安全系统工程徐志胜课件

安全系统工程徐志胜教授课件课程内容导航010203安全系统工程概述安全标准与法规安全风险分析方法理解安全工程的基本概念、发展历程与核心理论掌握国内外主要安全标准体系及其在实践中的应学习危险识别技术与定量风险评估方法体系用040506安全评价与决策安全管理体系典型案例分析构建科学的安全评价指标体系提升决策能力建立完善的安全管理框架与持续改进机制通过真实案例深化理解吸取经验教训,,未来发展趋势第一章安全系统工程概述:学科基础研究内容安全系统工程是运用系统工程理论和方安全系统的组成结构与功能分析•法研究生产和社会活动中安全问题的综,危险源识别与风险评估技术•合性工程学科它将系统论、信息论、事故致因理论与预防机制•控制论等现代科学理论应用于安全管理安全管理方法与决策优化•实践安全技术措施的设计与实施•该学科起源于世纪年代的航空航天2060领域随着工业现代化进程不断发展完善,,现已成为保障工业安全生产的核心理论支撑安全系统工程的核心目标保障人员生命安全保护设备与环境实现系统稳定运行将保护劳动者的生命健康放在首位通过系统防止生产设备损坏和环境污染确保企业资产通过科学的安全管理保障生产系统长期稳定,,,化的安全措施最大限度降低人员伤亡风险安全和生态环境可持续发展实现经济效益与可靠运行提高生产效率为企业创造良好的,,,,,实现以人为本的安全理念社会效益的统一安全生产环境建立完善的个人防护体系设备安全运行监测与维护系统可靠性设计与优化•••优化作业环境与工艺流程环境风险评估与控制故障诊断与预测维护•••强化安全培训与应急能力应急处置与损失控制持续改进与性能提升•••安全系统工程面临的挑战复杂系统的安全风险新技术带来的安全隐患法规标准的不断更新现代工业系统规模庞大、结构复杂涉及机人工智能、物联网、云计算等新兴技术在随着社会对安全生产要求的不断提高国内,,械、电气、化工、信息等多个专业领域工业领域的广泛应用在提高生产效率的同外安全法规标准持续更新完善企业需要,系统间的耦合关系错综复杂一个环节的失时也带来了新的安全风险网络安全威及时跟踪标准变化调整安全管理策略这对,,,效可能引发连锁反应导致严重事故如何胁、数据泄露、自动化系统故障等问题日安全工程师的专业能力和持续学习能力提,在复杂系统中准确识别危险源、评估风险益凸显传统的安全管理方法需要不断创出了更高要求同时不同国家和地区的标,并制定有效的控制措施是当前安全工程面新以适应技术发展带来的新挑战准差异也增加了跨国企业安全管理的复杂,,临的重大挑战度第二章安全标准与法规:标准体系框架法规责任安全标准是保障系统安全的基础性文件为安全设计、生产、管理提供统一的技术规范我国已建立起以《安全生产法》为核心的法规体系明确,,国内外已形成了较为完善的标准体系了企业主体责任、政府监管责任和从业人员的安全义务:国家标准涵盖安全生产通用要求、行业特定标准等GB/T:违反安全法规将面临行政处罚、民事赔偿甚至刑事责任国际标准如职业健康安全管理体系,ISO:ISO45001企业必须严格遵守法律法规要求行业标准针对化工、建筑、交通等特定行业的安全规范:功能安全标准如、等:IEC61508ISO26262标准在安全系统设计中的应用包括风险评估、安全完整性等级确定、安全功能设计SIL验证等关键环节安全标准是安全系统的基石标准化建设为企业安全管理提供科学依据是实现安全生产规范化、系统化的重要保障,第三章安全风险分析方法:安全风险分析是安全系统工程的核心环节通过系统化的方法识别危险源、评估风险等级、制定控制措施现代安全工程已发展出多种成熟的分析技术,:危险识别技术事故树分析FTA危险与可操作性分析通过系统化的团队审查识别工艺过程中的偏差和危险采用演绎推理方法从顶事件事故逆向分析导致事故的各种原因组合建立逻辑树形图HAZOP,,,,FMEA失效模式与影响分析则从设备和系统失效角度,分析潜在故障模式及其后果实现事故原因的定性和定量分析事件树分析ETA风险矩阵评估采用归纳推理方法从初始事件出发分析可能的事故发展路径和最终后果评估安全屏障将风险的可能性和严重程度进行矩阵组合直观展示风险等级定量风险评估则通过概,,,,的有效性是事故后果预测的重要工具率计算精确量化风险水平为决策提供数据支持,,,事故树分析详解FTA基本概念分析步骤与工具事故树分析是一种演绎推理的安全分析方法明确分析对象确定顶事件Fault TreeAnalysis,

