安全技術 安全技術基礎/第 1 節、系統安全的概念 （1） 引言事故是指主觀上不愿意出現的， 導致人員傷亡、損害健康、財產損失、 環境及商業機會損失的不測事件。而安全工作是指對事故控制的工作。自工業革命以來，工業生產中的安全技術工作經過了 150 余年的發展，其間預防事故的理論與實踐也有了長足的進步。 然而，現代的工業系統已成為多學科 （專業） 成果的集合，單一階段或單項的安全措施已難以解決整個系統的安全問題， 人們認識到安全工作必須走系統分析的道路，因此系統安全性問題的研究得到了相應的發展。系統的安全，是作業場所人身安全的前提。本節將敘述系統安全的一般概念，而在續后的章節中，將著重敘述作業場所中人在活動中的安全問題。（2） 術語系統：是指在生產活動中，其所考察的對象，它可以是一個設施、一個工藝過程，也可以是一個車間、單元，或者一個企業，也可以是一個項目。明確地界定系統、系統的外環境及系統的狀態是進行安全分析的前提條件。系統安全性：系統安全性是以系統的使用性能、時間和費用為約束條件，在壽命期的各個階段中， 用系統管理的原則和相關的專業技術， 識別、 評價、 消除或控制系統中的危險，使系統獲得好的安全性。危害：危害是指可能導致事故的狀態，是發生事故的根源。這種狀態有物質狀態、環境狀態和人員的活動狀態及其組合。風險：由危害所導致的事故發生的可能性與后果嚴重性的組合。危險：不可接受的風險。（3） 系統安全性要求系統安全性要求是指對整個系統（包括系統硬件、軟件、使用、保障及有關人員）和系統全壽命期的各階段（包括論證、設計、研制、使用、維護及報廢）的所有活動，都要貫徹安全方面的需求，逐項、全面地識別系統中存在的危害，采取保證安全的工程和管理措施，達到消防風險或者將風險控制到可以接受的水平，以防止事故的發生。系統安全的主要功能， 是采取科學和工程的方法進行符合任務要求的系統安全性分析與設計， 使系統安全性的要求，從設計的源頭就作為重要指標， 按預先計劃和措施， 逐項落實到系統總體工程中去， 一方面保證系統安全性； 另一方面， 為系統在壽命期的各個階段的安全評估工作提供良好的基礎和前提條件。為了做好系統安全性設計與分析工作，應考慮如下要求：（1） 吸收已有的或類似系統及分系統的安全性運行經驗、教訓、 數據和信息，特別是相關的行業規范、技術標準，作為安全性設計和分析的根據。（2） 識別系統在壽命周期內的各種狀態下， 尤其是運行過程中存在的危害， 并消除和控制與之相關危險。 此項工作要有專門的文字記錄， 并且要讓有關人員知道， 這種文件可以是規范或手冊、說明書。（3） 當采用新的設計方法、新工藝、新材料和新技術，或者進行技術改造時，應尋求其在安全性方面具有最小的風險。（4） 在論證、 研制及訂購系統及其分系統時，要充分考慮其安全性指標， 同時要避免在使用或運行時， 為改善安全性而進行改裝、 改造， 還必須考慮到系統報廢時的回收及處理主法，做到簡便、無害、經濟。（5） 在設計時， 要盡最大努力將安全方面的需求與其他方面的需求作整體考慮， 從而精品達到設計上的優化。11 工業設計的安全要求通過設計來消除或控制危害，是提高系統安全水平的主要措施之一。（1） 在進行系統安全性設計時，采用的安全措施，應該按如下順序進行： 最小風險設計：首先應在設計上消除危險，若不能消除已經判定的危害，應通過選擇設計方案將風險減小到規定的可接受水平； 采用安全裝臵：若不能通過最小風險設計來滿足規定的要求，則應采取永久的、自動的或者其他的安全防護裝臵，使風險減小到可以接受的水平； 采取報警裝臵：若最小風險設計及采用安全裝臵都未能有效地滿足規定要求，則應采用報警裝臵來監測危險狀態，并向有關人員發出報警信號； 制定專用規程和培訓措施：若采用以上措施即、均不能滿足規定要求，則應另行制定專門的規程和相應的培訓計劃，以達到系統安全性要求。