統(tǒng)，一列火車、一所學(xué)校、一座城市，都是系統(tǒng)。對生產(chǎn)系統(tǒng)而言，系統(tǒng)構(gòu)成包括人員、物資、設(shè)備、資金、任務(wù)指標(biāo)、信息六個要素。51.1系統(tǒng)論概述1.1.2系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)形式：自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng);按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度：簡單系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng);按系統(tǒng)開放性：封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)按照系統(tǒng)狀態(tài)：靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)按照系統(tǒng)的物質(zhì)性：實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)按照系統(tǒng)的尺度：宏觀系統(tǒng)與微觀系統(tǒng)按照系統(tǒng)功用：軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)等。61.1系統(tǒng)論概述(1)多元性(Multiformity)或多組分性

一個系統(tǒng)至少要有兩個組分，系統(tǒng)的常態(tài)是包含多個組分，有些系統(tǒng)具有成千上萬甚至更多數(shù)目的組分，理論上存在包含無窮多個組分的系統(tǒng)，如整數(shù)系和實數(shù)系。

相反，只有一個組分的事物，或者說不能劃分為不同組分的事物，是非系統(tǒng)。必須強(qiáng)調(diào)，多組分性是系統(tǒng)的存在前提。系統(tǒng)的特征多元性（多組分性）環(huán)境自適應(yīng)性整體涌現(xiàn)性相關(guān)性（相關(guān)性）統(tǒng)一性（一體性）有序性整體性1.1.2系統(tǒng)的特征(重點(diǎn))71.1系統(tǒng)論概述1.1.2系統(tǒng)的特征(2)相關(guān)性(Correlation)或相干性

同一系統(tǒng)的不同組分之間必定相互關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)不存在孤立元(跟別的組分沒有聯(lián)系的組分)。

如果一個集合或群體中至少有一個孤立元，那么它不是系統(tǒng)，而是非系統(tǒng)。

沒有多元性就沒有相關(guān)性，多元性是造就系統(tǒng)的必要條件；相關(guān)性是造就系統(tǒng)的充分條件，相關(guān)性本身隱含著多元性(單一組分不存在)，相關(guān)性在系統(tǒng)形成中具有決定性作用，通過相關(guān)性使系統(tǒng)組分有機(jī)聯(lián)系在一起，發(fā)揮其特定功能。81.1系統(tǒng)論概述1.1.2系統(tǒng)的特征(3)統(tǒng)一性(Unitarity)或一體性

多元性加上相關(guān)性，造就了系統(tǒng)的一體性。諸多對象一旦相互關(guān)聯(lián)而成為系統(tǒng)，它就能夠作為統(tǒng)一體而與他物彼此關(guān)聯(lián)，與他物相互作用，因而被人們當(dāng)成一個事物去認(rèn)識和對待；而諸多對象則轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的組分，處于系統(tǒng)的內(nèi)部。一體性要求意味著系統(tǒng)具有完全性、完備性，殘缺不全者不是系統(tǒng)。(4)整體性(Integrity)

多元性是基礎(chǔ)，相關(guān)性是主導(dǎo)，一體性是目標(biāo)。三者綜合集成，造就了系統(tǒng)的整體性。作為系統(tǒng)的事物，必定整體地存在，整體地運(yùn)行，整體地延續(xù)，整體地跟其他事物發(fā)生關(guān)聯(lián)，整體地演化，整體地消亡，等等，呈現(xiàn)出一系列整體特性。

整體性包含了多元性、相關(guān)性和一體性，整體性是系統(tǒng)最重要的屬性。貝塔朗菲把系統(tǒng)科學(xué)界定為關(guān)于整體性的科學(xué)。91.1系統(tǒng)論概述1.1.2系統(tǒng)的特征(5)有序性(Orderliness)

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。(6)環(huán)境適應(yīng)性(EnvironmentalAdaptability)

系統(tǒng)是由許多特定部分組成的有機(jī)集合體，而這個集合體以外的部分就是系統(tǒng)的環(huán)境。一方面，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。101.1系統(tǒng)論概述1.1.2系統(tǒng)的特征(7)系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性(EntireEmergenceNatureofSystem)

系統(tǒng)整體具有而它的元素或組分及其總和卻不具有的特征，稱為系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性?；蛘哒f，諸多組分一旦按照某種方式整合為系統(tǒng)就會呈現(xiàn)出來，一經(jīng)分解為獨(dú)立的組分便不復(fù)存在的特征，就是整體涌現(xiàn)性。

例如：幾種化學(xué)原料成分經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的化合物，具有與原料完全不同的化學(xué)性質(zhì)。一堆自行車零件無法派上用場，一經(jīng)組裝為自行車，就是一個交通工具。這些都是系統(tǒng)產(chǎn)生的整體涌現(xiàn)性，有時也稱為系統(tǒng)新質(zhì)或系統(tǒng)質(zhì)。又如，相同可靠性的N個元件合成整體，其整體的可靠性可以千變?nèi)f化，這是由于受系統(tǒng)的效應(yīng)所影響。

系統(tǒng)科學(xué)第一次指明系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性歸根結(jié)底源于四種效應(yīng)：組分效應(yīng)（組合效應(yīng)）、規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)。綜合而言，整體涌現(xiàn)性是一種系統(tǒng)效應(yīng)。

安全系統(tǒng)發(fā)生事故也可以表述為系統(tǒng)的一種涌現(xiàn)性。因此，有關(guān)系統(tǒng)涌現(xiàn)性的發(fā)生機(jī)理、調(diào)節(jié)和控制方法等也可以運(yùn)用于安全系統(tǒng).111.2系統(tǒng)工程概述1.2.1系統(tǒng)工程內(nèi)涵 系統(tǒng)工程是以系統(tǒng)為研究對象，以達(dá)到系統(tǒng)整體最佳效果為目標(biāo)，對系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、制造、試驗和使用等各個階段進(jìn)行有效的組織、管理。它是一門融合最新科學(xué)成就和知識的綜合性科學(xué)技術(shù)。

系統(tǒng)工程不是工程實踐，而是做好工程實踐必須應(yīng)用的方法、程序和技術(shù)，是一種知識體系。簡言之，系統(tǒng)工程是組織管理的技術(shù)。它與我們熟知的土木工程、冶金工程、建筑工程、航天工程完全不同。1.2.2系統(tǒng)工程的特點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)工程的概念，其特點(diǎn)可以概括為以下幾點(diǎn):(1)系統(tǒng)工程是一種知識體系，不是工程實踐。(2)系統(tǒng)工程是工程技術(shù)，不是科學(xué)理論，講究的是實際功效。(3)系統(tǒng)工程是普遍適用的方法，一切工程都適用。(4)系統(tǒng)工程的精華是系統(tǒng)的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)從總體著眼構(gòu)思，從局部著手實現(xiàn)；從全局出發(fā)用好局部，從全過程出發(fā)關(guān)照好各個階段。121.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論

