安全系统工程第三版课件

安全系统工程（第三版）课程课件第一章绪论安全系统工程概述定义与研究对象发展历程与学科地位安全系统工程是运用系统工程方法，从传统安全管理到现代系统工程方法识别、分析、评价和控制系统危险的的演进，已成为工程安全领域的核心综合性学科学科第三版修订亮点安全系统工程的核心目标系统安全的全方位保障安全系统工程致力于实现系统及其过程的本质安全性，通过科学的方法论体系，确保人员、设备、环境的和谐统一危险辨识系统识别潜在风险源分析评价量化风险等级与影响预测决策前瞻性安全规划控制管理实施有效防护措施系统安全工程框架示意图人机环境系统的有机整合是安全系统工程的核心理念人的安全行为、机器的可靠运--行、环境的适宜条件三者相互作用，构成完整的安全保障体系人的因素机的因素操作技能、安全意识、生理心理状态设备可靠性、技术状态、安全装置环境因素第二章系统安全分析方法定性分析方法安全检查表系统化检查清单，识别常见隐患SCL1预先危险分析设计阶段识别潜在危险PHA故障类型影响分析分析故障模式及后果FMEA定量分析方法2事件树分析从初始事件推演事故发展序列ETA事故树分析逆向追溯事故致因的逻辑关系FTA典型案例应用事件树与事故树软件工具介绍现代化分析工具赋能第三版教材新增了专业软件工具的详细介绍，帮助学习者快速掌握现代分析技术事件树分析软件图形化建模界面，直观展示事故演化路径•自动计算各分支概率与后果严重度•支持敏感性分析与场景模拟•事故树分析软件智能逻辑门绘制与最小割集自动求解•底事件概率数据库集成•可视化报告生成与共享功能•软件工具显著提升了分析效率与准确性，是安全工程师的得力助手系统可靠性分析基础0102可靠性指标定义系统结构分析可靠度、失效率、平均无故障时间串联系统各单元顺序连接，整体可靠度、平均修复时间等核心指等于各单元可靠度乘积MTBF MTTR标的科学界定并联系统冗余备份配置，整体失效需全部单元同时失效混联系统串并联组合，采用结构分解法计算03可靠性与安全性高可靠性是实现系统安全的必要条件，但非充分条件安全性还需考虑危险暴露、后果严重度等因素第三章系统安全预测科学预测，防患未然安全预测是基于历史数据和发展规律，对未来安全状态进行科学推断的过程准确的预测能够为安全特尔菲法决策提供重要依据，实现从被动应对到主动预防的转变专家匿名评估与反馈迭代预测的基本原则连续性原则事故发生具有规律性延续相似性原则相似系统具有可比性滑动平均法综合性原则多因素综合考量时间序列平滑处理指数平滑法加权平均动态预测安全预测的实际操作流程数据收集与处理预测模型建立历史事故数据、检查记录、运行参数等多源数据整合与清洗选择适当预测方法，建立数学模型，确定模型参数模型验证决策支持使用历史数据检验模型精度，调整优化模型结构预测结果转化为可操作的安全管理措施与资源配置方案某矿山企业通过建立事故预测模型，提前个月预警了顶板事故高发期，及时加强了支护措施，成功避免了重大事故的发生3第四章系统安全评价1评价目的与原则识别系统危险因素，量化风险水平，为安全决策提供依据遵循科学性、系统性、可比性、实用性原则2概率风险评估PRA综合考虑事故发生概率与后果严重度，计算风险值，确定风险等级与可接受性3火灾爆炸指数法美国道化学公司开发的定量评价方法，广泛应用于石化行业，通过物质系数与工艺危险系数计算综合指数4蒙德法比较英国公司的蒙德法更注重工艺过程分析，评价更细致但操作更复杂，两种方法各有优势ICI火灾爆炸指数法详细步骤系统化评价流程物质系数确定根据物质特性查表获得基础危险系数工艺单元划分识别关键工艺单元与设备危险系数计算关键定义一般工艺危险与特殊工艺危险系数叠加物质系数反映物质固有危险特性，包括可燃性、反应活性、毒性等MF工艺危险系数包括一般工艺危险和特殊工艺危险，反映工艺条件的危险程度F3F1F2