（2） 在進行系統安全設計時，應做到： 通過設計消除已判定的危害或減少有關的風險； 危險的物質、零部件和危險的活動應當與其他活動、區域、人員和不相容的物品相隔離； 設備的位臵安排應使工作人員在操作、 維護、修理或調試過程中， 盡量避免危險 （如危險化學品、輻射、高壓電、尖銳鋒利的物件等） ； 盡量減少惡劣環境條件（如溫度、壓力、噪聲、毒性、加速度、振動、沖擊和輻射等）所導致的危險； 系統設計時，應盡量減少在系統的使用和保障中人為差錯所導致的危險； 為把不能消除的危害所形成的風險減少到最低的程度，應考慮采取補償措施，此類措施包括：連鎖、冗余、故障安全保護設計、系統保護、滅火和個體防護、防護設備、應急規程等； 采用機械隔離或屏蔽的方法，保護冗余分系統的電源，控制關鍵零部件； 當各種設計方法不能消除危險時，在裝配、使用、維護和修理說明書中，應給出警告和注意事項，并在危險零部件、設備和設施上做出醒目的標記； 應盡量減輕事故中人員的傷害和設備的損壞； 設計由軟件控制或監測的功能，以盡可能地減少危險事件或事故的發生。對設計準則中有關安全性的不足之處或過多的限制的要求進行評審， 根據分析或試驗數據，推薦新的設計準則。必須消除或控制災難性的及危害性極為嚴重的事故， 并將其相關的風險減少到可接受的程度。12 工業標準的安全內容通過工業設計， 建立系統的安全狀態； 通過對物質 （系統） 狀態的安全評估； 作為對人、機及管理的整體安全評估的基礎。這是實現安全的一種常用邏輯方法。工業標準、規范中的安全要求及內容，是設計和評審的主要依據。在對系統設計及物質環境進行安全評審時， 無論是在危害識別、 風險控制及評審的各項內容中，首先要查看相關內容的工業標準及規范，并以此為依據進行設計工作。對工業標準、 規范中沒有規定的內容， 除按照設計和評審的通用原則進行處理外， 應當提請行業有關部門，采取相應措施，根據需要制定相應的標準。13 安全性設計方法為使系統滿足規定的安全性要求，可采用相應的安全找施，以消除和控制危害或者減少危害的影響。 在采用這些安全措施及方法時，按其功能和實效性，選用的順序可列為：能量控制，固有安全設計，隔離，閉鎖，鎖定及連鎖，故障安全設計，故障最小設計，安全系數，警示裝臵，安全標志，損傷抑制，應急及救援，薄弱環節設計等。131 能量控制在研究安全性的問題時，無論任何事故及其影響的大小都以直接與其所含能量相關的原理為基礎，進而提出通過控制能量來保證安全的方案。132 固有安全設計固有安全性是產品設計本身所賦予的安全性。進行固有安全性的設計是避免事故發生的最有效的、 最本質的方法。 它可以通過消除危害或控制風險的設計方法和工程方法， 確保系統的固有安全水平。133 隔離隔離是采用物理分離，隔板、柵欄或機械方式等措施，將已確認的危害同人員及設施隔離，從而避免接觸危害或將風險降低到最低水平，控制危害的影響。134 閉鎖、鎖定及連鎖閉鎖、鎖定及連鎖是一種常用的安全措施。這些措施的功能是防止不相容事件接連發生，或防止事故在不正確的時間中發生或者以錯誤的順序發生。 常見的例子， 如沖床及其他一些機器的安全保護裝臵。135 故障安全設計故障安全設計應保證故障不影響系統，或使系統不會造成損害。