系統(tǒng)工程的方法論：特指運(yùn)用系統(tǒng)工程研究問題的一套程序化方法，也就是為了達(dá)到系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)工程思想及其技術(shù)內(nèi)容解決問題的工作步驟。 系統(tǒng)工程方法論的特點(diǎn)是從系統(tǒng)思想和觀點(diǎn)出發(fā)，將系統(tǒng)工程所要解決的問題放在系統(tǒng)形式中加以考察，始終圍繞著系統(tǒng)的預(yù)期目的，從整體與部分、部分與部分和整體與外部環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用、相互矛盾、相互制約的關(guān)系中綜合地考察對，以達(dá)到最優(yōu)地處理問題的效果。它是一種立足整體、統(tǒng)籌全局的科學(xué)方法體系。 如何把系統(tǒng)的思想貫穿于工程項目的組織管理之中，使工程活動具有足夠的科學(xué)性、可行性、經(jīng)濟(jì)性、實效性，美國系統(tǒng)工程專家霍耳(A.D.Hall)于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論—霍耳三維結(jié)構(gòu)(HallThreeDimensionsStructure,HTDS)模式，提供了最具說服力的框架和思路。131.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論

時間維：表示按照系統(tǒng)工程思想解決問題從開始到結(jié)束按時間順序排列的全過程；

邏輯維：是指時間維的每一個階段內(nèi)所要進(jìn)行的工作內(nèi)容和應(yīng)該遵循的思維程序；

知識維：解決該問題需要運(yùn)用專業(yè)科學(xué)知識及技術(shù)手段?；魻柸S結(jié)構(gòu)圖141.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論1)時間維(工作/工程進(jìn)程)：對于一個具體工作或者工程項目項目，從制定規(guī)劃起一直到更新為止，其過程可分為七個階段:(1)規(guī)劃階段：即調(diào)研、程序設(shè)計階段，目的在于謀求活動的規(guī)劃與戰(zhàn)略。(2)擬定方案：提出具體的計劃方案。(3)研制·階段：做出研制方案及生產(chǎn)計劃。(4)生產(chǎn)階段：生產(chǎn)出系統(tǒng)的零部件及整個系統(tǒng)，并提出安裝計劃。(5)安裝階段：將系統(tǒng)安裝完畢，并完成系統(tǒng)的運(yùn)行計劃。(6)運(yùn)行階段：系統(tǒng)按照預(yù)期的用途開展服務(wù)。(7)更新階段：即為了提高系統(tǒng)功能，取消舊系統(tǒng)而代之以新系統(tǒng)，或改進(jìn)原有系統(tǒng)，使之有效的工作。151.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論2)知識維(專業(yè)科學(xué)知識)

為了完成特定工作或者具體工程所需要的專門學(xué)科的知識和各種專業(yè)技術(shù)。 霍耳把這些知識分為工程、醫(yī)學(xué)、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學(xué)和藝術(shù)等。 所有的系統(tǒng)工程，如軍事系統(tǒng)工程、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程、信息系統(tǒng)工程等，都需要使用其他相應(yīng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識。3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)： 運(yùn)用系統(tǒng)工程方法解決某一大型工程項目時,一般可分為七個步驟：明確問題建立價值體系或者評價體系系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合系統(tǒng)方案優(yōu)化選擇決策制定計劃161.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(1)明確問題由于系統(tǒng)工程研究的對象復(fù)雜,包含自然界和社會經(jīng)濟(jì)各個方面,而且研究對象本身的問題有時尚不清楚,如果是半結(jié)構(gòu)性或非結(jié)構(gòu)性問題,也難以用結(jié)構(gòu)模型定量表示。因此,系統(tǒng)開發(fā)的最初階段首先要明確問題的性質(zhì),特別是在問題的形成和規(guī)劃階段,搞清楚要研究的是什么性質(zhì)的問題,以便正確地設(shè)定問題,否則,以后的許多工作將會勞而無功,造成很大浪費(fèi)。國內(nèi)外學(xué)者在設(shè)定問題方面提出了許多行之有效的方法,主要有:直觀經(jīng)驗法預(yù)測法結(jié)構(gòu)模型法多變量統(tǒng)計法171.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(2)建立價值體系/評價體系評價體系要回答以下一些問題:評價指標(biāo)如何定量化,評價中的主觀成分和客觀成分如何分離,如何綜合評價,如何確定價值觀問題等。行之有效的價值體系方法有以下幾種：效用理論費(fèi)用/效益分析法風(fēng)險估計法價值工程181.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(3)系統(tǒng)分析不論是工程技術(shù)問題還是社會環(huán)境問題,系統(tǒng)分析首先要對所研究的對象進(jìn)行描述,建模的方法和仿真技術(shù)是常采用的方法,對難以用數(shù)學(xué)模型表達(dá)的社會系統(tǒng)和生物系統(tǒng)等,也常用定性和定量相結(jié)合的方法來描述。系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容涉及以下幾方面：系統(tǒng)變量的選擇建模和仿真可靠性工程191.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(4)系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合是在給定條件下,找出達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的手段或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。一般來講,按給定目標(biāo)設(shè)計和規(guī)劃的系統(tǒng),在具體實施時,總與原來的設(shè)想有些差異,需要通過對問題本質(zhì)的深人理解,做出具體解決問題的替代方案,或通過典型實例的研究,構(gòu)想出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和簡單易行的能實現(xiàn)目標(biāo)要求的實施方案。系統(tǒng)綜合的過程常常需要有人的參與,計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)和系統(tǒng)仿真可用于系統(tǒng)綜合,通過人機(jī)的交互作用,以及人的經(jīng)驗知識,使系統(tǒng)具有推理和聯(lián)想的功能。近年來,知識工程和模糊理論已成為系統(tǒng)綜合的有力工具。201.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(5)系統(tǒng)方案的優(yōu)化選擇在系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和目標(biāo)函數(shù)已經(jīng)建立的情況下，可用最優(yōu)化方法(OptimizationMethod)選擇使目標(biāo)值最優(yōu)的控制變量值或系統(tǒng)參數(shù)。所謂優(yōu)化，就是在約束條件規(guī)定的可行域內(nèi)，從多種可行方案或替代方案中得出最優(yōu)解或滿意解。實踐中要根據(jù)問題的特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法，目前應(yīng)用最廣的仍是線性規(guī)劃(LinearProgramming)和動態(tài)規(guī)劃(DynamicProgramming)，非線性規(guī)劃(NonlinearProgramming)的研究很多，但實用性尚有待改進(jìn)，大系統(tǒng)優(yōu)化已開發(fā)了分解協(xié)調(diào)的算法。組合優(yōu)化適用于離散變量(DiscreteVariable)，整數(shù)規(guī)劃中的分枝定界法(BranchandBoundMethod)、逐次逼近法等的應(yīng)用也很廣泛。多目標(biāo)優(yōu)化問題的最優(yōu)解處于目標(biāo)空間的非劣解集上，可采用人機(jī)交互的方法處理所得的解，最終得到滿意解。當(dāng)然，多目標(biāo)問題也可用加權(quán)的方法轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)來求解，或按目標(biāo)的重要性排序，逐次求解，例如目標(biāo)規(guī)劃法(GoalProgrammingMethod)。211.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(6)決策決策就是管理，決策就是決定，人類的決策管理活動面臨著被決策系統(tǒng)的日益龐大和日益復(fù)雜。決策又有個人決策和團(tuán)體決策(GroupDecision)、定性決策和定量決策、單目標(biāo)決策(Single-objectiveDecision)和多目標(biāo)決策(Multi-objectiveDecision)之分。在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)上，人們可根據(jù)主觀偏好、主觀效用和主觀概率做決策。決策的本質(zhì)反映了人的主觀認(rèn)識能力，因此，就必然受到人的主觀認(rèn)識能力的限制。221.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論3)邏輯維(解決問題的邏輯過程)：(7)制定計劃決有了決策就要付諸實施，實施就要依靠嚴(yán)格的有效的計劃。以工廠為例，為實現(xiàn)工廠的生產(chǎn)任務(wù)和發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，就要制定當(dāng)年的生產(chǎn)計劃和未來的發(fā)展規(guī)劃。廠內(nèi)還要按廠級、車間級和班組級分別制定實施計劃。大型開發(fā)項目，涉及設(shè)計、開發(fā)、研究和施工等許多環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)又涉及組織大量的人、財、物。在系統(tǒng)工程申常用的計劃評審技術(shù)(ProgramEvaluationandReviewTechnique,PERT)和關(guān)鍵路線法(CriticalPathMethod,CPM)在制定和實施計劃方面起了重要的作用。231.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論

