事故分析与安全设计

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,第十章,事故分析与安全设计,湖南科技大学工业工程系 吴 海,1,本章主要内容,一、事故的基础概念及成因分析,二、事故致因理论及模型,三、事故控制基本策略,四、安全防护装置及其设计,2,1,、事故的定义和分类,事故,(Accident),，是人（个人或集体）在为实现某种意图而进行的活动过程中，突然发生的、违反人的意志的、迫使活动暂时或永久停止的事件。存在的事故隐患被某一偶然事件触发造成的结果,保障系统安全是人因工程学追求的主要目标之一,。,事故是在人们的行动过程中发生的，如以人为中心来考察事故后果，大致有如下两种情况：,伤亡事故、一般事故。,以客观的物质条件为中心来考察事故现象时，分为：,物质遭受损失的事故；,物质完全没有受到损失的事故。,3,2,、事故的成因分析,事故产生的原因主要分为：由于,自然界,的因素,(,如地震、山崩、海啸、台风等,),造成的和非自然界（,人为原因）,的因素造成的。,事故致因,三大因素：,1,人的原因、,2,物的原因、,3,环境条件,关键因素：,4,系统安全管理、,5,事故发生机理,事故原因综合分析,直接原因：人的不安全行为和物的不安全状态,间接原因：管理失误,基础原因：社会因素,主要由人的不安全行为所致 比例高达,70%80%,。,4,图,10-1,事故致因逻辑关系,5,社会因素,管理因素,生产中危险因素（隐患）,偶然触发,事 故 损 失,经济,文化,教育,习惯,历史,法规,法律,等,管理缺陷,（责任）,（物、环境）,不安全状态,不安全行为 （人）,起因物,肇事人,加害物,（物体、物质,能量 ）,受害人,基础原因,间接原因,直接原因,事故经过,事故现象,事故,现象,事故原因综合分析思路,6,1,、人的原因,人的不安全行为,是指造成事故的人为失误（差错）行为，,从事故统计数据来看，发生事故的原因大多是人的不安全行为所致，人的行为一旦与机器、环境不相协调就会发生事故。,人的失误原因：人的失误可能发生在设计、制造、检验、安装、维修和操作等各个阶段，但设计不良和操作不当往往是引发人的失误的主要原因。缺乏安全知识和经验、注意力不集中、生理缺陷也是重要原因等。,人为失误的表现形式,：未经许可进行操作，忽视安全，忽视警告；危险作业或高速操作；人为地使安全装置失效；使用不安全设备，用手代替工具进行操作或违章作业；不安全地装载、堆放、组合物体；采取不安全的作业姿势或方位；注意力分散，嬉闹、恐吓等。,人的失误行为：外部因素与人体内在因素,7,人因事故： 人机系统,70,90,(21,世纪初） 核电站,国际,55,85,国内,70,近年来公众熟知的一些重大人因事故,10,人的失误发生过程,11,类型,失误,现 象,类型,失 误,现 象,知,觉,刺激,过大,或,过小,1,感觉通道的知觉差异,2,信息太复杂,3,信息不明确,4,信息反馈失效,5,信息的贮存和运行类型差异,信,息,按照错误或不准确的信息操作机器,1,训练不够,2,操作规定不完整,3,操作顺序有误,4,监督不力,显,示,显示,设计,不良,1,操作和显示排列和位置不一致,2,显示器识别性差,3,显示器的标准性差,4,显示器设计不良，方式、编码、指针运动等,环,境,影响操作机能下降的物理或化学的空间环境,1,影响操作兴趣的环境因素不好,2,作业空间设计不良,机器配置与人的位置可移动性,人员配置过密 等,控,制,控制,器,设计,不好,1,操作和控制器排列和位置不一致,2,控制器识别性差,3,控制器的标准性差,4,控制器设计不良,用法、形状、动特性等,心,理,状,态,操作者因焦急而产生的心理紧张状态,1,人处在过分紧张状态,2,因过份疲劳引起的麻痹状态, ,等,人的失误（差错）的外部因素,12,类型,现 象,生理能力,体力、体格尺度、耐受力, ,等,心理能力,反应速度、信息载荷能力、单调性、感觉敏度, ,等,个人素质,训练程度、经验多少、应变能力、个性、文化、能力、责任心, ,等,操作行为,应答频率和幅度、操作时间延迟性、操作的连续性、操作的反复性, ,精神状态,情绪、觉醒程度, ,等,其他,生活刺激、习惯嗜好, ,等,人的失误内在因素,13,2,、物的原因,物的原因,包括,生产过程中涉及的物质,包括原料、燃料、动力、设备、设施、产品及其它非生产性的物质，这些物质本身固有属性及其潜在的破坏能力构成的不安全因素是诱发事故的物质基础。