安全分析

1

系統(tǒng)安全分析

系統(tǒng)安全分析的目的是查明系統(tǒng)中的危險(xiǎn)因素，以便采取相應(yīng)措施消除系統(tǒng)

故障或事故，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

一、系統(tǒng)安全分析的作用、內(nèi)容及程序

1．系統(tǒng)安全分析的作用在生產(chǎn)過(guò)程中導(dǎo)致事故發(fā)生的原因是很多的，預(yù)防

事故需要預(yù)先發(fā)現(xiàn)、鑒別和判明可能導(dǎo)致發(fā)生災(zāi)害事故的各種危險(xiǎn)因素，尤其是

那些潛在的因素，以便于消除或控制這些危險(xiǎn)，防止和避免發(fā)生災(zāi)害事故。因此

必須從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。系統(tǒng)

安全分析就是把生產(chǎn)過(guò)程或作業(yè)環(huán)節(jié)作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)要

素進(jìn)行全面的分析，找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，判明各種狀況的危險(xiǎn)特點(diǎn)及導(dǎo)致災(zāi)害

性事故的因果關(guān)系，從而對(duì)系統(tǒng)的安全性做出預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，為采取各種有效的手

段、方法和行動(dòng)消除危險(xiǎn)因素創(chuàng)造條件。

防止事故的發(fā)生就是要辨識(shí)危險(xiǎn)源、分析危險(xiǎn)源和控制危險(xiǎn)源。不同類別的

危險(xiǎn)源所產(chǎn)生的危險(xiǎn)與危害也不相同，在進(jìn)行安全性分析與危險(xiǎn)性控制時(shí)要有明

確的指導(dǎo)思想。典型的安全分析與控制過(guò)程可用圖1表示。

圖1

2

綜上所述，系統(tǒng)安全分析的作用可概括為：

（1）能將導(dǎo)致災(zāi)害事故的各種因素，通過(guò)邏輯圖做出全面、科學(xué)和直觀的

描述；

（2）可以發(fā)現(xiàn)和查明系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的危險(xiǎn)因素，為安全設(shè)計(jì)、制定

安全技術(shù)措施及防止發(fā)生災(zāi)害事故提供依據(jù)；

（3）使操作人員全面了解和掌握各項(xiàng)防災(zāi)控制要點(diǎn)；

（4）可對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行原因分析；

（5）便于進(jìn)行概率運(yùn)算和定量評(píng)價(jià)。

2．系統(tǒng)安全分析的內(nèi)容系統(tǒng)安全分析是從安全角度對(duì)系統(tǒng)中的危險(xiǎn)因素進(jìn)

行分析，主要分析導(dǎo)致系統(tǒng)故障或事故的各種因素及其相關(guān)關(guān)系，通常包括如下

主要內(nèi)容：

（1）對(duì)可能出現(xiàn)的初始的、誘發(fā)的及直接引起事故的各種危險(xiǎn)因素及其相

互關(guān)系進(jìn)行調(diào)查和分析；

（2）對(duì)與系統(tǒng)有關(guān)的環(huán)境條件、設(shè)備、人員及其他有關(guān)因素進(jìn)行調(diào)查和分

析；

（3）對(duì)能夠利用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、規(guī)程、工藝或材料控制或根除某種特殊危險(xiǎn)

因素的措施進(jìn)行分析；

（4）對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素的控制措施及實(shí)施這些措施的最好方法進(jìn)行調(diào)

查和分析；

（5）對(duì)不能根除的危險(xiǎn)因素失去或減少控制可能出現(xiàn)的后果進(jìn)行調(diào)查和分

析；

（6）對(duì)危險(xiǎn)因素一旦失去控制，為防止傷害和損害的安全防護(hù)措施進(jìn)行調(diào)

查和分析。

對(duì)于流程工業(yè)，其安全分析的一個(gè)重點(diǎn)就是各種流程。流程的安全分析綜合

起來(lái)主要包括下面的內(nèi)容：

（1）流程的危險(xiǎn)；

（2）以前的事故和最近的事故損失；

（3）工程和行政管理；

（4）工程和行政管理故障后果及影響；

（5）定性評(píng)估這些后果對(duì)職員、公眾和環(huán)境的影響；

3

（6）裝置和工廠現(xiàn)場(chǎng)；

（7）人的可靠性。風(fēng)險(xiǎn)和可靠性的管理有助于建立一個(gè)有效的管理、執(zhí)行

與跟蹤安全分析研究的系統(tǒng)。

對(duì)于安全，最重要的原則是確保過(guò)程是本質(zhì)安全的。在安全措施實(shí)施的過(guò)程

中，不能遺漏任何危及安全的因素，大多數(shù)復(fù)雜的安全設(shè)備應(yīng)采用最好的安全分

析技術(shù)分析其有效性。如果在流程工業(yè)中存在有害的物質(zhì)，不論采用什么安全措

施，風(fēng)險(xiǎn)都不會(huì)降低為零。因此用有益的物質(zhì)代替有害物質(zhì)，可以大幅度降低風(fēng)