指数计算火灾爆炸指数物质系数工艺危险系数=×火灾爆炸指数法简单实用，但需要专业人员准确判断各项系数，并结合实际工况进行修正评价应用根据指数等级提出针对性改进措施第五章系统危险控制技术全方位危险控制策略危险控制是安全系统工程的核心环节，通过技术、管理、培训等多种手段，将系统风险降低至可接受水平控制目标控制原则固有危险源分类消除或减少危险源本质安全优先物理性危险源机械、电气、高温高压•••限制能量释放预防为主、综合治理化学性危险源易燃易爆、腐蚀毒害•••隔离人员与危险分级控制、重点管理生物性危险源病原微生物•••提供个体防护持续改进人因性危险源操作失误、违章作业•••安全决策案例分析某化工厂氯气泄漏事故安全决策决策过程风险评估1采用评分法量化各方案风险与成本2决策树分析绘制决策树，计算各方案期望值专家会商3组织技术专家与管理层联合评审4方案实施选择立即停产更换新型阀门方案实施效果事故背景虽然短期损失万元产值但彻底消除了重大隐患避免了可能造成的数千万损失和人员200,,某氯碱企业液氯储罐阀门老化，检修时发现泄漏风险企业面临立即停产检修、延迟检修伤亡加强监控、更换新型阀门等多种决策选项第三版新增增补了决策支持系统在应急响应中的应用案例展示了智能化决策工具的价值,第六章安全系统设计与实施安全设计原则设计流程本质安全、冗余备份、故障安全、人机工程需求分析、概念设计、详细设计、验证确认系统集成功能分配硬件、软件、人员的有机整合人工、自动、半自动功能的合理分配第三版新增了基于风险的安全评价方法在设计阶段的应用指南强调安全设计的前置性和系统性安全不是设计完成后的附加品而应从概念阶段RBSA,,就融入设计全过程系统安全工程在生命周期中的应用概念设计阶段开展预先危险分析识别关键安全需求确定安全设计准则与约束条件PHA,,,建立安全目标体系设计与开发阶段实施故障模式影响分析、事故树分析进行安全性设计验证确FMEA FTA,,保安全功能有效集成生产制造阶段质量控制与检验测试安全装置调试与验收操作维护手册编制人员培训与资,,,质认证使用运行阶段日常安全检查与维护保养事故隐患排查治理应急演练与响应安全绩效监测,,,与改进维护改造阶段变更管理与风险再评估老化设备安全评价技术升级改造的安全审查,,退役处置阶段退役安全评价危险物质处置设施拆除安全措施环境修复与监测,,,系统生命周期安全工程活动流程图该流程图直观展示了从需求分析、概念设计、详细设计、生产制造、测试验证、运行维护到最终退役的完整生命周期中安全工程活动如何贯穿始终、相互衔接、持续改进,左侧输入安全标准规范、法律法规要求、经验教训反馈核心过程各阶段安全分析、评价、设计、验证活动的系统化实施右侧输出安全评价报告、设计文件、操作规程、应急预案反馈循环持续监测、评估、改进的闭环管理机制系统安全工程师的职责与角色专业能力与职业使命系统安全工程师是连接技术、管理与安全的关键纽带,肩负着保障系统全生命周期安全的重要使命核心职责安全需求识别与整合将法规、标准、经验转化为具体安全需求,确保需求完整性与可追溯性风险识别与管理系统开展危险源辨识、风险分析评价,制定风险控制措施并跟踪验证安全设计审查参与设计评审,确保安全要求有效落实,避免设计缺陷验证与确认策划并实施安全测试,验证安全措施有效性,确认系统满足安全目标安全文化推动组织安全培训,营造安全氛围,促进全员安全意识提升安全风险管理任务关键性分析识别关键任务与功能确定任务失败的安全后果建立任务优先级排序合理分配安全,,,资源威胁与脆弱性评估识别内外部威胁因素分析系统脆弱环节评估威胁利用脆弱性的可能性与影响,,风险量化与分级建立风险矩阵综合考虑概率与后果划分风险等级确定可接受风险准则,,,成本效益分析评估不同风险控制方案的成本与收益运用原则优化资源配置实现风险管理,ALARP,的经济合理性原则强调在技术可行、经济合理的前提ALARPAs