起重機(jī)械安全評(píng)估系統(tǒng)

起重機(jī)械安全狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)一、起重機(jī)械起重機(jī)械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動(dòng)重物的機(jī)電設(shè)備，其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于0．5t的升降機(jī);額定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重機(jī)和承重形式固定的電動(dòng)葫蘆等.起重機(jī)械通過起重吊鉤或其它取物裝置起升或起升加移動(dòng)重物。起重機(jī)械的工作過程一般包括起升、運(yùn)行、下降及返回原位等步驟。起升機(jī)構(gòu)通過取物裝置從取物地點(diǎn)把重物提起，經(jīng)運(yùn)行、回轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把重物移位，在指定地點(diǎn)下放重物后返回到原位。起重機(jī)械按結(jié)構(gòu)不同可分為輕小型起重設(shè)備、升降機(jī)、起重機(jī)和架空單軌系統(tǒng)等幾類.輕小型起重設(shè)備主要包括起重滑車、吊具、千斤頂、手動(dòng)葫蘆、電動(dòng)葫蘆和普通絞車，大多體積小、重量輕、使用方便。除電動(dòng)葫蘆和絞車外，絕大多數(shù)用人力驅(qū)動(dòng)，適用于工作不繁重的場(chǎng)合。它們可以單獨(dú)使用,有的也可作為起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。有些輕小型起重設(shè)備的起重能力很大,如液壓千斤頂?shù)钠鹬亓恳堰_(dá)750噸.升降機(jī)主要作垂直或近于垂直的升降運(yùn)動(dòng)，具有固定的升降路線，包括電梯、升降臺(tái)、礦井提升機(jī)和料斗升降機(jī)等。起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直提升并水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械。架空單軌系統(tǒng)具有剛性吊掛軌道所形成的線路，能把物料運(yùn)輸?shù)綇S房各部分，也可擴(kuò)展到廠房的外部。除此以外，起重機(jī)還有多種分類方法。按取物裝置和用途分類,有吊鉤起重機(jī)、抓斗起重機(jī)、電磁起重機(jī)、堆垛起重機(jī)、集裝箱起重機(jī)和救援起重機(jī)等.按運(yùn)移方式分類,有固定式起重機(jī)、運(yùn)行式起重機(jī)、爬升式起重機(jī)、隨車起重機(jī)等.按驅(qū)動(dòng)方式分類，有支撐起重機(jī)、懸掛起重機(jī)等。按使用場(chǎng)合分類，有車間起重機(jī)、倉(cāng)庫(kù)起重機(jī)、建筑起重機(jī)、港口起重機(jī)、船上起重機(jī)等.起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備,被廣泛地應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸和人員輸送等作業(yè)中。全國(guó)起重機(jī)械的保有量約25萬(wàn)臺(tái)左右。全國(guó)有起重機(jī)生產(chǎn)廠400多家,年產(chǎn)量約3萬(wàn)余臺(tái)，并以每年10%速度遞增。由于大多數(shù)起重機(jī)械活動(dòng)空間大，暴露的活動(dòng)零部件多,使得事故隱患面積大作業(yè)場(chǎng)所常常需要多人配合，要求指揮、捆扎、駕駛等作業(yè)人員配合，存在較大的難度。由于上述諸多因素的存在,決定了起重機(jī)傷害事故較多。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年起重傷害事故的死亡人數(shù),占全部工業(yè)企業(yè)死亡總數(shù)的15％左右，每年起重機(jī)事故死亡人數(shù)在所有機(jī)械事故死亡人數(shù)中居首位。在各類起重機(jī)械中,塔吊事故最為突出,全國(guó)塔吊在安裝與拆卸中，死亡人以上的特大事故，每年都要發(fā)生起以上.