在大多數實踐中，這種設計使系統發生故障時停止工作。在任何情況下，故障安全設計的基本原則是：（1）保護人員的安全； （2） 保護環境，避免引發爆炸、火災等災害； （3） 防止設備損壞； （4） 防止降低或喪失使用性能。136 故障最少設計減少故障的方法有降低故障率（如采用冗余技術等） 、監控、中斷與修復、加大安全系數和預報、預警等方法。137 安全系數法采用安全系數以盡量減少結構及材料的故障，是一種經典的方法。在能量及狀態控制措施中，也把這種設計思想作為保證安全的一種重要措施。138 警示裝臵警示裝臵用于向有關人員通告危險、設備故障問題及其他值得注意的狀態，以使有關人員警惕并采取相應的糾正措施， 避免事故發生。 警示裝臵按接收訊號人員的感覺可分為視覺、聽覺等類型。139 標志標志是一種特殊的目視告警和說明手段，它按要求或標準來設計并臵放在特定的位臵。標志包括文字、顏色和圖樣，以滿足示警的特殊要求。1310 損傷抑制采用物理隔離，如防火墻、隔離溝等是抑制傷害的一類方法。此外，防護設備、器具也是抑制損傷的重要手段，在后面的章節中，還會專門講述。1311 逃逸、救生和救援逃逸及救生是指人們使用現場的資源自身救護的方法；救援是指其他人員救護在緊急情況下受到威脅的人員和環境的行動。 這些行動的有效性往往取決于事先的救援方案、 設計、培訓和演練。1312 薄弱環節設計所謂薄弱環節是指系統中最容易出故障的部分。安全工程師利用薄弱環節來限制故障、偶然事件或事故所造成的損傷。例如，熔斷器（保險絲） ，用于防止持續過載而引起的火災或其他貴重設備等的損壞。14 系統全壽命期概念系統的全壽命期是指系統從開始發起到最終報廢 （退役） 的整個時期。 根據系統的規模、發展技術途徑，系統壽命期可以分為論證、研制、運行（使用、維護） 、報廢等階段。視情況不同，這些劃分及其內容還可有所不同。安全工作應當貫徹到系統全壽命期的各個階段。傳統的安全評價工作， 多集中在運行階段， 三同時 是在研制及運行兩階段的結合部開展的。15 安全性分析安全性分析是一種系統性的檢查、 研究和分析技術， 它用于檢查系統或設施在各種使用模式下的工作狀態， 確定潛在的危險， 預計這些危險對人員傷害或設備損壞的可能性， 并確定消防或減少危險的方法。 分析的目的在于能夠在事故發生之前， 消除或盡量減少事故發生的可能性或降低事故的危害后果。安全性分析的基本目的是作為事故預防的基本手段。 安全性分析， 應在系統壽命期的每一階段都進行， 各個階段都有其自身安全性分析的要求、 內容和方法。 實踐表明， 在系統全壽命期的前期良好的安全分析工作， 對于系統全壽命期的安全性和效益起著重要的作用。 系統在進行重大改革或者其使用狀態發生重大變化，以及進行重大維修、調試等重大事件時，都要考慮相應的安全分析。 這種原則， 不僅限于系統硬件， 對于系統軟件也要有相應的要求。對于采購的設備在必要時也要有相應的規范和要求。16 系統使用說明系統在設計、研制完成交付用戶使用時，都應有完整的資料，以文件的形式明確系統在運行及全壽命的后續階段中的安全要求、 雙方的義務和責任。 因此， 以工業標準和設計及研制的實際情況為依據， 將系統安全方面的內容用文件的形式加以說明， 使用戶能夠接受并按照制造商的要求來運行系統，從而達到控制系統風險的目標。17 制造商的責任在承擔一個項目并進行設計和制造時， 要充分考慮安全方面的需求， 要遵循相關的標準和規程，要建立一個為保證系統全壽命期各個階段安全需求而實行的與使用