LowAs ReasonablyPracticable下将风险降至最低这一原则在第三版中得到了更详细的阐述与案例支持,系统安全工程中的软件工具支持信息化赋能安全管理典型软件工具专业事故树分析软件现代安全系统工程越来越依赖专业软件工具来提升分析效率、保证计算准确性、FaultTree+促进知识共享第三版专门增加了软件工具应用章节软件可靠性、可用性、维修性、安全性综合分析RAMS分析工具领结图风险分析BowTie事故树分析软件风险评估平台化工行业定量风险评估Safeti危险与可操作性研究管理自动化建模、割集求解、重要度计算风险数据库、评价模型库、报告生成HAZOP Manager软件工具是辅助手段专业判断与工程经验仍然是安全,安全数据分析分析的核心事故统计分析、趋势预测、可视化展示第七章系统安防工程简介区分安全与安防Safety Security安全安防Safety Security关注意外事故与非故意伤害的预防针对自然灾害、设备故障、操作失误等非恶意关注蓄意攻击与恶意破坏的防范针对盗窃、破坏、恐怖袭击、网络攻击等人为恶,,因素导致的危害意因素导致的威胁工业事故预防物理安全防护••职业健康保护信息安全保障••设备可靠性保障反恐与应急响应••环境安全管理访问控制管理••两者既有区别又有联系现代复杂系统需要将与统筹考虑构建综合安全保障体系例如核电站既需要防止反应堆事故也需要防范恐怖袭击,Safety Security,Safety,Security系统安防工程关键活动010203威胁识别与情报分析漏洞评估与渗透测试安防架构设计识别潜在攻击者、攻击动机与攻击手段建立威胁系统梳理物理、技术、管理层面的安全漏洞开展采用纵深防御策略设计多层次防护体系包括周,,,,情报收集与分析机制动态评估威胁态势模拟攻击与渗透测试评估防护体系有效性界防护、入侵检测、访问控制、应急响应等,,0405弹性工程验证、确认与维护Resilience Engineering提升系统在遭受攻击后的恢复能力设计冗余备份、快速恢复、业务连续性定期开展安防演练与测试持续监测安防态势及时更新防护措施以应对新型,,,保障机制威胁典型系统安全事故案例分析以史为鉴警钟长鸣,切尔诺贝利核事故11986原因违规试验、设计缺陷、安全文化缺失:教训安全设计必须考虑人因安全管理不容妥协:,2挑战者号航天飞机爆炸1986原因型密封圈低温失效、组织决策失误:O教训技术风险必须充分沟通不得屈从于进度压力:,天津港特大爆炸38·122015原因违规储存危化品、安全管理混乱、应急处置不当:教训危险源管控必须严格应急能力建设至关重要:,4波音坠机事故737MAX2018-2019原因系统设计缺陷、培训不足、认证监管失效:MCAS教训新技术引入必须充分验证自动化不能削弱人的作用:,这些重大事故深刻揭示了系统安全工程的重要性完善的安全分析、评价、设计、管理体系能够有效预防事故而忽视安全往往导致灾难性后果,安全系统工程的最新研究进展新理念韧性安全Resilience Safety从预防事故到快速恢复的范式转变新技术Safety-II理论关注系统正常运行的成功因素物联网IoT监测实时采集设备运行与环境数据人机协同安全人工智能时代的人机关系重构数字孪生虚拟仿真与风险推演新方法智能视频分析自动识别不安全行为区块链溯源危化品全生命周期追踪STAMP/STPA基于系统理论的事故模型与过程分析VR/AR培训沉浸式安全培训体验贝叶斯网络不确定性条件下的概率推理机器学习预测基于大数据的事故预测模型第三版新增章节详细介绍了这些前沿进展,帮助读者把握学科发展方向安全系统工程教学与学习方法明确学习目标掌握系统安全理论体系熟练应用分析评价方法培养安全工程思维具备解决实,,,际问题的能力系统学习方法理论学