從以上分析可以看出，系統(tǒng)工程方法論既把研究對象作為一個整體，又把每個研究過程看作一個整體.

如時間維中規(guī)劃階段需采用邏輯的思考過程，從整個時間階段來看也需采用邏輯維的步驟，而邏輯維度與知識維度互為正相關(guān)的關(guān)系。邏輯維度有賴于知識維度的支撐，知識維度得益于邏輯維度的新發(fā)現(xiàn)、新創(chuàng)造和實踐經(jīng)驗的積累。例如，在認(rèn)識和控制危險點(diǎn)的過程中需要與之相適應(yīng)的知識和技能，與此同時，認(rèn)識和控制危險點(diǎn)的過程又促進(jìn)了知識和技能的增長和積累。這就是系統(tǒng)工程方法論的基本指導(dǎo)思想。 將上述7個邏輯步驟和7個時間工作階段歸納起來，就可以構(gòu)成系統(tǒng)工程的活動矩陣，如表1-1所示。241.2系統(tǒng)工程概述1.2.3系統(tǒng)工程方法論251.3安全系統(tǒng)工程

任何人都生活和工作在各式各樣的系統(tǒng)中，人的安全問題及與之相關(guān)的物質(zhì)和非物質(zhì)層面的安全問題也附屬在系統(tǒng)之中。作為系統(tǒng)科學(xué)的一個重要分支，安全系統(tǒng)學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展是人類科學(xué)文化發(fā)展的必然過程。

安全系統(tǒng)學(xué)是從安全目標(biāo)出發(fā)，研究人-機(jī)(物)-環(huán)境之間的相互作用，求解人類生產(chǎn)、生活、生存安全的系統(tǒng)科學(xué)知識體系。安全系統(tǒng)學(xué)具有高度綜合、跨學(xué)科和藕合、交叉以及復(fù)雜的系統(tǒng)性，其研究的對象是一個科學(xué)和技術(shù)全方位整合的領(lǐng)域。

安全系統(tǒng)工程就是基于安全系統(tǒng)學(xué)的內(nèi)涵，以生產(chǎn)過程中的人-機(jī)(物)-環(huán)系統(tǒng)為研究對象，應(yīng)用系統(tǒng)工程的原理和方法，識別、分析、評價、預(yù)測、控制和消除系統(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(jìn)行分析評價和綜合處理，杜絕系統(tǒng)事故的發(fā)生或使事故發(fā)生減少到最低限度，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的安全狀態(tài)。261.3安全系統(tǒng)工程1.3.1基本概念安全與本質(zhì)安全(自學(xué))危險、危險源與重大危險源事故與事故隱患(自學(xué))危險、危險源與重大危險源(1)危險

與安全相對應(yīng)的概念，是指系統(tǒng)中存在導(dǎo)致發(fā)生不期望后果的可能性超過了人們的承受程度。從危險的概念可以看出，危險是人們對事物的具體認(rèn)識，必須指明具體對象，如危險環(huán)境、危險條件、危險狀態(tài)、危險物質(zhì)、危險場所、危險人員、危險因素等。(2)危險源

是指系統(tǒng)中具有潛在能量和物質(zhì)釋放危險的、可造成人員傷害、財產(chǎn)損失或環(huán)境破壞的、在一定觸發(fā)因素作用下可轉(zhuǎn)化為事故的部位、區(qū)域、場所、空間、崗位、設(shè)各及其位置。271.3安全系統(tǒng)工程1.3.1基本概念(2)危險源

危險源的實質(zhì)是具有潛在危險的源點(diǎn)或部位、是爆發(fā)事故的源頭、是能量和危險物質(zhì)集中的核心、是能量從那里傳出來或爆發(fā)的地方。危險源存在于確定的系統(tǒng)中,不同的系統(tǒng)范圍,危險源的區(qū)域也不同。

例如，對于危險行業(yè)(如石油、化工等)具體的一個企業(yè)(如煉油廠)就是一個危險源。而從一個企業(yè)系統(tǒng)來說，可能某個車間、倉庫就是危險源，而對于一個車間系統(tǒng)可能某臺設(shè)各是危險源；因此，分析危險源應(yīng)按系統(tǒng)的不同層次來進(jìn)行。

