1、第8章生产作业系统的安全性8.1案例背景1.生产作业系统安全与安全性的概念 生产作业系统安全的概念最早是1963年美国空军系统司令部正式在军用标准MILSPEC的制订中提出的。生产作业系统安全是指一种状态，即某一部件、某一子系统或系统整体保持完整的状态。安全性是指上述状态能够维持的能力。2.系统危险性分析 安全性的反面是危险性。相比于安全性，人们更愿意说危险性。“居安思危”就是这个道理。危险性可以作为衡量系统安全性高低的定量指标。危险性大，则安全性低；危险性小，则安全性高。危险性极大，指的是系统受到了严重破坏或人员发生了伤亡，即发生了事故。危险性的指标有以下两种。2.系统危险性分析(1)危险性
2、分类等级指标根据MIL-SID-882A标准规定，危险性等级有四级，即、危险性等级。(2)危险度系统或其生产过程子系统、设备、人员的安全程度可以用危险度来定量计算。图8-1危险性分析示意图1)初始危险性分析。2)危险模式与影响分析。3)危险性综合分析。4)作业危险性分析是作业操作分析和试验运行分析的总称。5)意外事故分析。3.事故树分析技术简介图8-2事故树分析技术采用的符号a)顶事件或中间事件b)不用找出原因的基本事件c)正常状态下的基本事件d)可进一步分析的保留事件e)与门逻辑符号f)或门逻辑符号g)条件与门逻辑符号 事故树分析技术是随着系统工程、可靠性工程、集合论、图论和概率论等学科的发
3、展而发展起来的，是分析系统安全的主要技术之一，一般用来分析事故发生的因果关系。(1)事故树分析技术的符号如图8-2所示，事故树分析技术采用的符号可分为事件符号和逻辑符号。(2)事故树的画法首先熟悉事故的情况，然后根据事故的有关情况、事故发生的可能性、严重度和概率，找出事故发生的直接和间接原因，确定要分析的顶事件，将这些内容明确、具体、扼要地记入矩形框中。4.系统安全分析的目标和程序 生产是由许多不同因素按一定规律联系在一起、为了共同目的而构成的一个特定功能整体。因此，用独立的单个因素来解决安全问题显然是不可能的。采用系统的方法进行安全分析、评价并控制系统出现(或将出现)的事故，进而调整工艺方案
4、、设备、作业环境和操作者等因素，可使系统发生事故的可能性降到最低程度。8.2.1员工职业适应性研究1.职业适应性的概念 职业适应性是指一个人从事某项工作时必须具备的生理、心理素质特征。职业适应性是在先天因素和后天环境相互作用的条件下形成和发展起来的。职业适应性包括很多内容，主要从以下几点进行考察。1)操作者从事一项作业的责任心、工作效率。2)操作中有无事故倾向。3)进行操作时，其作业的最低能力和特性要求。4)接受某项新作业时，进入工作角色的速度。5)对该项作业是否有兴趣。6)个人背景。8.2.1员工职业适应性研究2.事故倾向性的概念 事故倾向性指在一定时期内的特定环境下，具有的潜在的诱发事故的
5、生理、心理特征。一般来说，这种特征既是稳定的也是可变的，只有在特定时期、特定环境下，事故倾向性才会被高度激发而诱发事故。事故倾向性是危及安全的一个隐患。3.职业适应性测评 职业适应性测评包括测试和评估两方面。测试是指使用各种食品和量表对被试人员的生理、心理素质进行检测；评估是指根据测试数据进行综合分析，对被试人员的职业适应性等级给予评价。8.2.1员工职业适应性研究表8-1美国劳工部提出的对操作车床员工的职业要求(1)一般职业适应性测评一般职业适应性测评仅对与职业关系密切并有代表性能力的素质进行测试，适用于一般事务性职务或企业技能性职务，主要有以下十个指标。(2)特殊职业适应性测评技术和技能类
