几种安全性分析方法的比较

对安全性分析的几种方法的比较FMEA故障模式影响分析、FTA故障树分析；PFMEA过程失效模式及后果分析、HAZOP危险与可操作性分析、ZSA区域安全性分析、PHA初步危险分析。

区别：一、PFMEA（Process Failure Mode and Effects Analysis）过程失效模式及后果分析PFMEA是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。

PFMEA的分析原理PFMEA的分析原理如下所示，它包括以下几个关键步骤：（1）确定与工艺生产或产品制造过程相关的潜在失效模式与起因；（2）评价失效对产品质量和顾客的潜在影响；（3）找出减少失效发生或失效条件的过程控制变量，并制定纠正和预防措施；（4）编制潜在失效模式分级表，确保严重的失效模式得到优先控制；（5）跟踪控制措施的实施情况，更新失效模式分级表。

模式及后果分析（1）“过程功能/要求”：是指被分析的过程或工艺。

该过程或工艺可以是技术过程，如焊接、产品设计、软件代码编写等，也可以是管理过程，如计划编制、设计评审等。

尽可能简单地说明该工艺过程或工序的目的，如果工艺过程包括许多具有不同失效模式的工序，那么可以把这些工序或要求作为独立过程列出；（2）“潜在的失效模式”：是指过程可能发生的不满足过程要求或设计意图的形式或问题点，是对某具体工序不符合要求的描述。

它可能是引起下一道工序的潜在失效模式，也可能是上一道工序失效模式的后果。

典型的失效模式包括断裂、变形、安装调试不当等；（3）“失效后果”：是指失效模式对产品质量和顾客可能引发的不良影响，根据顾客可能注意到或经历的情况来描述失效后果，对最终使用者来说，失效的后果应一律用产品或系统的性能来阐述，如噪声、异味、不起作用等；（4）“严重性”：是潜在失效模式对顾客影响后果的严重程度，为了准确定义失效模式的不良影响，通常需要对每种失效模式的潜在影响进行评价并赋予分值，用1-10分表示，分值愈高则影响愈严重。

“可能性”：是指具体的失效起因发生的概率，可能性的分级数着重在其含义而不是数值，通常也用1—10分来评估可能性的大小，分值愈高则出现机会愈大。

“不易探测度”：是指在零部件离开制造工序或装备工位之前，发现失效起因过程缺陷的难易程度，评价指标也分为1—10级，得分愈高则愈难以被发现和检查出；（5）“失效的原因/机理”：是指失效是怎么发生的，并依据可以纠正或控制的原则来描述，针对每一个潜在的失效模式在尽可能广的范围内，列出每个可以想到的失效起因，如果起因对失效模式来说是唯一的，那么考虑过程就完成了。

否则，还要在众多的起因中分析出根本原因，以便针对那些相关的因素采取纠正措施，典型的失效起因包括：焊接不正确、润滑不当、零件装错等；（6）“现行控制方法”：是对当前使用的、尽可能阻止失效模式的发生或是探测出将发生的失效模式的控制方法的描述。

这些控制方法可以是物理过程控制方法，如使用防错卡具，或者管理过程控制方法，如采用统计过程控制（SPC）技术；（7）“风险级（RPN）”：是严重性、可能性和不易探测性三者的乘积。

该数值愈大则表明这一潜在问题愈严重，愈应及时采取纠正措施，以便努力减少该值。

在一般情况下，不管风险级的数值如何，当严重性高时，应予以特别注意；（8）“建议采取的措施”：是为了减少风险发生的严重性、可能性或不易探测性数值而制定的应对方案，包括行动计划或措施、责任人、可能需要的资源和完成日期等。

当失效模式排出先后次序后应首先对排在最前面的风险事件或严重性高的事件采取纠正措施，任何建议措施的目的都是为了阻止其发生，或减少发生后的影响和损失；（9）“措施结果”：是对上述“建议采取的措施”计划方案之实施状况的跟踪和确认。

在明确了纠正措施后，重新估计并记录采取纠正措施后的严重性、可能性和不易探测性数值，计算并记录纠正后的新的风险级值，该数值应当比措施结果之前的风险级值低得多，从而表明采取措施后能够充分降低失效带来的风险。

二、HAZOP危险与可操作性分析HAZOP是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因，寻求必要对策。

通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动，操作控制中可能出现的偏差，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出出现变动可偏差的原因，明确装置或系统内及生产过程中存在的主要危险、危害因素，并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施。

三、ZSA区域安全性分析ZSA是一种联系的思维方式，其理论是建立在指一切事物和现象之间以及构成事物诸要素之间的互相影响、互相作用和互相依赖。

ZSA的对象是分系统和设备，及之间的影响，所以其对FMEA和FTA所提供的设备的故障信息，是由选择的而不需要设备的所有部件的故障信息。

例如飞的机区域安全性分析的目的是为了识别由于飞机系统和设备安装中的缺陷或不正确的维修所造成的不可靠的潜在区域。

四、PHA初步危险分析预先危险分析也称初始危险分析，是在每项生产活动之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。