危險源應(yīng)由三個要素構(gòu)成：潛在危險性、存在條件、觸發(fā)因素潛在危險性：指一旦觸發(fā)事故,可能帶來的危害程度或損失大小,或者說危險源可能釋放的能量強(qiáng)度或危險物質(zhì)量的大小。存在條件：指危險源所處的物理、化學(xué)狀態(tài)和約束條件狀態(tài)。例如,物質(zhì)的壓力、溫度、化學(xué)穩(wěn)定性，盛裝壓力容器的堅固性，周圍環(huán)境障礙物等情況。觸發(fā)因素：它是危險源轉(zhuǎn)化為事故的外因,而且每一類型的危險源都有相應(yīng)的敏感觸發(fā)因素。如易燃、易爆物質(zhì),熱能是其敏感的觸發(fā)因素,又如壓力容器,壓力升高是其敏感觸發(fā)因素。因此,一定的危險源總是與相應(yīng)的觸發(fā)因素相關(guān)聯(lián)。281.3安全系統(tǒng)工程1.3.1基本概念(3)重大危險源

(1)危險化學(xué)品重大危險源辨識(GB18218—2009)中對重大危險源的定義：長期地或臨時地生產(chǎn)、加工、搬運(yùn)、使用或儲存危險物質(zhì),且危險物質(zhì)的數(shù)量等于或超過臨界量的單元。單元指一個(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場所,或同屬一個工廠的且邊緣距離小于500m的幾個(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場所。對于某種或某類危險化學(xué)品規(guī)定的數(shù)量,若單元中的危險化學(xué)品數(shù)量等于或超過該數(shù)量,則該單元定為重大危險源。

(2)《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》對重大危險源的定義：是指長期地或者臨時地生產(chǎn)、搬運(yùn)、使用或者儲存危險物品，且危險物品的數(shù)量等于或者超過臨界量的單元(包括場所和設(shè)施)。

結(jié)合危險源概念，也可以將重大危險源(MajorHazards)理解為超過一定量的危險源；另外，從重大危險源另一英文定義“MajorHazardIstallations”來看，還直接引用了國外“重大危險設(shè)施”的概念。291.3安全系統(tǒng)工程1.3.2安全系統(tǒng) 安全系統(tǒng)：是以人為中心，由與生產(chǎn)安全問題有關(guān)的相互聯(lián)系、相互作用、相互制約的若干個因素結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體。 安全系統(tǒng)由安全工程、衛(wèi)生與健康工程、安全管理、人機(jī)工程、預(yù)測技術(shù)、控制技術(shù)等及部分組成，它是生產(chǎn)系統(tǒng)的一個重要組成部分。 在工業(yè)企業(yè)里，人~機(jī)~環(huán)境系統(tǒng)、安全技術(shù)、職業(yè)衛(wèi)生和安全管理構(gòu)成了一個安全系統(tǒng)。安全系統(tǒng)是人~機(jī)~環(huán)境相互交融的復(fù)雜系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)、功能與行為之間,系統(tǒng)與環(huán)境之間是動態(tài)、辯證對立的統(tǒng)一關(guān)系，是一個十分復(fù)雜的、開放的、動態(tài)的巨系統(tǒng)。它除了具有一般系統(tǒng)的特點(diǎn)外,還有自己的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。安全分析的系統(tǒng)性安全系統(tǒng)的反饋性安全控制的相關(guān)性安全事故的隨機(jī)性事故識別的模糊性301.3安全系統(tǒng)工程1.3.2安全系統(tǒng)(1)安全分析的系統(tǒng)性與安全有關(guān)的影響因素構(gòu)成了安全系統(tǒng)，一方面，因為與安全有關(guān)的因素紛繁交錯，所以安全系統(tǒng)是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)(ComplexGiantSystem);另一方面，由于安全系統(tǒng)中的各因素之間，以及因素與目標(biāo)之間的關(guān)系多數(shù)有一定的灰度(GrayScale)，所以安全系統(tǒng)也是灰色系統(tǒng)(GraySystem)。安全系統(tǒng)的目標(biāo)不是尋求最優(yōu)解。這是因為安全系統(tǒng)目標(biāo)的多元化，以及安全目標(biāo)的極強(qiáng)相對性、時間延滯性(TimeDelay)與其理想化理念很難協(xié)調(diào)，所以安全系統(tǒng)的目標(biāo)解是具有一定灰度的滿意解或可接受解。(2)安全信息的反饋性安全系統(tǒng)是以人為中心的人機(jī)匹配、有反饋過程的系統(tǒng)。因此，在系統(tǒng)安全模式中要充分考慮人與機(jī)器的互相協(xié)調(diào)。311.3安全系統(tǒng)工程1.3.2安全系統(tǒng)(3)安全控制的相關(guān)性安全系統(tǒng)是工程系統(tǒng)與社會系統(tǒng)的結(jié)合。在系統(tǒng)中處于中心地位的人要受到社會、政治、文化、經(jīng)濟(jì)技術(shù)和家庭的影響，要考慮以上各方面的因素，系統(tǒng)的安全控制才能更為有效。(4)安全事故的隨機(jī)性安全事故(系統(tǒng)的不安全狀態(tài))的發(fā)生具有隨機(jī)性，首先是事故的發(fā)生與否呈現(xiàn)出不確定性;其次是事故發(fā)生后將造成什么樣的后果在事先不可能確切得知。(5)事故識別的模糊性安全系統(tǒng)中存在一些無法進(jìn)行定量描述的因素，因此對安全系統(tǒng)狀態(tài)的描述無法達(dá)到明確的量化。安全系統(tǒng)工程活動要根據(jù)以上這些特點(diǎn)來開展研究工作，尋求處理系統(tǒng)安全問題的有效方法。321.3安全系統(tǒng)工程1.3.3安全系統(tǒng)工程及其研究對象（1）安全系統(tǒng)工程的含義

安全系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程學(xué)的一個重要分支，它應(yīng)用系統(tǒng)工程的原理與方法，以安全管理、安全技術(shù)、職業(yè)健康為基礎(chǔ)，對系統(tǒng)中的各種危險及危害因素進(jìn)行識別、分析、評價、預(yù)測、排除和控制；對工藝過程、設(shè)各、生產(chǎn)周期和資金等因素進(jìn)行分析評價和綜合處理，協(xié)調(diào)安全系統(tǒng)中各組成部分之間的關(guān)系，使系統(tǒng)安全性達(dá)到最佳狀態(tài)。 按照錢學(xué)森教授對環(huán)境系統(tǒng)工程的定義,可以把安全系統(tǒng)工程定義為保障系統(tǒng)安全的工程技術(shù)。