6、职业通常分为以下几种。8.2.1员工职业适应性研究表8-1美国劳工部提出的对操作车床员工的职业要求8.2.1员工职业适应性研究(1)精神缺陷者不适宜从事的作业和职务(2)身体缺陷者不适宜从事的作业和职务4.职业禁忌8.2.2对诱发事故隐患因素的研究1.人为失误 在系统中，人的作业活动的可靠性是一个重要因素。人的作业活动可靠性研究是把引起系统故障或失效的人为因素的操作者作为研究对象，研究人的操作在规定的条件下、规定时间内完成规定功能的能力。可靠性的定量分析为可靠度。可靠度是指在规定的条件下、规定的时间内完成规定功能的概率。可靠度用R表示，不可靠度用F表示。从概率角度看，可靠度与不可靠度是一完备事
7、件组，则有：8.2.2对诱发事故隐患因素的研究1)操作错误。2)人为造成安全装置失效。3)使用不安全或有故障的设备。4)用手代替工具进行操作。5)物品存放不当或乱存乱放。6)不采取安全防护措施而贸然进入危险场所。7)攀坐不安全位置，在起吊物下作业。8)机床运转时，进行加油、修理、检查、调整焊接和清扫等危险作业。9)精力不集中，有分散注意力的行为。10)对危险品处置不当。8.2.2对诱发事故隐患因素的研究表8-2人为失误的分类8.2.2对诱发事故隐患因素的研究2.设备故障 造成设备故障的原因主要是设备性能的劣化。设备在各种环境和连续不断的使用过程中，其零部件性能逐渐降低的状况，称作设备性能劣化。
8、1)使用原因。设备运行的负荷造成劣化，其中运行条件、操作方法不同，劣化程度亦不同。2)自然原因。环境潮湿引起设备锈蚀，使用造成磨损，日晒雨淋易引起设备变形、失效和老化等。3)灾害原因。自然灾害如洪水、火灾等，也会引起设备性能劣化。表8-3设备性能劣化的类型及其产生原因图8-3设备性能劣化情况图8-4设备P-F图 图8-4所示为设备P-F图。由图可知，P-F间隔期为设备性能劣化过程从潜在故障发展到功能故障的时间间隔。通常，潜在故障不是故障，但已经存在可感知的迹象；功能故障是使设备丧失功能的故障，是真正意义上的故障。3.作业环境(1)微气候作业环境中的气象条件称为微气候，主要是指作业环境中的温度、
9、湿度、气流速度和热辐射四种因素。(2)环境照明自然照明的缺点是受昼夜交替、气候变化等影响而使光强不稳定，因此室内作业时使用一定形式的人工照明是必需的。(3)环境噪声在作业现场，凡是对作业工效产生不利影响的声音都是环境噪声。(4)色彩色彩视觉是光的物理属性和人的视觉属性的综合反映。机械加工制造企业的作业环境一般指车间环境，露天环境较少。高温作业环境主要有以下两种。1)高温强辐射作业，炼钢、锻造等属于此类。2)高温高湿作业，造纸、缫丝等工作中的液体加热或原料蒸煮属于此类。(2)环境照明自然照明的缺点是受昼夜交替、气候变化等影响而使光强不稳定，因此室内作业时使用一定形式的人工照明是必需的。光的分布对
10、视觉舒适性和任务绩效的影响最大。光分布的效果主要从以下几个方面来体现。1)亮度比。亮度比是指视野里任意两块区域的亮度比值。2)反射光。光照射在墙壁、顶棚以及室内其他表面后将产生反射。眩光是指人眼接收的光线刺眼且强烈。眩光可分为直射眩光、反射眩光和对比眩光三种。图8-5眩光(3)环境噪声在作业现场，凡是对作业工效产生不利影响的声音都是环境噪声。所谓噪声是指使人烦恼、不愉快的声音。噪声的界定不单纯由噪声声源、传播途径的物理机制决定，而主要是由人的主观心理感觉决定。作业现场的噪声主要是工业噪声(如车间里的噪声)和交通噪声(如在行进中作业的噪声)两种。工业噪声可分为如下三种。1)空气动力性噪声。其指气