,物的不安全状态,是构成事故的基础。,包括：,设备和装置的结构不良，材料强度不够，零部件磨损和老化；存在危险物和有害物；工作场所的面积狭小或有其它缺陷；安全防护装置失灵；缺乏防护用具和服装或有缺陷；物质的堆放、整理有缺欠；工艺过程不合理，作业方法不安全等。,生产中存在的可能导致事故的物质因素是事故的固有危险源。,化学,电气,机械（含土木）,其他危险源,辐射,14,由于管理方面的缺陷和责任，造成了事故的发生，它虽是事故发生的间接原因，但却是背景原因，而且是本质原因。是事故的直接原因得以存在的条件。,主要内容,人员管理缺陷,劳动组织的不合理,安全监察、检查、事故防范措施,等方面存在的问题,管理失误的事故模型,生产过程中不安全因素,环境、社会因素,物,的不,安全,状态,管,理,失,误,人,的不,安全,行为,隐 患,事 故,3,、管理的原因,15,4,、环境的原因与事故处置情况,不安全的环境,是引起事故的物质基础。它是事故的直接原因。,1,）,自然环境的异常。,2,）,生产环境不良。,事故处置情况,：,1,）,对事故前的异常征兆是否能作出正确的判断和反应；,2,）,一旦发生事故，是否能迅速地采取有效措施，防止事态恶化和扩大事故；,3,）,抢救措施和对负伤人员的急救措施是否妥善。,16,二、事故致因理论及模型,事故模式理论,：,是人们对事故机理所作的逻辑抽象或数学抽象，是描述事故成因、经过和后果的理论，是研究人、物、环境、管理及事故处理这些基本因素如何作用而形成事故、造成损失的理论。,作用：有助于人们,认识事故本质,，指导事故调查、事故分析及事故预防。,17,常见的八种事故致因理论及模型,事故因果论,能量转移论,扰动起源论,人失误主因论,管理失误论,轨迹交叉论,变化论,综合论,18,1,、,事故因果论,连锁型：任何一种可预防的事故的发生都是一连串事件在一定顺序下所产生的结果。,多因致果型：多种各自独立的原因在同一时间共同导致事故的发生,复合型：某些因素连锁，某些,因素集中，互相交叉，复合,造成事故。,A1,A2,A3,A4,事故,A,B,E,C,D,事故,19,2,、,能量转移论,基本思想：不希望或异常的,能量转移,是伤亡事故的致因。即人受伤害的原因只能是某种能量向人体的转移，而事故则是一种能量的不正常或不期望的释放。,用能量转移的观点分析事故致因的方法，可应用各种类型的包含、利用、储存任何形式能量的系统，也可以与其它的分析方法综合使用。但不适用于研究、发现的分析不与能量相关的事故致因，如人为失误等。,20,能量类型,产生的伤害,事故类型,机械能,刺伤、割伤、撕裂、挤愿望皮肤和肌肉、骨折、,内,部器官损伤,物体打机、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、高处坠落、瓦斯爆炸、放炮,热能,皮肤发炎、烧伤、烧焦、焚化、伤及全身,灼烫、火灾,电能,干扰神经,-,肌肉功能、电伤,触电,化学能,化学性皮炎、化学性烧伤、致癌、致遗传突变、急性中毒,中毒和窒息、火灾,电离辐射,细胞和亚细胞成分与功能的破坏,反应堆事故中，治疗性与诊断性照射，滥用同位素、辐射性粉尘的作用,21,3,、扰动起源论,该理论认为：,“,事件,”,是构成事故的因素。,任何事故当它处于萌芽状态时就有某种非正常的,“,扰动,”,，此扰动为,起源事件,。事件过程是一组自觉和不自觉的，指向某种预期的或不测结果的相继出现的事件链。这种事件进程包括着外界条件及其变化的影响。相继事件过程在一种自动调节的动态平衡中进行的。,22,4,、,人失误主因论,有一个事故原因构成了所有类型伤害的基础，这个原因就是,“,人失误,”,。,该失误定义为错误的或不适当的响应一个刺激。这个模型在描述事故现象时突出了人的不安全行为。,理论存在一定的局限性：不能解释人会发生什么失误，仅注重一个单独的事物（常常是伤亡），不适合于几个人同时和相继形成事故的情况，也不能解释改善危险条件环境后而没有发生伤亡事故的进行过程，也不适用于连续的成系列活动的矿山作业。