安全系统工程4第四章

使用场合 火箭试验台
飞机 火箭
k 60 80~150 400~1000
? 元件在规定时间内和规定条件下完成规定功能的概率称为
可靠度，用 R(t )表示。元件在时间间隔(0,t)内的可靠度符合
下列关系：
R (t) ? e ? ?t
（4-4）
? 式中 t——元件运行时间。
? 元件在规定时间内和规定条件下没有完成规定功能的概率 是故障概率，用 P( t ) 表示。
? 生产装置或生产工艺过程发生事故是由组成它的若干元件 相互作用的结果，总的故障概率取决于这些元件的故障概 率和它们之间相互作用的性质。故要计算装置或工艺过程 的事故概率，必须首先了解各个元件的故障概率。
4.2.1 元件的故障概率及其求法
? 根据可靠性工程理论，元件分为可修复系统元件和不可
修复系统元件。可修复系统元件的故障概率为 q ? ?? ,
? ? 为故障率， 为平均修复时间；不可修复系统元件的
故障概率为 q ? ? t ， t 为元件运行时间。
? 元件在两次相邻故障间隔期内正常工作的平均时间，叫
平均故障间隔期，用 ? 表示。
n
? ti
? ? i?1
(4-2)
n
? 元件在单位时间（或周期）内发生故障的平均值称为平均
故障率，用? 表示，单位为故障次数/时间。平均故障率是
为负，仅考虑事故发生后造成的损害程度，即严重度）。
4.1.2 安全评价的定义
? 安全评价是以实现安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，辨识 与分析工程、系统、生产经营活动中的危险、有害因素，预测发生事 故造成职业危害的可能性及其严重程度，提供科学、合理、可行的安 全对策措施及建议，作出评价结论。
? 安全评价可针对一个特定对象，也可针对一特定区域范围
? 安全评价可在同一工程、系统中用来比较风险大小，但不能用来证明 当必要的安全设备未投入使用时，工程、系统的状态是安全的。
4.1.3 安全标准
? 经定量化的风险率或危险度是否达到要求的安全程度，需要有一个界 限、目标或标准进行比较，这个标准称为安全标准。
? 安全标准的确定主要取决于一个国家、行业或部门的 政治、经济、技术和安全科学发展的水平。
? ⑴ 受害程度或损失大小。 ? ⑵ 造成某种损失或损害的难易程度。
?考虑到上述两个方面的问题，可用下面象征性的 两个式子来表示风险：
? 风险=不可靠性×损害 ? 风险=危险源 / 安全防护
?风险的大小，可用以下的 风险率来表示：
(4-1)
?
风险率= PU
? 式中 P ——某一事项发生的概率； U ——该事项发生的效用（一般
第四章 系统安全评价
4.1 安全评价概述 4.2 概率评价法 4.3 指数评价法 4.4 单元危险性快速排序法 4.5 生产设备安全评价方法 4.6 安全管理评价 4.7 系统安全综合评价法 4.8 安全评价方法应用实例
4.1 安全评价概述
4.1.1 风险的定义 ?对于风险要同时考虑如下两个方面：
? 确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较法。
4.1.4 安全评价原理
? ⑴ 相关性原理 ? ⑵ 类推原理 ? ⑶ 惯性原理 ? (4) 量变到质变原理
4.1.5 安全评价程序 安全评价程序可用图4-1表示。 从这个图可以看出，安全评价包括危险性识别和危险 度评价两部分。
安全评价
危险性识别
危险度评价
P(t ) ? 1 ? R(t ) ? 1 ? e ? ? t
（4-5）
? 式（4-4）和式（4-5）只适用于故障率? 稳定的情况。许
多元件的故障率随时间而变化，显示出如图4-2所示的浴盆
曲线。
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故
障
率 λ
近似稳定故障期
幼年故障率
老年故障率
图4-2 故障率曲线图
? 由图可见元件故障率随时间变化有 3个时期，即 幼年故障期 （早 期故障期）、 近似稳定故障期 （偶然故障期）和 老年故障期 （损 耗故障期）。元件在幼年期和老年期故障率都很高。这是因为元 件在新的时候可能内部有缺陷或调试过程被破坏，因而开始故障 率高，但很快就下降了。当使用时间长了，由于老化、磨损，功 能下降，故障率会迅速提高。在幼年和老年两个周期之间（偶然 故障期）的故障率低且稳定。
危险源的辨识 （检查） 1.新的危险 2.危险的变化
危险的定量化 （确认） 1.发生的概率 2.损害的程度
危险排除 （措施） 1.使危险变小 2.消除危险
允许界限 （评价标准） 社会对危险性 的允许界限
图4-1 安全评价程序
再评价
4.1.6 安全评价方法分类
? 1. 根据评价对象的不同阶段分类 ? ⑴ 安全预评价 ⑵ 安全验收评价 ⑶ 安全现状评价
? 2. 根据评价方法的特征分类 ? ⑴ 定性评价 ⑵ 定量评价
? 3. 根据内容分类 ? ⑴ 工厂设计的安全性评审。 ? ⑵ 安全管理的有效性评价。 ? ⑶ 人的行为安全性评价。 ? ⑷ 生产设备的安全可靠性评价。 ? ⑸ 作业环境和环境质量评价。 ? ⑹ 化学物质的物理、化学危险性评价。
4.2 概率评价法
? 概率评价法是一种定量评价法。此法是先求出系统发生事 故的概率，在此基础上进一步计算风险率，以风险率大小 确定系统的安全程度。
? 系统危险性的大小取决于两个方面，一是事故发生的概率， 二是造成后果的严重度。风险率是综合了两个方面的因素， 它的数值等于事故的概率与严重度的乘积。
? 计算出风险率就可以与安全指标比较，从而得知风险是否 降到人们可以接受的程度。
（4-6）
? 系统的故障率 P 由下式计算：
平均故障间隔期的倒数。即：
? ? 1/?
(4-3)
? 故障率是通过实验测定出来的，实际应用时受到环境因素
的不良影响，如温度、湿度、振动、腐蚀等，故应给与修
正，即考虑一定的修正系数（严重系数k）。部分环境下
严重系数k见下表。
表4-1 严重系数值举例
使用场合 实验室 普通室 船舶
k 1 1.1~10 10~18
?4.2.2 元件的连接及系统故障（事故）概率的计算 ? 元件的相互连接有串联和并联两种情况
? ⑴ 串联连接的元件用逻辑或门表示，指任何一个元件 故障都会引起系统发生故障或事故。串联元件组成的系 统，其可靠度计算公式如下：
n
R ? ? Ri i?1
? 式中 R i——每个元件的可靠度；
?
n——元件的数量。