习与案例研讨结合课堂教学与实践操作并重软件工具与手工计算互补,,,个人学习与小组讨论协同复习与练习每章配有复习题与扩展练习涵盖概念理解、方法应用、综合分析等不同层次,,通过练习巩固知识、提升能力案例研讨选取真实事故案例开展小组讨论分析事故原因提出改进措施培养批判性思,,,,维与创新能力安全系统工程的未来趋势数字化转型安全管理从传统纸质台账向数字化平台转变实现安全数据的实时采集、智能分析、可视化展示与预警决策提升安全管理的科学性与时效性,,跨学科融合安全系统工程与人工智能、大数据、物联网、认知科学、组织行为学等学科深度融合形成更加综合的安全科学体系,安全文化建设从要我安全到我要安全的理念转变从制度约束到文化自觉的深层变革构建人人关注安全、人人参与安全的良好氛围,,人才培养创新适应产业需求创新培养模式强化工程实践能力培养既懂技术又懂管理、既有理论又有经验的复合型安全人才,,,课程总结知识体系回顾本课程系统讲授了安全系统工程的理论基础、方法体系与实践应用涵盖了从危险辨识、风险分析、安全评价、预,测决策到控制设计的完整链条1理论基础系统安全理论、可靠性理论、风险管理理论2分析方法理论与实践结合定性与定量方法、事故树与事件树、与FMEA HAZOP安全系统工程是一门实践性很强的学科必须将理论知识应用于实际工程,3评价技术中在实践中检验理论、丰富理论,风险评估、火灾爆炸指数、安全检查表学习的意义掌握安全系统工程知识与技能不仅是个人职业发展的需要更是保障人民,,4控制措施生命财产安全、促进社会和谐稳定的责任担当本质安全设计、工程控制、管理控制、个体防护5工程实践全生命周期安全管理、软件工具应用、案例分析互动环节安全系统工程知识问答典型考点问题问题问题问题123简述事故树分析的基本步骤并说明最比较定性安全分析方法与定量安全分析方什么是本质安全设计请举例说明如何在设FTA,小割集的物理意义法的优缺点及适用场景计阶段实现本质安全案例讨论题某石化企业拟新建一套加氢装置请运用安全系统工程方法制定从设计到投产全过程的安全保障方案至少包括危险源辨识、风险评价、安全设计要求、,,,:应急预案要点学生提问与答疑欢迎同学们提出学习中遇到的问题与老师和同学们共同探讨加深理解拓展思维,,,参考文献与推荐阅读核心教材•《安全系统工程》第三版,张景林等编著,高等教育出版社•《系统安全工程与管理》,赵耀江著,机械工业出版社•《安全评价技术》,刘铁忠主编,化学工业出版社国家标准与规范•GB/T13861-2022《生产过程危险和有害因素分类与代码》•GB/T28001-2011《职业健康安全管理体系要求》•GB18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》•AQ/T8001-2013《安全评价通则》致谢教材编写团队教师与学生感谢《安全系统工程》第三版编写团队的辛勤付出感谢各位专家学者感谢任课教师的精心备课与耐心讲解感谢同学们的积极参与与认真学,,的悉心指导与审阅感谢出版社编辑的专业支持习,正是你们的智慧结晶与无私奉献才有了这本高质量的教材为安全系统工课堂上的每一次提问、每一次讨论、每一次案例分享都让我们对安全系,,,程教育事业做出了重要贡献统工程有了更深刻的理解让我们携手并进共同为安全事业贡献力量,!安全系统工程保障现代复杂系统安全的基石安全系统工程以系统思维审视安全问题以科学方法分析安全风险以工程技术控制安全隐患是实现本质安全、保障人民生命财产安全的重要学科,,,希望同学们通过本课程的学习不仅掌握了理论知识与方法技能更树立了安全意识、培养了安全思维、增强了安全责任,,让我们将所学知识应用于实践在各自的工作岗位上守护安全、创造价值为建设更加安全、更加美好的未来而不懈努力,,,!安全第一预防为主综合治理,,生命至上安全发展,。