1.,通过图形化方式展示导致顶事件发生的各种基本事件及其逻辑关调查系统收集相关数据

2.,系绘制事故树逻辑图

3.核心符号体系定性分析求最小割集和最小径集

4.:定量分析计算顶事件发生概率

5.:顶事件需要分析的事故或故障:提出改进措施优化系统安全性

6.,中间事件导致上层事件的中间环节:基本事件不再继续分解的底层原因软件工具、、等专业软件可大幅提高分析效::FaultTree+Windchill FTAITEM ToolKit率和准确性逻辑门与门、或门、表决门等:案例:某化工厂爆炸事故分析某化工企业反应釜爆炸事故通过分析发现顶事件反应釜爆炸的最小割集包括温度失控安全阀失效、压力超限泄放系统故障等定量分析显示顶事件,FTA:++概率为⁻年基于分析结果企业增设了冗余温度监测系统、升级了安全联锁装置将事故概率降低至⁻年大幅提升了系统安全性

3.2×10⁴/,,

8.5×10⁶/,事件树分析应用ETA确定初始事件识别可能引发事故的起始事件如设备泄漏、火源出现、控制系统故障等,分析安全屏障识别系统中存在的各层安全防护措施包括自动控制、报警系统、应急响应等,构建事件树根据安全屏障的成功或失效绘制事件发展的所有可能路径形成树状结构图,,后果评估对每条路径的最终结果进行定性和定量评估计算各种后果发生的概率,FTA与ETA的综合应用在实际风险评估中常将事故树分析与事件树分析结合使用形成蝴蝶结模型用于分析,FTA ETA,FTA初始事件的成因用于预测事故后果两者互补构建起从原因到后果的完整风险评估体系这种综合,ETA,,方法能够全面识别风险点制定针对性的预防和缓解措施在石油化工、核电等高风险行业得到广泛应,,用第四章安全评价与决策:评价指标体系科学的安全评价需要建立多维度、多层次的指标体系综合反映系统的安全状态,:本质安全指标系统固有的安全水平:安全管理指标管理制度的完善程度:事故统计指标伤亡率、损失率等:安全投入指标安全费用占比、培训时长等:安全性能指标SPI是衡量安全管理绩效的关键指标包括领先指标预防性和滞后指标结果SPI,性通过持续监测可及时发现安全管理中的薄弱环节SPI,多方案决策方法当面临多个安全改进方案时需要综合考虑技术可行性、经济合理性、社会可接受性等因素常用方法包括层次分析法、模糊综合评价法、成本效益分析等,AHP决策过程应遵循原则在合理可行范围内将风险降至最低ALARPAs LowAs ReasonablyPracticable,安全评价新方法动态安全评价技术基于大数据的安全态势感知人因工程在安全评价中的作用传统安全评价多为静态分析难以反映系统运行过利用大数据技术对海量安全数据进行挖掘分析发人的因素是导致事故的重要原因人因工程从人,,程中的安全状态变化动态安全评价技术通过实现隐藏的规律和趋势通过机器学习算法建立预机系统角度分析人的生理、心理特性与工作环时监测关键参数动态更新风险水平实现对系统测模型实现对潜在风险的提前预警安全态势感境、设备设计的匹配性通过任务分析、认知负,,,安全状态的持续跟踪该技术结合传感器网络、知系统能够整合多源数据形成全局安全态势图荷评估、人