由此可以得出安全系統(tǒng)工程的特點(diǎn)：安全系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程在安全工程學(xué)中的應(yīng)用，安全系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)是安全科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)；對系統(tǒng)進(jìn)行辨識、分析、評價和控制是安全系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容；安全系統(tǒng)工程是一門綜合性的邊緣學(xué)科；安全系統(tǒng)工程追求整個系統(tǒng)或系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性；安全系統(tǒng)工程的目的是使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化安全狀態(tài)。331.3安全系統(tǒng)工程1.3.3安全系統(tǒng)工程及其研究對象（2）安全系統(tǒng)工程的研究對象(1/5)

大量事故的調(diào)查分析結(jié)果表明,導(dǎo)致事故的原因是由于系統(tǒng)的不安全狀態(tài)、人的不安全行為和不良環(huán)境所引起的,如圖1-4所示。事故原因示意圖341.3安全系統(tǒng)工程1.3.3安全系統(tǒng)工程及其研究對象（2）安全系統(tǒng)工程的研究對象(2/5)

安全寓于生產(chǎn)，不安全的諸因素是在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的。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(jī)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。這三部分構(gòu)成一個“人~機(jī)~環(huán)境”系統(tǒng)，如圖1-3所示。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(jī)器子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)。三個子系統(tǒng)相互影響、相互作用的結(jié)果就是系統(tǒng)總體安全性處于某種狀態(tài)。安全系統(tǒng)工程研究對象人的子系統(tǒng)機(jī)子系統(tǒng)環(huán)境子系統(tǒng)351.3安全系統(tǒng)工程1.3.3安全系統(tǒng)工程及其研究對象（2）安全系統(tǒng)工程的研究對象(3/5)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以及規(guī)章制度、工程標(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,更要看到認(rèn)識一種自尊、自愛、有感情、有思想、有主觀能動性的人。②機(jī)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(qiáng)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。361.3安全系統(tǒng)工程1.3.3安全系統(tǒng)工程及其研究對象（2）安全系統(tǒng)工程的研究對象(4/5)③環(huán)境子系統(tǒng) 環(huán)境子系統(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)果就是系統(tǒng)總體安全性處于某種狀態(tài)。例如,理化因素影響機(jī)器的壽命、精度甚至損壞機(jī)器;機(jī)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、社會的因素又會影響人的心理狀態(tài),給安全帶來潛在危險。 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(jī)~環(huán)境”系統(tǒng)的有機(jī)整體。分析、評價、控制“人-機(jī)-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。371.3安全系統(tǒng)工程1.3.3安全系統(tǒng)工程及其研究對象（2）安全系統(tǒng)工程的研究對象(5/5)

將系統(tǒng)工程理論運(yùn)用到安全系統(tǒng)工程中,從解決安全系統(tǒng)問題的方法論角度看,安全系統(tǒng)工程的研究對象是根據(jù)所研究的安全問題確定安全系統(tǒng)的目標(biāo)、功能和邊界,從安全系統(tǒng)整體優(yōu)化和整體協(xié)調(diào)出發(fā),按照安全系統(tǒng)本身特有的性質(zhì)與功能,研究人的子系統(tǒng)與機(jī)的子系統(tǒng)之間、人的子系統(tǒng)與環(huán)境子系統(tǒng)之間、機(jī)的子系統(tǒng)與環(huán)境的子系統(tǒng)之間、各子系統(tǒng)與各要素之間的相互作用、相互依賴和相互協(xié)調(diào)的關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用系統(tǒng)優(yōu)化、建模、預(yù)測、模擬、評價、決策分析等方法,以及其他從定性到定量綜合集成方法,解決系統(tǒng)安全問題。381.3安全系統(tǒng)工程1.3.4安全系統(tǒng)工程的研究內(nèi)容

安全系統(tǒng)工程是專門研究如何用系統(tǒng)工程的原理和方法，確保實現(xiàn)系統(tǒng)安全功能的科學(xué)技術(shù)。基于解決安全系統(tǒng)問題的角度，安全系統(tǒng)工程主要研究內(nèi)容包括系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價、系統(tǒng)安全預(yù)測、系統(tǒng)安全決策、安全系統(tǒng)優(yōu)化、安全系統(tǒng)建模和安全系統(tǒng)模擬等，見表1~1，其理論框架如圖1~5所示(P12)。391.3安全系統(tǒng)工程1.3.4安全系統(tǒng)工程的研究內(nèi)容

整個研究圍繞人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)。從方法論的角度看，安全系統(tǒng)工程實質(zhì)上就是由一系列系統(tǒng)優(yōu)化方法、建模方法、預(yù)測方法、模擬方法、評價方法和決策分析方法組成的方法集，并最佳地處理各種安全系統(tǒng)問題。

它的主要特征是整體性、關(guān)聯(lián)性、協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)化、模型化、最優(yōu)化和實踐性。結(jié)合工程實際需求，本書主要針對系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評價、系統(tǒng)安全預(yù)測、系統(tǒng)安全決策等相關(guān)問題進(jìn)行重點(diǎn)闡述。安全系統(tǒng)工程理論框架401.4安全系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)

按照錢學(xué)森教授的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系，系統(tǒng)工程是作為新興的一大類工程技術(shù)，安全系統(tǒng)工程可以看作是系統(tǒng)工程的一個分支，橫向?qū)儆谙到y(tǒng)科學(xué)的范疇，縱向?qū)儆诠こ碳夹g(shù)范疇，是實現(xiàn)系統(tǒng)安全的一整套管理程序和方法體系。

因此，系統(tǒng)工程方法論也是安全系統(tǒng)工程學(xué)的方法論基礎(chǔ)。鑒于安全系統(tǒng)的特殊性，安全系統(tǒng)工程不僅有軟工程的特性，還有硬工程的特點(diǎn)，即解決安全系統(tǒng)問題需要硬的方法論，也需要軟的方法論。