,23,瑟利模型,针对具体危险而言。,认为：在事故的发展过程中，人的决策可以分为,3,个阶段，即人对危险的感觉阶段、认识阶段和响应阶段。在这,3,个,阶段中，若处理正确，则可以避免事故和损失，否则就会造成事故和损失。,内容包括：,危险构成,和,危险输出,24,认识到了这警告吗？,知道如何避免危险吗？,人、机和环境,迫近的危险,危险,构成,无危险,伤害或损害,无伤害,对危险的构成有警告吗？,感觉到了这警告吗？,感觉,决定要采取行动吗？,能够避免吗？,认识,行为响应,对危险的显现有警告吗？,感觉到了这警告吗？,认识到了这警告吗？,知道如何避免危险吗？,决定要采取行动吗？,能够避免吗？,感觉,认识,行为响应,危险,输出,Y,Y,Y,Y,Y,Y,N,N,N,N,N,N,Y,Y,Y,Y,Y,Y,N,N,N,N,N,N,25,安德森模型,（操作过程,人的因素模式）,针对具体危险而言。,安德森在瑟利模型的基础上增加了一组问题，所涉及的是：, 危险线索的来源及可觉察性；, 运行系统内的波动（机械运行过程中的不稳定性）；, 控制减少这些波动使之与人（操作者）的行为的波动相一致。,26,企业：目标、策略,工作过程,客观的危险,系统良好,1.,过程是可控制的吗？,2.,过程是可观察的吗？,3.,察觉是可能的吗？,4.,对信息的理智处理是可能的吗？,5.,系统产生行为波动吗？,6.,系统对行为波动给出足够的时间和空间吗？,7.,能把系统修改成另一个更安全,的等价系统吗？,8.,属于人的决策范围吗？,Y,N,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,N,N,N,N,N,N,社会：市场、法律,Y=,是,N=,否,瑟利模型,安德森模型,为何使人,遇到危险,27,5,、管理失误,管理失误论的两大理论：,博德的事故因果连锁和亚当斯的事故因果连锁,。,以管理失误致因为主因的事故模型，该事故致因模型侧重研究管理上的责任，强调管理失误是构成事故的主要原因。事故之所以发生，,是因为客观上存在着生产过程中的不安全因素，此外还有众多的社会因素和环境条件。,事故的直接原因是人的不安全行为和物的不安全状态。但是造成,“,人失误,”,和,“,物故障,”,的这一直接原因的原因却是常常是管理上的缺陷。,28,博德的事故因果连锁,1),控制不足,管理,事故因果连锁中一个最重要的因素是安全管理。安全管理人员应该充分理解，他们的工作要以得到广泛承认的企业管理原则为基础。即，安全管理者应该懂得管理的基本理论和原则。,2),基本原因,起源论,为了从根本上预防事故，必须查明事故的基本原因，并针对查明的基本原因采取对策。,基本原因包括个人原因及与工作有关的原因。,29,(3),直接原因,征兆,不安全行为或不安全状态是事故的直接原因。但是，直接原因不过是像基本原因那样的深层原因的征兆，一种表面的现象。在实际工作中，如果只抓住了作为表面现象的直接原因而不追究其背后隐藏的深层原因，就永远不能从根本上杜绝事故的发生。另一方面，安全管理人员应该能够预测及发现这些作为管理缺欠的征兆的直接原因，采取适当的改善措施,;,同时，为了在经济上可能及实际可能的情况下采取长期的控制对策，必须努力找出其基本原因。,30,(4),事故,接触,越来越多的工业工程专业人员从能量的观点把事故看作是人的身体或构筑物、设备与超过其阈值的能量的接触，或人体与妨碍正常生理活动的物质的接触。于是，,防止事故就是防止接触,。,(5),伤害,损坏,损失,博德的模型中的伤害，包括了工伤、职业病，以及对人员精神方面、神经方面或全身性的不利影响。人员伤害及财物损坏统称为损失。,31,32,6,、轨迹交叉论,基本思想,：伤害事故是许多相互关联的事件顺序发展的结果。概括起来无外乎人和物两个发展系列。当人的不安全行为和物的不安全状态在一定时间、空间发生了交叉，能量,“,逆流,”,于人体时，伤害事故就会发生。,安全卫生,管理的缺陷,不安全、不,卫生行为,不安全、不,卫生状态,起因物,致害物,事故现场,人,（物的原因）,间接原因,本质原因,（直接原因）,（包括第三者）,伤害,接触,33,7,、,变化论,变化会导致事故的发生。