机界面优化等方法减少人为失误现,,,数据采集系统和智能分析算法能够及时发现异常为管理者提供决策支持显著提升安全管理的智能代安全评价日益重视人因分析将其纳入综合评价,,,征兆为预防性维护提供依据化水平体系实现人机环境系统的整体优化,,--第五章安全管理体系:安全管理体系是企业系统化、规范化开展安全管理的制度框架国际标准化组织制定的职业健康安全管理体系为全球企业提供了统一的管理标准其核心理念是基于风险的思维和ISO45001,持续改进循环PDCA策划Plan实施Do识别危险源评估风险制定安全目标和实施计划执行安全计划落实资源保障开展培训和运行控制,,,,改进Act检查Check分析问题采取纠正措施持续提升安全管理水平监测安全绩效开展内部审核评估体系有效性,,,,安全文化建设员工培训安全文化是企业安全管理的灵魂通过培育全员安全意识、建立安全价值观、营造安全氛围,系统的安全培训是提升员工安全能力的关键培训内容应覆盖安全法规、操作技能、应急处使安全成为每个员工的自觉行为置等,并定期考核强化安全管理的关键环节持续改进与安全绩效考核应急预案与事故响应建立安全绩效指标体系定期评估安全管理效,风险识别与控制措施针对可能发生的各类突发事件,制定专项应急果通过事故事件调查分析、安全检查、审通过作业危害分析JHA、安全检查表SCL预案和现场处置方案预案应明确组织指挥计等方式发现管理中的不足采用根因分析,等方法,全面识别各类作业活动中的危险源体系、应急响应程序、救援措施和资源保法深挖问题根源制定纠正和预防措施将安,对识别出的风险按照等级制定相应的控制措障定期组织应急演练,检验预案的可操作全绩效纳入各级管理人员考核,与绩效工资、施,遵循消除、替代、工程控制、管理控制、性,提高员工应急处置能力建立24小时应急晋升挂钩,形成安全管理的长效激励约束机个人防护的优先级顺序建立风险管控清单,值守机制,确保突发事件能够及时有效处置,制明确责任人和管控措施,确保风险始终处于可最大限度减少损失控状态安全文化是企业的生命线没有安全文化的企业安全管理只能停留在表面只有将安全理念深植于每个员工心中,,化为自觉行动才能真正实现长治久安,第六章典型案例分析:通过对真实事故案例的深入剖析能够帮助我们更好地理解安全理论吸取血的教训避免重蹈,,,覆辙事故案例分析应遵循科学方法系统梳理事故经过运用事故树、鱼骨图等工具深挖事,,故原因总结管理教训提出针对性改进措施,,事故回顾详细描述事故发生的时间、地点、经过和后果还原事故现场情况,原因分析运用系统分析方法从人、机、环、管等方面查找直接原因和间接原因,教训总结提炼事故暴露的管理漏洞和技术缺陷形成可推广的经验教训,改进措施针对事故原因制定技术改造、管理优化、培训强化等综合整改方案案例一某化工厂泄漏事故:事故经过与损失事故树分析结果年某月某化工企业氯气储罐发生泄漏事故凌晨时许当班操作工发现氯气储罐区压顶事件氯气大量泄漏2018,2,:力异常前往检查时发现储罐阀门法兰处有黄绿色气体泄出紧急启动应急预案疏散周边人,,最小割集:员但由于风向不利泄漏的氯气扩散至厂外居民区,,法兰垫片老化未及时更换