所謂硬系統(tǒng)方法論是將管理對象和過程視為系統(tǒng)，用工程原則來組織安排過程和步驟，盡量運(yùn)用自然科學(xué)和數(shù)學(xué)方法。所謂軟系統(tǒng)方法論就是提供一套系統(tǒng)方法，使得在系統(tǒng)內(nèi)的成員間開展自由、開放的辯論，從而使各種世界觀得到表現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上達(dá)成對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的方案，其核心是比較或?qū)W習(xí)，即從模型和現(xiàn)狀的比較中來改善現(xiàn)狀的途徑 這些方法論包括：以霍耳方法論為代表的硬系統(tǒng)工程方法論以切克蘭德為代表的軟系統(tǒng)方法論物理一事理一人理系統(tǒng)方法論從定性到定最的綜合集成法411.4安全系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)1.4.1以霍耳方法論為代表的硬系統(tǒng)工程方法論

硬系統(tǒng)方法論是將管理對象和過程視為系統(tǒng)，用工程原則來組織安排過程和步驟，盡量運(yùn)用自然科學(xué)和數(shù)學(xué)方法。

霍耳提出的系統(tǒng)工程的三維結(jié)構(gòu)是影響較大而且較完善的方法，其特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)明確目標(biāo)，認(rèn)為對任何現(xiàn)實問題都必須而且可能弄清其需求，其核心內(nèi)容是最優(yōu)化，其三維是時間維、邏輯維、知識維。1.4.2以切克蘭德為代表的軟系統(tǒng)方法論

軟系統(tǒng)方法論的任務(wù)就是提供一套系統(tǒng)方法，使得在系統(tǒng)內(nèi)的成員間開展自由、開放的辯論，從而使各種世界觀得到表現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上達(dá)成對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的方案，其核心是比較或?qū)W習(xí)，即從模型和現(xiàn)狀的比較中來改善現(xiàn)狀的途徑，其程序結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。421.4安全系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)1.4.2以切克蘭德為代表的軟系統(tǒng)方法論

軟系統(tǒng)工程方法論是針對不良結(jié)構(gòu)問題而提出的，這類問題往往很難用數(shù)學(xué)模型表示，通常只能用半定量、半定性甚至只能用定性的方法來處理，主要是吸取了人們的判斷和直覺，因此解決問題時更多地考慮了環(huán)境因素與人的因素。1.4.3物理-事理-人理系統(tǒng)方法論

物理-事理-人理(WSR)系統(tǒng)方法論是如何巧妙配置有效利用物理、事理和人理三者以解決管理問題的一種新型系統(tǒng)方法論，如圖1-7所示。它把科學(xué)技術(shù)知識、社會科學(xué)知識、決策管理知識和系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)人員，以計算機(jī)和專家系統(tǒng)為中介有機(jī)結(jié)合起來，實現(xiàn)系統(tǒng)科學(xué)的總體分析、總體規(guī)劃、總體設(shè)計和總體協(xié)調(diào)，以求硬、軟問題的圓滿解決。431.4安全系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)1.4.4從定性到定量的綜合集成法

從定性到定量綜合集成法的實質(zhì)是將專家群體、數(shù)據(jù)和多種信息與計算機(jī)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來;把各種學(xué)科的理論與人的經(jīng)驗知識結(jié)合起來，發(fā)揮它們的整體優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢。該方法的特點(diǎn)是定性分析與定量分析結(jié)合，而后上升到定量認(rèn)識;自然科學(xué)與社會科學(xué)相結(jié)合;宏觀與微觀相結(jié)合;各類人員相結(jié)合;人與計算機(jī)相結(jié)合。其構(gòu)成如圖1-8所示。441.5安全系統(tǒng)工程具體研究方法體系

安全系統(tǒng)工程是為了達(dá)到安全系統(tǒng)目標(biāo)而對系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流動及控制機(jī)構(gòu)、環(huán)境等進(jìn)行分析、設(shè)計、評價的技術(shù)。系統(tǒng)安全分析方法、系統(tǒng)安全評價方法、系統(tǒng)安全預(yù)測方法、系統(tǒng)安全決策方法、安全系統(tǒng)建模方法、安全系統(tǒng)模擬方法以及安全系統(tǒng)優(yōu)化方法，都屬于具體的科學(xué)方法，是各種人工系統(tǒng)的組織管理技術(shù)，從而構(gòu)成安全系統(tǒng)工程學(xué)的方法體系。

安全系統(tǒng)工程處理安全問題的一般步驟如圖1~13所示。應(yīng)該指出，圖1~13所示的步驟流程是有反饋和循環(huán)的。451.5安全系統(tǒng)工程具體方法

在系統(tǒng)工程方法中，系統(tǒng)分析起著核心的作用。系統(tǒng)安全分析的目的是揭示系統(tǒng)中存在的危險性或事故發(fā)生的可能性，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的隱患，進(jìn)而為預(yù)測事故發(fā)生、發(fā)展的趨勢服務(wù)。安全系統(tǒng)分析的一般步驟如圖1-14所示。1.5.1常用的安全系統(tǒng)分析方法1.5.2常用的安全系統(tǒng)建模和模擬方法

系統(tǒng)建模既需要理論方法又需要經(jīng)驗知識，還需要真實的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和有關(guān)信息資料。對結(jié)構(gòu)化強(qiáng)的系統(tǒng)，有自然科學(xué)提供的各種定量規(guī)律，系統(tǒng)建模較為容易處理;而對于非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜系統(tǒng)，只能從對系統(tǒng)的理解甚至經(jīng)驗知識出發(fā)，再借助于大量的實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)，去提煉出系統(tǒng)內(nèi)部的某些內(nèi)在定量聯(lián)系，然后借助于數(shù)學(xué)或計算機(jī)手段，將系統(tǒng)描述出來。

安全系統(tǒng)模擬則是對于安全系統(tǒng)的描述、模仿和抽象，它反映安全系統(tǒng)的物理本質(zhì)與主要特征，模型就是實際系統(tǒng)的代替物。

安全系統(tǒng)建模及模擬的一般步驟如圖1-15所示，模擬方法見表1-2。461.5安全系統(tǒng)工程具體方法1.5.2常用的安全系統(tǒng)建模和模擬方法471.5安全系統(tǒng)工程具體方法1.5.3常用的安全系統(tǒng)優(yōu)化方法大部分實際安全系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，如航空安全系統(tǒng)、礦山安全系統(tǒng)等，這類研究目前在安全規(guī)劃與管理大系統(tǒng)中，所追求的系統(tǒng)目標(biāo)有安全效益、政治效益、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境效益等多個目標(biāo)。安全系統(tǒng)優(yōu)化方法的一般步驟如圖1-16所示，優(yōu)化方法見表1-3。481.5安全系統(tǒng)工程具體方法1.5.4常用的安全事故預(yù)防方法