險(xiǎn)。對(duì)有人參與的活動(dòng)，從根本上消除風(fēng)險(xiǎn)是不可能的，安全工程師能做到的是

努力控制風(fēng)險(xiǎn)，確保風(fēng)險(xiǎn)與收益相當(dāng)。

通過(guò)對(duì)各種安全分析方法的討論，要回答下面的問(wèn)題：

（1）發(fā)生的事故類型？

（2）可能發(fā)生事故的頻率有多大？

（3）事故后果是什么？

（4）事故產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)是否可以接受？

3．系統(tǒng)安全分析的程序系統(tǒng)安全分析是以預(yù)測(cè)和防止事故為前提，對(duì)系統(tǒng)

的功能、操作、環(huán)境、可靠性等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)以及系統(tǒng)的潛在危險(xiǎn)性進(jìn)行分析和

測(cè)定。

系統(tǒng)安全分析的程序一般如下：

（1）把所研究的生產(chǎn)過(guò)程或作業(yè)環(huán)節(jié)作為一個(gè)整體，確定安全設(shè)想和要達(dá)

到的目標(biāo)；

（2）把工藝過(guò)程或作業(yè)環(huán)節(jié)分成幾個(gè)部分繪制流程圖；

（3）應(yīng)用圖表形式以及有關(guān)符號(hào)，將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能加以抽象化，并將

其因果關(guān)系、層次及邏輯結(jié)構(gòu)用邏輯圖形表示出來(lái)；

（4）分析系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其組成部分，測(cè)定與判斷可能發(fā)生的故障、危險(xiǎn)及

其災(zāi)害性后果，分析并確定導(dǎo)致危險(xiǎn)的各個(gè)事件的發(fā)生條件及其相互關(guān)系；

（5）對(duì)已建立的系統(tǒng)，綜合采用概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模型和模

擬技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)等數(shù)學(xué)方法，對(duì)各種因素進(jìn)行數(shù)量描述，分析它們之間的數(shù)

量關(guān)系，并進(jìn)一步探求那些極不容易直接觀察到的各種因素的數(shù)量變化及其規(guī)

律。

二、系統(tǒng)偏差系統(tǒng)偏差的概念

4

對(duì)系統(tǒng)安全分析是非常重要的，在安全生產(chǎn)中，由于系統(tǒng)偏差的控制不當(dāng)，

發(fā)生過(guò)許多安全事故。系統(tǒng)偏差就是系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于某種因素（原因），

或多種某種因素（原因），造成系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)的一種偏離。這種偏

離有各種形式，如溫度的偏離、壓力的偏離、流量的偏離、距離的偏離、大小的

偏離、高低的偏離等。由于系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)都有冗余，所以系統(tǒng)的偏差都有一定的

允許范圍。在這一范圍內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行都是正常的，也不會(huì)發(fā)生什么意外。如果系

統(tǒng)超出了這一允許范圍，系統(tǒng)的運(yùn)行就可能發(fā)生異常、甚至造成事故。

三、生產(chǎn)工藝過(guò)程的安全分析

1．新工藝生產(chǎn)過(guò)程的危險(xiǎn)性識(shí)別新的工藝生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)該進(jìn)行危險(xiǎn)性的識(shí)別，

即進(jìn)行危險(xiǎn)物料的識(shí)別、危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的識(shí)別和危險(xiǎn)單元操作的識(shí)別。危險(xiǎn)

物料的識(shí)別，應(yīng)以具有爆炸危險(xiǎn)的物料，有引起爆炸和火災(zāi)的活性物料（不穩(wěn)定

物料），可燃?xì)怏w及易燃物料，能通過(guò)呼吸系統(tǒng)或皮膚吸收引起中毒的高毒和劇

毒物料為主要重點(diǎn)。危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的識(shí)別，應(yīng)以有活性物料參與或產(chǎn)生的化

學(xué)反應(yīng)能釋放大量反應(yīng)熱，又在高溫、高壓和汽液兩相平衡狀態(tài)下進(jìn)行的化學(xué)反

應(yīng)為主要重點(diǎn)，分析研究反應(yīng)失控的條件、反應(yīng)失控的后果及防止反應(yīng)失控的措

施。危險(xiǎn)單元操作的識(shí)別，應(yīng)以處理大量危險(xiǎn)物料和處理含有活性物質(zhì)的物料的

單元操作過(guò)程為分析研究的重點(diǎn)。

2．生產(chǎn)裝置危險(xiǎn)度的定量評(píng)價(jià)采用新工藝的生產(chǎn)裝置，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)裝置危險(xiǎn)