1.+事故后果造成名员工中毒名周边居民出现呼吸道刺激症状入院观察直接经济损失约:3,58,操作压力超标压力监测失效万元社会影响恶劣

2.+520,应急阀门失灵维护不到位

3.+概率计算显示管理因素对事故发生的贡献率高达,65%改进措施与安全系统优化技术改造管理强化更换为高等级密封材料增设泄漏检测报警系统升级自动切断装置建立设备完整性管理体系严格落实定期检修维护制度,,,应急优化培训提升配备充足的应急物资与地方政府建立联动机制开展联合演练强化操作人员氯气危害认知和应急处置能力培训,,案例二建筑施工安全事故:事故类型与成因某在建高层住宅项目发生高处坠落事故一名工人在层楼板边缘作业时失足坠落经抢救无效死亡事故调查发现事故现场楼板临边未设置防护栏杆施,12,,,工单位安全投入不足工人未系安全带安全监管流于形式,,直接原因间接原因深层原因临边防护缺失安全投入不足安全文化缺失•••未佩戴安全带教育培训缺失利益驱动违规•••违章冒险作业监督管理不力责任制不落实•••风险评估与防控策略建筑施工行业高处作业、交叉作业多属于高危行业通过风险评价法评估高处坠落风险等级为极其危险防控策略应坚持防、管、查、罚四结,LEC,合完善安全防护设施强化现场管理加大检查频次严格责任追究实施安全管理体系后该工地实现连续天无伤亡事故安全绩效显著提升:,,,,500,第七章未来发展趋势:随着第四次工业革命的到来安全系统工程正在经历深刻变革新一代信息技术与安全管理深度融合推动安全管理向智能化、数字化、网络化方向发展,,,为安全生产开辟了新的路径人工智能物联网深度学习算法实现智能预警和辅助决策万物互联实现全域感知和实时监控区块链大数据分布式账本保障安全数据可信可溯海量数据挖掘发现隐藏风险规律数字孪生云计算虚实映射实现安全态势仿真推演云平台支撑大规模安全数据处理安全系统工程的新技术应用传感器与实时监控部署各类智能传感器对温度、压力、气体浓度、设备振动等关键参数进行实时监测传感器网络将数据传输至监控中心,形成全方位、无死角的安全监控网络结合边缘计算技术,实现数据的就近处理和快速响应,将风险隐患消灭在萌芽状态科技赋能安全管理智能化技术正在重塑安全管理模式从被动应对向主动预防转变从经验管理向数据驱动,,转变开启安全管理新时代,学习目标与方法明确学习重点有效学习方法本课程涵盖安全系统工程的理论基础和实践应用学习重点包括理论联系实际将所学知识应用于实际案例分析,::案例研讨通过典型事故案例深化理解:掌握安全系统工程的基本概念和原理•小组讨论与同学交流思想拓展思维:,熟练运用各种风险分析评估方法•实践操作运用软件工具进行风险分析:理解安全标准法规的要求与应用•持续跟踪关注安全领域最新动态和技术:学会构建和运行安全管理体系•培养系统化的安全思维和解决问题能力•学习建议安全系统工程是一门综合性、实践性很强的学科学习过程中要注重培养系统思维善于运用所学方法分析解决实际问题同时要保:,持对新技术、新方法的敏感性不断更新知识体系提升专业能力,,典型复习题示例123事故树分析基本步骤安全管理体系构建安全文化重要性问题请详细阐述事故树分析的基本步问题如何基于标准构建有效的职问题结合典型案例说明安全文化在企业安:FTA:ISO45001:,骤并说明如何进行定性和定量分析业健康安全管理体系请从体系策划、实全管理中的重要性以及如何有效建设安全,,施、检查、改进等方面论述文化考查要点事故树构建方法、最小割集求:解、顶事件概率计算、结果分析与应用考查要点循环、危险源识别、风险评考查要点安全文化内涵、作用机理、建设:PDCA:估、运行控制、绩效监测、管理评审路径、评估方法、持续改进思考讨论题对比和两种危险识别方法的特点和适用场景•HAZOP FMEA论述新技术如、物联网对安全管理带来的机遇与挑战•AI分析某个真实事故案例运用多种分析方法找出事故原因并提出改进建议•,安全系统工程的实践指导1设计阶段本质安全设计在系统设计阶段就考虑安全因素采用失效安全、冗余设计等原则:,安全完整性等级根据风险评估结果确定等级设计相应的安全仪表系统:SIL,人机工程优化人机界面减少操作失误可能:,2建设阶段施工安全管理制定施工组织方案落实安全防护措施:,设备验收严格按标准验收设备确保质量合格:,试运行全面测试安全功能验证系统可靠性:,3运行维护日常巡检定期检查设备运行状态及时发现异常:,预防性维护按计划开展维护保养保持设备完好:,变更管理严格控制工艺、设备变更评估安全影响:,4应急管理应急准备制定预案配备物资组建队伍:,,应急演练定期开展演练检验预案有效性:,事故调查科学分