系统的可靠性与可靠度分析

R3
R231 R232
产品
R21
A1 原料1 A2 原料2
R11
R12
R13
R3
R21 R22 R23
R4
产品
原料
R1
R2
百度文库
R3
R4
产品
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求取全流程可靠度Rsys 解：Rsys=ΠRj=R1R2R3R4
R并 sys 1 (1 R j )
j 1
n
• R1=R11R12R13 ; R12= 1-(1-R121)(1-R122)
3
关注安全 关爱生命
造成生产安全事故的原因
• 1. 人的因素 • 2. 物的因素 • 3. 人与物的综合因素
5 化工过程分析
5 .1 系统的可靠性与可靠度分析
化工系统可靠度的定义： 在规定的条件和规定的时间内，系统完成规定功 能的概率或程度，用R表示 (0<R<1)。 对重复性或周期性的动作： V TF R T T 式中 R—可靠度； V—成功操作次数； F—失败次数； T—试验次数。
飞机失事的概率
5 .2.1 危险率分析与描述方法
表5.2 不同化学环境长时间停留下的FAFR值
职业 死亡原因 FAFR 职业 死亡原因
续
FAFR 男:115 制鞋业 鼻病(癌) 6.5 石棉工人 肺病(癌) 女:205 印刷 肺、气管病 10 橡胶工人 膀胱、肾病 235 油脂业 3~20 炼镉工人 前列腺病 700 木工 鼻病(癌) 35 制镍工人 肺病(癌) 330 采铀业 肺病(癌) 70 萘胺制造 膀胱、肾病 1200 化纤制造 冠心病 制造、机 气管病 150 520 、纺织 器装配 烧炭 气管病(癌) 140
29
重伤或死亡1起 轻伤或微伤29起
消除隐患、事故苗子，预防为主。
300
无伤害或事故苗子300起
海 因 里 希 法 则
没发生事故不等于不会发生事故。根 据著名的安全管理金字塔理论（海因里 析法则）的概率统计，每发生1起死亡 事故，会发生30起损工事故、300件医 疗和限工事故、3000件未遂事故和急救 箱事件、30000件不安全行为和导致不 安全条件数。安全管理的冰山理论说的 也是这个道理，冰山能浮出水面的部分 只是一角而已。
关注安全 关爱生命
当把人的生命比作是“1” 时，生活就是在“1”后面 加“0”，后面加的“0”越 多，说明事业越成功、家庭 越幸福。倘若人的生命不存 在了，后面加再多的“0” 还有什么意义呢？
？
关注安全 关爱生命
事故的发生有原因和预兆，一次重大事故前必然孕育着许多 事故苗子，消除“事故苗子”避免事故的发生。 “事故金字塔理论” ： 对330起跌倒事故分析 300：29：1 1
可靠性，由上述分析式可见，在工艺流程的设计上应力求设备
少，流程简单，单个设备的可靠度高；并应考虑在可靠性低的
卡脖环节考虑配置并联设备，如果由经济合理性上进行分析，
经济合理时应予以并联备用设备。这是化工系统过程设计可靠 性设计的一般原则。
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生产框图及等效图
A1 原料1 A2 原料2 R11 R121 R122 R22 R13 R41 R42
• R1=R11[1-(1-R121)(1-R122)]R13 • R2=R21R22R23 ; R23= 1-(1-R231)(1-R232) • R2=R21R22[1-(1-R231)(1-R232)] • R4=1-(1-R41)(1-R42) Rsys=R1R2R3R4
R串sys R j
8
R3
=0.2625
R并sys=1-Π(1-Rj)
=1-(1-R1)(1-R2)(1-R3)
=0.981
串联单元数越少R 越大，并联单元数越多R 越大。化工系统一般都是串联结构，在工艺 设计上应尽量减少设备，流程简单，单个设 备可靠性高；并考虑并联设备。
确保系统有较高的可靠性
化工系统一般是有序的串联结构形式。为了确保系统有较高的
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5 .2.1 危险率分析与描述方法
事故死亡频率(FAFR)的定义： 在某种情况下暴露或工作108小时发生死亡的数目。也可定 义为1000人在某种环境或情况下工作50年，每年工作50周， 每周工作40小时的死亡人数。 FAFR=5时，相当于一个工人在某种危险性的环境或情况下， 一年有10-4的死亡概率。 FAFR=8 ？ 表5.2 不同行业及环境下的FAFR值 行业 工厂环境 服装制鞋 制本 木器家具 FAFR 4 0.15 1.3 3 行业 金属制造、造船 农业 采煤 铁路 FAFR 8 10 40 45 行业 机器装备 家务 坐火车旅行 坐汽车旅行 FAFR 65 1 5 5713
T (1 R j )T
j 1 n
T Fn T
T
1 (1 R j )
j 1
n
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例 5.1 R1=0.75; R2=0.875; R3=0.4。分别按串联和并联计算系 统的可靠度。 解：R串sys=ΠRj
=R1R2R3 =0.75×0.875×0.4 R1 R2 串联 R1 R2 R3 并联
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5 .1.1 系统的可靠度
(1) 串联结构
R1 R2
…
Rn
串联 ：组成系统的所有单元中任 一单元的失效就会导致整个系统 失效的逻辑关系。 n
图5.1 串联结构图 R1 R2
Rsys R j
j 1
式中 Rsys—系统可靠度； Rj—第 j 单元可靠度。
…
Rn
(2) 并联结构
并联 ：组成系统的所有单元都失 效时系统才失效的逻辑关系。
n
图5.1 并联结构图
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Rsys 1 (1 R j )
j 1
(2) 并联结构
失败次数： F1=(1-R1)T F2=(1-R2)(1-R1)T … Fn=(1-Rn) …(1-R2)(1-R1)T =Π(1-Rj)T
R1
R2
…
Rn
图5.1 并联结构图
Rsy s
Rsys
Vsy s T
j 1
n
=R11[1-(1-R121)(1-R122)]R13R21R22[1-(1-R231) (1-R232)]R3[1-(1-R41)(1-R42)]
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5 化工过程分析
5 .2 安全性及损失的预防
表5.1 31个工厂过程重大事故及事故原因统计 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 事故原因 所占比例 / % 设备损坏 31 对物料的性能考虑不足 20 操作失误 17 化工过程问题 11 缺乏防护规程 8 物质移动发生事故 4 设计结构不合理 3 工厂位置不合理 4 工厂方案不合理 3