事故預(yù)測是基于可知的信息和情報，對預(yù)測對象的安全狀況進(jìn)行預(yù)報和預(yù)測。安全系統(tǒng)預(yù)測的一般步驟如圖1-17所示，常用事故預(yù)測方法見表1-4。491.5安全系統(tǒng)工程具體方法1.5.5常用的系統(tǒng)安全評價方法

安全系統(tǒng)評價方法可分為定性和定量方法，安全系統(tǒng)評價的一般步驟如圖1-18所示。501.5安全系統(tǒng)工程具體方法1.5.6常用的系統(tǒng)安全決策方法

進(jìn)行系統(tǒng)安全決策時，對各種可行方案應(yīng)從社會、政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面綜合考察，對方案價值進(jìn)行評判。評價指標(biāo)體系的建立、評價指標(biāo)的量化、綜合方法的選擇時進(jìn)行系統(tǒng)安全決策的關(guān)鍵。決策分析的一般步驟如圖1-19所示，目前常用的系統(tǒng)安全決策方法見表1-5。511.5安全系統(tǒng)工程具體方法總結(jié)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會及生產(chǎn)實踐中所出現(xiàn)的安全問題將更加復(fù)雜，安全系統(tǒng)工程方法論可以為系統(tǒng)中安全問題的發(fā)現(xiàn)及解決提供一套科學(xué)的工作方法和步驟:(1)安全系統(tǒng)工程方法論的建立，要求掌握系統(tǒng)、系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)方法、系統(tǒng)工程、安全科學(xué)等基本知識，更要樹立系統(tǒng)意識。(2)安全系統(tǒng)工程作為系統(tǒng)工程大專業(yè)里的一個具體專業(yè)，系統(tǒng)工程的方法論同樣可以應(yīng)用到安全系統(tǒng)工程當(dāng)中。(3)鑒于安全系統(tǒng)具有非線性、混沌、分形、模糊性等復(fù)雜特性，控制論、信息論、運(yùn)籌學(xué)、耗散論、協(xié)同論、突變論等都是安全系統(tǒng)工程學(xué)的學(xué)科理論基礎(chǔ)。

(4)由于安全系統(tǒng)工程的研究對象為安全系統(tǒng)這個巨系統(tǒng)，不僅要解決工程安全，還要面向社會安全，所以其方法論應(yīng)同時建立在霍耳方法論等硬系統(tǒng)方法論及切克蘭德軟方法論基礎(chǔ)上，并隨著安全系統(tǒng)工程理論和實踐向社會等復(fù)雜性領(lǐng)域不斷推進(jìn)，切克蘭德軟方法論的比重也會不斷提高。521.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展安全科學(xué)發(fā)展與事故不同行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展對安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生的影響安全系統(tǒng)工程在我國的發(fā)展及現(xiàn)狀安全系統(tǒng)工程未來第三節(jié)安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展53科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展,從開始起便是由生產(chǎn)所決定的。安全科學(xué)以及安全系統(tǒng)工程和其他科學(xué)一樣,也是隨生產(chǎn)的發(fā)展,特別是工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。（1）典型事故案例(1/2)國際：1947年9月，美國航空科學(xué)院報導(dǎo)了一篇題為“安全工程”的論文，最早提出系統(tǒng)安全概念的一篇論文。1962年4月，美國空軍公布了彈道導(dǎo)彈部的BSD第62-41號文“發(fā)展空軍彈道導(dǎo)彈的系統(tǒng)安全工程”。這就是軍事系統(tǒng)的安全系統(tǒng)工程。1974年美國原于能委員會發(fā)表了WASH-1400報告，即商用核電站風(fēng)險評價報告，也稱為拉氏報告。這就是核工業(yè)的安全系統(tǒng)工程。1964年美國道化學(xué)公司于發(fā)表了化上廠“火災(zāi)爆炸指數(shù)評價法”，俗稱道氏法。這就是化工系統(tǒng)的安全系統(tǒng)工程。20世紀(jì)60年代開始，在電子、航空、鐵路、汽車、冶金等行業(yè)開發(fā)了許多系統(tǒng)安全分析方法和評價方法，這也可以稱之為民品工業(yè)的安全系統(tǒng)工程。1、安全科學(xué)發(fā)展與事故1.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展54（1）典型事故案例(2/2)國內(nèi)：

20世紀(jì)70年代末，我國著名科學(xué)家錢學(xué)森教授發(fā)表了著名的論文《組織管理系統(tǒng)的技術(shù)---系統(tǒng)工程》，引起了我國各行各業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)工程的熱潮。我國的安全系統(tǒng)工程這門科學(xué)技術(shù)就是在這個背景下產(chǎn)生的。1978年，天津東方化工廠在設(shè)計爆炸品時，最早應(yīng)用了安全系統(tǒng)工程中的事故樹分析方法。20世紀(jì)80年代我國各部門、企業(yè)開始在生產(chǎn)中使用安全系統(tǒng)工程的原理和方法。2001年2月，我國成立了國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局。2002年11月1日我國實施了第一部全面調(diào)整和規(guī)范安全生產(chǎn)行為的主體法律---《安全生產(chǎn)法》，用法律法規(guī)的形式來促使企業(yè)對安全的重視。1、安全科學(xué)發(fā)展與事故1.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展55（2）事故對于安全科學(xué)發(fā)展的作用