度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，并總體上對(duì)工藝過(guò)程和生產(chǎn)裝置的危險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)定，但不具

體分析會(huì)出現(xiàn)什么樣的危險(xiǎn)以及危險(xiǎn)的發(fā)生過(guò)程。設(shè)計(jì)工作中對(duì)生產(chǎn)裝置危險(xiǎn)度

的定量評(píng)價(jià)，是為了確定裝置的危險(xiǎn)程度以及需要采取的措施。

3．生產(chǎn)流程的系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析采用新生產(chǎn)流程的工藝過(guò)程或?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)流

程進(jìn)行局部改進(jìn)的工藝過(guò)程，應(yīng)對(duì)工藝設(shè)計(jì)流程進(jìn)行全流程的或局部流程的系統(tǒng)

危險(xiǎn)性分析。系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析，就是對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行檢查診斷及預(yù)測(cè)危

險(xiǎn)的方法，對(duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定所提出的設(shè)計(jì)方案是否能滿足系統(tǒng)安

全性的要求；找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，以便加以改進(jìn)，作為制定消除危險(xiǎn)、防止災(zāi)

害措施的依據(jù)。系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析，宜采取危險(xiǎn)和可操作性研究方法（HAZOP），

對(duì)比較復(fù)雜的環(huán)節(jié)宜進(jìn)一步采取故障樹分析（FTA）。

4．生產(chǎn)工藝過(guò)程安全分析的組織和監(jiān)督新工藝生產(chǎn)過(guò)程的危險(xiǎn)性識(shí)別由工

藝專業(yè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)組織。生產(chǎn)裝置的危險(xiǎn)度定量評(píng)價(jià)由工藝專業(yè)負(fù)責(zé)人或工藝系

5

統(tǒng)專業(yè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)組織。新生產(chǎn)流程的系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析一般由項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)理負(fù)責(zé)

組織，必要時(shí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)理可以委托工藝系統(tǒng)專業(yè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)組織。項(xiàng)目安全控

制工程師應(yīng)參加所有的安全分析活動(dòng)，并負(fù)責(zé)記錄安全分析結(jié)論。此外，對(duì)生產(chǎn)

工藝過(guò)程的安全分析工作負(fù)責(zé)督促檢查。

四、系統(tǒng)安全分析方法

1．系統(tǒng)安全分析方法系統(tǒng)安全分析方法有許多種，可適用于不同的系統(tǒng)安

全分析過(guò)程。這些方法可以按分析過(guò)程的相對(duì)時(shí)間進(jìn)行分類，也可按分析的對(duì)象、

內(nèi)容進(jìn)行分類。按數(shù)理方法，可分為定性分析和定量分析。按邏輯方法，可分為

歸納分析和演繹分析。簡(jiǎn)單地講，歸納分析是從原因推論結(jié)果的方法，演繹分析

是從結(jié)果推論原因的方法。這兩種方法在系統(tǒng)安全分析中都有應(yīng)用。

從危險(xiǎn)源辨識(shí)的角度，演繹分析是從事故或系統(tǒng)故障出發(fā)查找與該事故或系

統(tǒng)故障有關(guān)的危險(xiǎn)因素。與歸納分析相比較，可以把注意力集中在有限的范圍內(nèi)，

提高工作效率。歸納分析是從故障或失誤出發(fā)探討可能導(dǎo)致的事故或系統(tǒng)故障，

再來(lái)確定危險(xiǎn)源。與演繹方法相比較，可以無(wú)遺漏地考察、辨識(shí)系統(tǒng)中的所有危

險(xiǎn)源。實(shí)際工作中可以把兩類方法結(jié)合起來(lái)，以充分發(fā)揮各類方法的優(yōu)點(diǎn)。

在危險(xiǎn)因素辨識(shí)中廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)安全分析方法主要有：

（1）安全檢查表法（SafetyChecklist，SC）；

（2）預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PreliminaryHazardAnalysis，PHA）；

（3）故障類型和影響分析（FailureModelandEffectsAnalysis，F(xiàn)MEA）；

（4）事故樹分析（FaultTreeAnalysis，F(xiàn)TA）；

（5）事件樹分析（EventTreeAnalysis，ETA）；

（6）危險(xiǎn)性和可操作性研究（HazardandOperabilityAnalysis，HAZOP）；

（7）因果分析（Cau－ConquenceAnalysis，CCA）

（8）定量風(fēng)險(xiǎn)分析法（QuantitativeRiskAnalysis，QRA）等。此外，

尚有WhatIf（如果出現(xiàn)異常將會(huì)怎樣）分析，MORT（管理疏忽和風(fēng)險(xiǎn)樹）分析

等方法，可用于特定目的的危險(xiǎn)因素辨識(shí)。

2．系統(tǒng)安全分析方法的選擇在系統(tǒng)壽命不同階段的危險(xiǎn)因素辨識(shí)中，應(yīng)該

選擇相應(yīng)的系統(tǒng)安全分析方法。例如，在系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計(jì)初期，可以應(yīng)用預(yù)先