,当某一生产过程或操作失去控制时，显然会发生变化。变化还可以用来作为一种判断事件因果的方法,针对变化论，我们应当采取更多的措施来关注各种变化，变化是一种潜在的事故致因。作为安全管理人员更加不能忽视这一点，应该关注各种外在环境和内部环境的变化，采取正确的管理方法，从而能防止灾害或事故的产生 。,34,8,、,综合论,综合论认为，,事故,的发生绝不是偶然的，而是有其深刻原因的，包括直接原因、间接原因和基础原因。事故乃是社会因素、管理因素和生产中的危险因素被偶然事件触发所造成的结果。,可用下列公式表达。,生产中的危险因素,+,触发因素,=,事故,35,36,三,、事故控制基本策略,生产活动过程中的事故是由人,机,环境,管理等因素的不协调而引发的，事故控制的关键环节就是在人、机、环境、管理等方面制定有效措施。,1,、事故预防的基本原则,2,、人为失误事故的控制方法及策略,3,、物质因素和环境因素危险源控制方法及对策,4,、管理失误事故的控制方法及对策,37,1,、事故预防的基本原则,38,（,3,）闭锁原则：在系统中通过一些原器件的机器联锁或机电、电气互锁，作为保证安全的条件。例如，冲压机械的安全互锁器，电路中的自动保安器，煤矿上使用的瓦斯,-,电闭锁装置等。,（,4,）能量屏蔽原则：在人、物与危险源之间设置屏障，防止意外能量作用到人体和物体上，以保证人和设备的安全。例如，建筑高空作业的安全网，核反应堆的安全壳等都起到了保护作用。,（,5,）距离保护原则：当危险和有害因素的伤害作用随着距离的增加而减弱时，应尽量使人与危害源距离远一些。例如，化工厂建立在远离居民区，爆破时的危险距离控制等。,39,40,2,、人为失误事故的控制方法及策略,41,3,、物质因素和环境因素危险源控制方法及对策,消除潜在危险,降低潜在危险因素数值（保留危险）,冗余性设计（坚固性设计）,危险防护,隔离防护,薄弱环节设计（转移危险）,时间防护设计,警告和禁止信息设计,42,4,、管理失误事故的控制方法及对策,认真改善设备的安全性及工艺设计的安全性。,制定操作标准和规程，并进行宣传教育。,制定机器维护保养的标准和规程，并进行宣传教育。,定期进行工业厂房内的环境测定和卫生评价。,定期组织有效果的安全检查。,进行班组长和安全骨干的培养。,43,事故控制基本对策,事故控制是安全决策的核心问题,3E,原则,4M,法,技 术,教 育,法 制,Engineering,Education,Enforcement,人,机 械,媒 体 和 环 境,对 策,管 理,Men,Mechine,Management,Matchmark,事故控制基本策略,44,四、安全防护装置设计,1,、安全防护装置,2,、设计的基本原则,3,、安全装置,4,、防护装置,45,1,、安全防护装置,安全防护装置是指配置在机械设备上能防止危险因素引起人身伤害，保障人身和设备安全的所有装置。分为,安全装置,和,防护装置。,作用：,1,）防止机械设备因超限运行而发生事故。,2,）通过自动监测与诊断系统排除故障或中断危险。,3,）防止因人的误操作而引发事故。,4,）防止人员误入危险区而发生事故。,46,2,、设计的一般原则,以人为本。,安全可靠。,安全防护装置要与机械装备配套设计。,简单、经济、方便。,自组织的设计原则。,47,3,、安全装置,安全装置通过自身的结构功能限制或防止机器的某种危险，或限制运动速度、压力等危险因素。常见的安全装置有联锁装置、双手操作式装置、自动停机装置、限位装置等。,使用原则：,1,）应与设备构成不可分离的整体。,2,）安全装置必须十分可靠。,3,）不应影响生产，不应使操作者为了达到使用安全装置前的生产水平而付出更多的劳动。,48,（,1,）安全装置零部件的可靠性应作为其安全功能的基础，在一定使用期限内不会因零部件失效而使安全装置丧失主要安全功能。 （,2,）安全装置应能在危险事件即将发生时停止危险过程。 （,3,）安全装置具有重新启动的功能，即当安全装置动作第一次停机后，只有再次重新启动，机器才能开始工作。,49,（,4,）光电式、感应式安全装置应具有自检功能，当安全装置出现故障时，应使危险的机器功能不能执行或停止执行，并触发报警器。 （,5,）安全装置必须与控制系统一起操作并与其形成一个整体。安全装置的性能水平应与之相适应。 （,6,）安全装置的部件或系统的设计应采用,定向失效模式,，考虑关键件的加倍或冗余，必要时还应采用自动监控。,50,安全装置的种类,（,1,）联锁装置。这是防止机器零部件在特定条件下（一般只要防护装置不关闭）运转的装置。它可以是机械的、电动的、液压的或气动的。,（,2,）使动装置。这是一种附加手动操纵装置，当机器启动后，只有操纵该使动装置，才能使机器执行预定功能。 （,3,）止一动操作装置。这是一种手动操纵装置，只有当手对操纵器作用时，机器才能启动并保持运转；当手放开操纵器时，该操作装置能自动回复到停止位置。,联锁门,51,（,4,）双手操纵装置。这是两个手动操纵器同时动作的止一动操纵装置。只有两手同时对操纵器作用，才能启动并保持机器或机器的一部分运转。 （,5,）自动停机装置。当人或人体的某一部分超越安全限度，就使机器或其零部件停止运转（或保证其他安全状态）的装置。自动停机装置可以是机械驱动的，如触发线、可伸缩探头、压敏装置等；也可以是非机械驱动的，如光电装置、电容装置、超声装置等。,双手控制按钮,感应安全控制器,52,（,6,）机械抑制装置。这是一种机械障碍（如楔、支柱、撑杆、止转棒等）装置。该装置靠其自身强度支撑在机构中，用来防止某种危险运动发生。 （,7,）限制装置。这是防止机器或机器要素超过设计限度（如空间限度、速度限度、压力限度等）的装置。 （,8,）有限运动控制装置，它也称为行程限制装置。只允许机器零部件在有限的行程内动作。在该控制装置有下一个分离动作前，机器零部件不能进一步运动。 （,9,）排除装置。通过机械方式，在机器的危险行程期间，将处于危险中的人体部分从危险区排除的装置。,53,4,、防护装置,通常采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏、封闭式装置等作为物体障碍，将人与危险隔离。,防护装置的,功能,（,1,）防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件； （,2,）防止飞出物的打击、高压液体的意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等； （,3,）容纳,接受可能由机械抛出、掉下、发射的零件及其破坏后的碎片等。,54,防护装置的类型,防护装置有单独使用的防护装置（只有当防护装置处于关闭状态才能起防护作用）；和与连锁装置联合使用的防护装置（无论防护装置处于任何状态都能起到防护作用）。按使用方式可分为：,（,1,）固定式防护装置。它是保持在所需位置关闭或固定不动的防护装置，不用工具不可能将其打开或拆除。常见型式有封闭式、固定间距式和固定距离式。 （,2,）活动式防护装置。它是通过机械方法（如铁链、滑道等）与机器的构架或邻近的固定元件相连接，不用工具就可以打开的防护装置。常见的有可调式和联锁式防护装置。,55,固定封闭式防护装置,56,固定间距式防护装置,57,固定距离式防护装置,58,护照可调式碟形电锯设计,59,（,1,）固定防护装置应该用永久固定（通过焊接等）方式或借助紧固件（螺钉、螺栓、螺母等）固定方式，将其固定在所需的地方，若不用工具就不能使其移动或打开。 （,2,）进出料的开口部分尽可能地小，应满足安全距离的要求，使人不可能从开口处接触危险。 （,3,）活动防护装置或防护装置的活动体打开时，尽可能与防护的机械借助铰链或导链保持连接，防止挪开的防护装置或活动体丢失或难以复原。,60,（,4,）活动防护装置出现丧失安全功能的故障时，被其,抑制,的危险机器功能不可能执行或停止执行；联锁装置失效不得导致意外启动。 （,5,）防护装置应是进入危险区的唯一通道。 （,6,）防护装置应能有效地防止飞出物的危险。,61,总结,一、事故的基础概念及成因分析,二、事故致因理论及模型,三、事故控制基本策略,四、安全防护装置及其设计,62,63,63,一、什么是事故？事故原因有哪些？,二、八种事故致因理论。,三、事故控制的主要方法？,四、事故控制的基本策略,五、安全装置和防护装置的定义,思考题：,