因此，该方法也是一份实现系统安全危害分析的初步或初始的计划，是在方案开发初期阶段或设计阶段之初完成的。

预先危险分析的主要目的1）识别危险，确定安全性关键部位；2）评价各种危险的程度；3）确定安全性设计准则，提出消除或控制危险的措施。

此外，预先危险分析还可提供下述信息：1）为制（修）定安全工作计划提供信息；2）确定安全性工作安排的优先顺序；3）确定进行安全性试验的范围；4）确定进一步分析的范围，特别是为故障树分析确定不希望发生的事件；5）编写初始危险分析报告，作为分析结果的书面记录；6）确定系统或设备安全要求，编制系统或设备的性能及设计说明书。

预先危险性分析（PHA）从寿命周期的早期阶段开始，因此，分析中的信息仅是一般性的，不会太详细：这些初始信息应能指出潜在的危险及其影响，以提醒设计师们要通过设计加以纠正。

这种分析至少应包括以下内容：审查相应的安全性历史资料；列出主要能源的类型，并调查各种能源，确定其控制措施；确定系统或设备必须遵循有关的人员安全、环境安全和有毒物质的安全要求及其它有关的规定；提出纠正措施建议，在完成识别危险、评价危险的严重程度及可能性之后，还应提出如何控制危险的建议。

步骤：1．参照过去同类产品或系统发生事故经验教训，查明所开发的系统（工艺、设备）是否也会出现同样的问题；2．了解所开发系统的任务、目的、基本活动的要求、包括对环境的了解；3．确定能够造成受伤、损失、功能失效或物质损失的初始危险；4．确定初始危险的起因事件；5．找出消除或控制危险的可能方法；6．在危险不能控制的情况下，分析最好的预防损失方法，如隔离、个体防护、救护等；7．指出采取并完成纠正措施的责任者。

预先危险性分析（PHA）－需要资料1．各种设计方案的系统和分系统部件的设计图纸和资料；2．在系统预期的寿命期内，系统各组成部分的活动、功能和工作顺序的功能流程图及有关资料；3．在预期的试验、制造、储存、修理、使用等活动中与安全要求有关的背景材料。

五、FMEA失效模式及后果分析Failure Mode and Effects Analysis1. FMEA的理解：依据由品质目标所制定的技术文件，根据经验分析产品计划与生产工艺中存在的：弱点、可能产生的缺陷以及这些缺陷产生的后果与风验在决策中采取措施加以消除。

2. FMEA基本思路：划分分析对象●确定每一对象的分析内容●研究分析结果及处理措施●制作FMEA分析表不仅要知道产品有哪些故障模式, 而且还要依赖预知的能力设想将会有哪些故障模式,全部列出3. 分析后果：对风验较大的故障模式预设补救措施, 避免发生故障。

实现产品既定的设计和制造意图, 自始至终不出差错地、顺利地完成制造的全过程和确保产品预期的性能的可靠性。

4. FMEA的实施时机：●当新的系统、产品或工序在设计;●现存的设计或工序发生变化的;●当现在的设计、工序将被用于新的环境或场合时;●完成一次纠正行动后;●对系统FMEA，在系统功能被确定，但特定的投入生产前;●对设计FMEA，产品功能已确定，但投入生产前;●对工序FMEA，当初步产品的图纸及作业指导做成时六、FTA故障树分析（Fault Tree Analysis）故障树分析是一种根据系统可能发生的事故或已经发生的事故结果，去寻找与该事故发生有关的原因、条件和规律，同时可以辨识出系统中可能导致事故发生的危险源。

故障树分析是一种严密的逻辑过程分析，分析中所涉及到的各种事件、原因及其相互关系，需要运用一定的符号予以表达。

在系统设计过程当中，通过对造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），从而确定系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率来计算系统故障概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种分析方法。

它以图形的方式表明了系统中失效事件和其它事件之间的相互影响，是适用于大型复杂系统安全性与可靠性分析的常用的有效方法。

几种方法的联系：通常安全分析技术可分为定性分析和定量分析两种类型。

定性分析能够找出系统的危险性，估计出危险的程度；而且定量分析可以计算出事故发生概率和损失率。

故障树分析（FTA）它既适用于定性分析，又能定量计算，能全面地对系统危险性进行辨识分析及预测评价，得到了广泛应用。

它又称故障树分析或事故逻辑树分析。

故障树是一种演绎地表示故障事件发生原因及其逻辑关系的逻辑树图。

上下层故障事件是结果原因关系，它们用逻辑“与”“或”关系连接。

最后形成一棵倒立的树状图形。

故障树分析一般要经历资料收集准备、事故树编制、定性定量分析、预防措施制定几个阶段。

预先危险性分析（PHA）PHA应用于系统安全程序计划的初始阶段或形成设计概念的时候。

其目的在于在系统开发的初期阶段，去辨识系统内原有的主要危险因素，确定事故的危险性等级。

应用PHA 分析方法，首先要把明显的或潜在的危险性调查清楚，然后研究控制这些危险性的可行性，从而制定出相应的控制措施。

系统中安全检查表是PHA分析常用的方法。

如果在系统开发的初期阶段应用了PHA时，就可以避免在以后因对安全因素考虑不周而返工，造成人力、物力、财力和时间上的浪费，从而能确保系统安全性方面的经济效益。

故障类型和影响分析（FMEA）FMEA是一种归纳分析法，主要是在设计阶段对系统的各个组成部分，即元件、组件、子系统等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的重要度，以便采取措施予以防止和消除。