危險(xiǎn)性分析方法。在系統(tǒng)運(yùn)行階段，可以應(yīng)用危險(xiǎn)性和可操作性研究、故障類型

和影響分析等方法進(jìn)行詳細(xì)分析，或者應(yīng)用事件樹分析、事故樹分析或因果分析

6

等方法對(duì)特定的事故或系統(tǒng)故障進(jìn)行詳細(xì)分析。系統(tǒng)壽命期間內(nèi)各階段適用的系

統(tǒng)安全分析方法見表1。表1

在進(jìn)行系統(tǒng)安全分析方法選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，并考慮如下幾個(gè)問(wèn)題。

1）分析的目的系統(tǒng)安全分析方法的選擇應(yīng)該能夠滿足對(duì)分析的要求。系統(tǒng)

安全分析的最終目的是辨識(shí)危險(xiǎn)源，而在實(shí)際工作中要達(dá)到一些具體目的，例如：

（1）對(duì)系統(tǒng)中所有危險(xiǎn)源，查明并列出清單；

（2）掌握危險(xiǎn)源可能導(dǎo)致的事故，列出潛在事故隱患清單；

（3）列出降低危險(xiǎn)性的措施和需要深入研究部位的清單；

（4）將所有危險(xiǎn)源按危險(xiǎn)大小排序；

（5）為定量的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)。

2）資料的影響關(guān)于資料收集的多少、詳細(xì)程度、內(nèi)容的新舊等，都會(huì)對(duì)選

擇系統(tǒng)安全分析方法有著至關(guān)重要的影響。一般來(lái)說(shuō)，資料的獲取與被分析的系

統(tǒng)所處的階段有直接關(guān)系。例如，在方案設(shè)計(jì)階段，采用危險(xiǎn)性和可操作性研究

或故障類型和影響分析的方法就難以獲取詳細(xì)的資料。隨著系統(tǒng)的發(fā)展，可獲得

的資料越來(lái)越多、越詳細(xì)。為了能夠正確分析，應(yīng)該收集最新的、高質(zhì)量的資料。

3）系統(tǒng)的特點(diǎn)針對(duì)被分析系統(tǒng)的復(fù)雜程度和規(guī)模、工藝類型、工藝過(guò)程中

的操作類型等影響來(lái)選擇系統(tǒng)安全分析方法。對(duì)于復(fù)雜和規(guī)模大的系統(tǒng)，由于需

要的工作量和時(shí)間較多，應(yīng)先用較簡(jiǎn)捷的方法進(jìn)行篩選，然后根據(jù)分析的詳細(xì)程

7

度選擇相應(yīng)的分析方法。對(duì)于某些工藝過(guò)程或系統(tǒng)，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)安全分析

方法。

例如，對(duì)于分析化工工藝過(guò)程可采用危險(xiǎn)性和可操作性研究；對(duì)于分析機(jī)械、

電氣系統(tǒng)可采用故障類型和影響分析。因此，應(yīng)該根據(jù)分析對(duì)象的類型，選擇相

應(yīng)的分析方法。對(duì)于不同類型的操作過(guò)程，若事故的發(fā)生是由單一故障（或失誤）

引起的，則可以選擇危險(xiǎn)性與可操作性研究。若事故的發(fā)生是由許多危險(xiǎn)因素共

同引起的，則可以選擇事件樹分析、事故樹分析等方法。

4）系統(tǒng)的危險(xiǎn)性當(dāng)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性較高時(shí)，通常采用系統(tǒng)、嚴(yán)格、預(yù)測(cè)性的

方法。如危險(xiǎn)性與可操作性研究、故障類型和影響分析、事件樹分析、事故樹分

析等方法。當(dāng)危險(xiǎn)性較低時(shí)，一般采用經(jīng)驗(yàn)的、不太詳細(xì)的分析方法，如安全檢

查表法等。對(duì)危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí)與系統(tǒng)無(wú)事故運(yùn)行時(shí)間和嚴(yán)重事故發(fā)生次數(shù)，以及系

統(tǒng)變化情況等有關(guān)。此外，還與分析者所掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、完成期限、經(jīng)費(fèi)狀

況以及分析者和管理者的喜好等有關(guān)。