11、体压力突变产生振动发出的声音，如汽笛、气体排放声等。2)机械性噪声。其指由机械传动、撞击、摩擦、挤压等引起的噪声。3)电磁性噪声。其是由电磁力周期变化产生的噪声，如变压器、电磁铁等发出的声音。(4)色彩色彩视觉是光的物理属性和人的视觉属性的综合反映。色彩是由于某一波长的光谱入射到人眼后，引起视网膜内色觉细胞兴奋所产生的视觉现象。对发光体色彩的感觉，取决于发光体辐射光谱的波长；对不发光体色彩的感觉，取决于该物体反射光谱的波长。8.2.3保证生产作业系统安全的措施1.将人机工程学研究引入系统安全研究领域 人机工程学是近几十年来发展起来的一门边缘性应用学科。它应用心理学、生理学、医学、人体测量学、劳
12、动科学、系统工程学、社会科学等学科的知识和成果，主要研究“人-机-环境”三者之间的相互关系。恰当地设计与改进这些关系，可使工作系统获得满意的效果，同样可保证人的安全、健康和舒适。8.2.3保证生产作业系统安全的措施2.应用事故树进行系统诊断研究 前面已述，事故树分析技术是系统安全的主要分析技术之一，具有直观易懂、思路清晣、逻辑性强等特点。下面结合冲床断指事故，介绍事故树分析技术的应用。图8-6所示为冲床断指事故的事故树。设备点检制TPM(Total Productive Maintenance)是“全员生产维修”的英文缩写，是指为了维持设备所规定的机能，在规定的时间内按规定的检查标准(内容)和
13、周期，由操作工凭感觉和简单测试工具对设备进行检查，并依据标准判断设备的技术状况和决定维护检修工作的设备维护管理制度。图8-6冲床事故树3.大力推广设备点检制(TPM)设备点检制TPM(Total Productive Maintenance)是“全员生产维修”的英文缩写，是指为了维持设备所规定的机能，在规定的时间内按规定的检查标准(内容)和周期，由操作工凭感觉和简单测试工具对设备进行检查，并依据标准判断设备的技术状况和决定维护检修工作的设备维护管理制度。4.利用色彩标志进行直观安全教育 利用色彩传递安全和技术信息的方法早已为世界各国所采用。国家标准(GB 28932008)安全色规定了传递安全
14、信息的颜色，目的是使人们能够迅速发现或分辨安全标志并提醒人们注意，以防事故发生。安全色是指表达安全信息含义的颜色。该标准中规定红、蓝、黄、绿四种颜色为安全色，其含义和用途见表8-4。4.利用色彩标志进行直观安全教育车间安全标志主要有以下几种。1)禁止标志。其含义是禁止人们的不安全行为。禁止标志的基本形式是带斜杠的圆边框，白底红字，如图8-7a所示。2)警示标志。其作用是提醒人们注意周围环境，以避免可能危险的发生。其基本形式为正三角形边框，黄底黑字，如图8-7b所示。a)禁止标志b)警示标志c)指令标志3)指令标志。其作用是强制人们必须做出某种动作或采取防范措施。其基本形式为圆形边框，蓝底白字，
15、如图8-7c所示。4)提示标志。其作用是向人们提供某种信息(如表明安全设施或场所)。其基本形式为正方形边框，绿底白字。4.利用色彩标志进行直观安全教育表8-4安全色的含义及用途(GB 28932008)4)提示标志。8.3案例点评1.安全为了生产，生产必须安全 树立“安全第一”的理念，始终保持生产作业系统处于正常稳定的状态，是企业实现目标的前提。安全生产的思想教育、劳动保护知识教育、劳动纪律教育、典型经验和事故教训教育等都是进行企业安全教育的重要手段。安全教育的目标是使企业所有员工树立杜绝事故的观念，养成遵守规程的良好习惯，随时消除安全隐患。2.倡导全面治理，减少引发事故的诱因 事故的发生是有原因的。从总体上看，事故发生的主要原因是人为因素、设备环境因素之一或两者的综合。作业者与机器操作不当、缺少必要的安全装置与防护措施、作业现场环境对人造成生理和心理压力导致作业疲劳，都可能成为事故的诱发因素。因此，为了把事故消灭在萌芽状态，就必须从以上几个方面下手，以减少人为失误、防止机械设备失控，从而避免事故的发生。