析事故原因落实整改措施:,安全系统工程的跨学科融合安全系统工程是一门典型的交叉学科需要多学科知识的综合运用只有打破学科壁垒实现跨学科融合才能全面系统地解决复杂的安全问题,,,机械、电气与信息技术人因工程与心理学法律法规与管理学现代工业系统涉及机械设备、电气控制、信人的不安全行为是导致事故的重要原因人安全管理既是技术问题更是管理问题和法律,息系统等多个专业领域安全工程师需要掌因工程研究人的生理和心理特性优化人机系问题需要运用管理学理论构建科学的管理,握各专业的基础知识理解系统的整体架构和统设计心理学帮助理解人的认知过程、决体系运用法律知识明确各方安全责任企业,,运行机理例如在设计安全联锁系统时既策行为和群体心理通过人因分析可以发现安全管理要在法律框架内进行既要遵守强制,,,,要考虑机械设备的动作逻辑又要设计可靠的操作界面的设计缺陷、工作负荷的不合理配性法规标准又要建立适合自身特点的管理制,,电气控制回路还要开发监控软件实现自动化置从而采取针对性措施减少人为失误提高度管理学的组织理论、决策理论、激励理,,,,控制这需要机电信息技术的深度融合系统安全性论等为安全管理提供了理论支撑,课程总结理论体系实践应用安全系统工程是保障现代工业安全的关键学科,理论与实践紧密结合是学好安全系统工程的关建立了从危险识别、风险评估、安全设计到管键通过案例分析、风险评估实操、管理体系理优化的完整理论体系为安全管理提供科学方建设等实践活动将理论知识转化为解决实际问,,法论支撑题的能力,提升安全管理水平持续发展安全工程师必须保持持续学习和创新的态度随着技术进步和管理理念更新安全工程领域不断涌现新,方法、新技术只有持续学习才能跟上时代步伐成为优秀的安全专业人才,,安全生产只有起点没有终点安全管理是一项长期而艰巨的任务需要全社会的共同努力作为安全工,,程专业的学习者我们肩负着守护生命、保障安全的神圣使命让我们以高度的责任感和使命感不断提升,,专业能力为建设安全、和谐的生产环境贡献力量,!推荐阅读与资源权威教材专业软件工具《安全系统工程》第版徐志胜等著中南大学出版社系统阐述安全工程理事故树分析软件3,FaultTree+:论与方法配有丰富案例,过程危害分析软件PHAST:化学品泄漏后果模拟ALOHA:《安全评价》国家安全生产监督管理总局编安全评价师培训指定教材危险与可操作性分析工具HAZOP+:在线资源《事故预防与控制》吴超等著深入分析事故致因理论和预防策略国家安全生产监督管理总局网站•中国安全生产科学研究院•安全生产标准化信息服务平台•法规标准国际劳工组织安全健康资源库•ILO《中华人民共和国安全生产法》•案例库职业健康安全管理体系规范•GB/T28001国家安全生产事故典型案例库收录了各行业重特大事故案例及分析报告生产过程危险和有害因素分类与代码,,•GB/T13861是学习的宝贵资源安全评价通则•AQ8001互动环节课堂提问与讨论鼓励同学们积极提问对课程内容中的疑难问题进行深入讨论通过师生互动、,生生互动加深对知识点的理解可以围绕以下主题展开讨论,:如何在企业实际工作中有效应用风险评估方法•新技术对传统安全管理模式带来哪些冲击•如何平衡安全投入与经济效益的关系•案例分析小组分享以小组为单位选择一个真实的事故案例进行深入研究运用所学的事故树分,析、事件树分析等方法系统剖析事故原因提出改进建议小组成果以形式,,PPT在课堂上汇报全班同学共同讨论分享学习心得,,实践操作演练安排安排上机实验课学习使用、等专业软件进行风险分析通过,FaultTree+HAZOP+实际操作掌握软件使用方法提高分析效率和准确性同时组织参观企业安全管,,,理现场观摩实际的安全管理工作增强感性认识,,致谢衷心感谢本课程的顺利开展离不开中南大学徐志胜教授及其团队的悉心指导和大,力支持徐教授在安全系统工程领域深耕多年著作等身为我国安全科学,,事业做出了卓越贡献感谢各位同学的积极参与和认真学习你们的热情和求知欲是课程不断完,善的动力课堂上的精彩发言、小组讨论的深入交流、实践作业的用心完成都让这门课程更加充实和有意义,感谢所有为本课程提供支持和帮助的老师、同学和工作人员!安全无小事系统工程筑牢安全防线让我们携手共建安全、和谐的生产环境!安全生产关系人民群众生命财产安全关系改革发展稳定大局作为安全工程专业的学习者我们要牢固树立安全发展理念弘扬生命至上、安全第一的思,,,想以科学的方法、严谨的态度、创新的精神为实现安全生产形势根本好转而不懈努力,,!愿每一位同学都能成为守护安全的忠诚卫士在各自的工作岗位上发光发热为建设平安中国贡献智慧和力量,,!。