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、生產(chǎn)的發(fā)展，提高了生產(chǎn)力，促進(jìn)了社會的發(fā)展。然而，在技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展的同時，也會產(chǎn)生許多威脅人類安全與健康_的間題。如生產(chǎn)過程中所造成的事故給人類帶來不幸和災(zāi)難，制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。但是，從哲學(xué)角度來看，與其他事物一樣，事故的發(fā)生也有其積極的一面。事故具有反面教育作用。事故向人們展示了事故造成的后果和損失，給予人們許多教訓(xùn)，使人們必須按照科學(xué)規(guī)律辦事，保證人們活動的安全性;事故是一種特殊的科學(xué)實驗。一個系統(tǒng)或生產(chǎn)過程發(fā)生事故，說明該系統(tǒng)或該過程存在各種不安全因素，從事故原因分析中，我們可以得到無法從實驗室中得到的實驗數(shù)據(jù)，而事故彌補(bǔ)這個實驗。人們通過對事故的調(diào)查、分析，找出事故原因，研究并采取了有效控制事故的措施，改變了系統(tǒng)工藝、設(shè)備，從而提高了系統(tǒng)的安全性，推動了安全科學(xué)的發(fā)展;事故也是誕生新的科學(xué)技術(shù)的催化劑。事故的負(fù)面效應(yīng)對人類產(chǎn)生巨大的沖擊作用，從而激發(fā)人類以更大的決心和投人更多的力量研究事故。通過對事故信息、資料的收集、整理、分析、研究，充分利用“事故資源”，一個嶄新的自然科學(xué)學(xué)科就在人們這種不懈努力與堅苦卓絕的斗爭中誕生了，這就是作用與反作用的機(jī)制。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史中，幾乎每一個學(xué)科的誕生都離不開這種反作用力的應(yīng)用。安全系統(tǒng)工程也正是在這種事故的反作用下應(yīng)運(yùn)而生的。1、安全科學(xué)發(fā)展與事故1.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展56安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代初期美、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家。軍事工業(yè)：1957年蘇聯(lián)成功的的發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，美國為了趕上蘇聯(lián)的空間優(yōu)勢，實行所謂的研究、設(shè)計、施工齊頭并進(jìn)的方法進(jìn)行導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)，由于對系統(tǒng)的可靠性和安全性研究不足，在一年半的時間就連續(xù)發(fā)生4起重大事故,造成慘重?fù)p失。從而迫使美國空軍以系統(tǒng)工程的基本原理和管理方法來研究導(dǎo)彈系統(tǒng)的安全性、可靠性。1962年美國軍方首次公開發(fā)表了“空軍彈道導(dǎo)彈安全系統(tǒng)工程大綱”,同年9月制定了“武器系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)”;1963年提出了《系統(tǒng)安全程序》,于1967年7月由美國國防部作為美軍標(biāo)準(zhǔn)予以發(fā)表,之后又經(jīng)1969年和1977年兩次修訂,逐步完善,形成《系統(tǒng)安全程序技術(shù)要求》(MIL-STD-882A),它以標(biāo)準(zhǔn)的形式規(guī)范了美國軍事系統(tǒng)的工程項目在招標(biāo),以及研發(fā)過程中對安全性的要求和管理程序、管理方法、管理目標(biāo)。這就是由事故引發(fā)的軍事系統(tǒng)的安全系統(tǒng)工程。1961年,美國貝爾電話研究所在系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了事故樹分析法(FTA)。

2、不同行業(yè)對安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生的影響(1/4)1.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展57核工業(yè)：英國在核電站核安全方面的研究開始比較早,到20世紀(jì)60年代中期就已建成了系統(tǒng)可靠性服務(wù)所和可靠性數(shù)據(jù)庫,成功開發(fā)了概率風(fēng)險評價(PRA)技術(shù),從而以概率來計算核電站系統(tǒng)風(fēng)險大小，以及是否可以接受。1974年美國原子能委員會發(fā)表了拉斯姆遜教授的《商用核電站風(fēng)險評價報告》(WASH-1400),從而成功地開發(fā)應(yīng)用了系統(tǒng)安全分析和系統(tǒng)安全評價技術(shù)。該報告的科學(xué)性和對事故預(yù)測的準(zhǔn)確性得到了“三哩島事件”(核電站堆芯熔化造成放射性物質(zhì)泄漏事故)的證實。這就是核工業(yè)的安全系統(tǒng)工程。2、不同行業(yè)對安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生的影響(2/4)1.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展58化學(xué)工業(yè)：隨著化工企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，化工企業(yè)事故發(fā)生的次數(shù)以及產(chǎn)生的后果越來越受到人們的關(guān)注，從而使化工企業(yè)采取各種可能的措施，嚴(yán)格控制事故的發(fā)生，特別是火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。美國道化學(xué)公司于1964年發(fā)表了化工廠“火災(zāi)爆炸指數(shù)評價法’’,俗稱道氏法。該法經(jīng)過多年的實用,修改了6次,出了第7版,并出版了教科書。該方法是以化學(xué)物質(zhì)的理化特性確定的物質(zhì)系數(shù)為基礎(chǔ),綜合考慮一般工藝過程和特殊工藝過程的危險特性,計算系統(tǒng)火災(zāi)爆炸指數(shù),評價系統(tǒng)損失大小,并據(jù)此考慮安全措施,修正系統(tǒng)風(fēng)險指數(shù)。英國帝國化學(xué)公司在此基礎(chǔ)上開發(fā)了蒙德評價法,日本提出了崗三法、疋田法。20世紀(jì)70年代日本勞動省發(fā)表了以定性評價與定量評價相結(jié)合為特點(diǎn)的“化工企業(yè)安全評價指南”,亦稱“化工企業(yè)六階段安全評價法”,該評價法是一種對化工系統(tǒng)的全過程如何進(jìn)行評價的管理規(guī)范。它不僅規(guī)定了評價方法、評價技術(shù),也規(guī)定了系統(tǒng)生命周期每個階段用哪種評價方法,如何進(jìn)行評價等。這就是化工系統(tǒng)的安全系統(tǒng)工程。2、不同行業(yè)對安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生的影響(3/4)1.6安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生和發(fā)展59民用工業(yè)：20世紀(jì)60年代正是美國市場競爭日趨激烈的年代,許多民用新產(chǎn)品在沒有得到安全保障的情況下就投放市場,造成許多使用過程中的事故,用戶紛紛要求廠方賠償損失,甚至要求追究廠商刑事責(zé)任,迫使廠方在開發(fā)新產(chǎn)品的同時,尋求提高產(chǎn)品安全性的新方法、新途徑。這期間,在電子、航空、鐵路、汽車、冶金等行業(yè)開發(fā)了許多系統(tǒng)安全分析方法和評價方法。這些可稱之為民品工業(yè)的安全系統(tǒng)工程。1.6安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展2、不同行業(yè)對安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生的影響(4/4)6020世紀(jì)80年代以前，我國對安全工作雖然給予了高度的重視，每年也花費(fèi)大量的資金，但往往是采取間題出發(fā)型的辦法，也就是說發(fā)生事故以后才去找原因和防治措施，這很難從根本上解決問題。自從錢學(xué)森教授提出了“系統(tǒng)工程是組織管理的科學(xué)”這一著名論斷之后，我國安全研究和管理人員深感必須采用系統(tǒng)工程的方法，才能真正改變企業(yè)安全工作的被動局面。也就是說，必須采用問題發(fā)現(xiàn)型，事先用系統(tǒng)工程方法，找出系統(tǒng)中的所有危險性，加以辨識、分析和評價，從而找出解決問題的措施，防患于未然。1982年，我國首次組織了安全系統(tǒng)工程討論會，由研究單位、大專院校和重要企業(yè)等方面的同志參加。會上研究了在我國發(fā)展安全系統(tǒng)工程的方