因此,起重機(jī)械安全不能不引起人們的重視。一次起重機(jī)械事故的發(fā)生,其影響因素是多方面的,有很多因素是偶然形成才引起事故的.從以往發(fā)生的起重機(jī)械事故分析,引起起重機(jī)械事故的原因總起來(lái)可以分成3個(gè)方面，即起重機(jī)械本身、人員因素及管理的因素.1、機(jī)械本身的因素.起重機(jī)械設(shè)備本身存在由于設(shè)計(jì)、制造欠佳、使用維護(hù)不當(dāng)造成的缺陷,使其他因素在十分完好的狀態(tài)下,也有可能發(fā)生重大設(shè)備或人身事故.雖然近年來(lái)起重機(jī)械于設(shè)計(jì)制造問題發(fā)生的事故所占比例不大，但這仍然是值得重視的原因.而且由于后期的使用維護(hù)不當(dāng)造成設(shè)備的缺陷以致發(fā)生的安全事故，仍占起重機(jī)械事故的相當(dāng)一部分比例。2、人員的因素。起重機(jī)械作業(yè)人員以及其他與起重機(jī)械有關(guān)的作業(yè)人員,如起重機(jī)械作業(yè)范圍內(nèi)的施工作業(yè)人員和起重機(jī)械作業(yè)空間周圍的其他專業(yè)作業(yè)人員，甚至是臨時(shí)進(jìn)入這2個(gè)范圍人員的安全意識(shí)、安全技術(shù)水平、安全素質(zhì)等，對(duì)起重機(jī)械的安全都有較大的影響。如經(jīng)常出現(xiàn)的由于無(wú)證上崗、違章作業(yè)、發(fā)生緊急情況后處理不當(dāng)?shù)仍斐傻氖鹿识紝儆谶@一類。由于人員的原因產(chǎn)生的事故占起重機(jī)械事故的相當(dāng)比例。3、管理的原因.起重機(jī)械設(shè)備的使用單位對(duì)設(shè)備的管理狀況也影響到設(shè)備的安全。如對(duì)設(shè)備臺(tái)帳的管理、設(shè)備安全技術(shù)檢驗(yàn)的管理、設(shè)備使用維護(hù)保養(yǎng)檢修的管理、起重機(jī)械作業(yè)與其他作業(yè)的協(xié)調(diào)管理等，都將影響到起重機(jī)械的安全。很顯然,管理混亂的企業(yè)更容易發(fā)生事故。此外，引起起重機(jī)械事故的原因還有一些非人為能控制的因素，如地震、天災(zāi)等,由于發(fā)生幾率很小,在這里不予考慮.二、起重機(jī)械安全評(píng)估現(xiàn)狀1、國(guó)外研究現(xiàn)狀1978年，Denny，V.E。與Gilbert,K。J運(yùn)用事件樹，故障和決策樹分析和建模,對(duì)發(fā)生于1972年的陽(yáng)光煤礦礦用起重機(jī)倒塌事故進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià),得出了主要的危險(xiǎn)因素,并求出了合理的安全成本；1991年,英國(guó)布拉德福大學(xué)KellerA。Z等人提出了采用模糊理論進(jìn)行故障分析與安全評(píng)價(jià)的方法，使模糊的不確定性問題得到定量化處理；1997年日本的Takada和Satomi運(yùn)用概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法,結(jié)合事故樹與故障樹方法,對(duì)日本某起重機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性研究,并對(duì)其進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)。近年來(lái)，許多文獻(xiàn)表明世界各國(guó)對(duì)系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)工作越來(lái)越重視，在故障診斷、可靠性評(píng)價(jià)與安全管理等方面提出了新的理論和方法，推動(dòng)了安全評(píng)價(jià)工作的快速發(fā)展。2004年，西班牙瓦倫西亞大學(xué)的LanacioGarcia—Fernandez，JoseD.Martin-Guerrero和MartaPla—Castells等首次將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到門式起重機(jī)事故模型中，以計(jì)算機(jī)輔助形式模擬門式起重機(jī)在吊運(yùn)貨物過程中的突發(fā)事故和多方面的救護(hù)裝置，可以看出計(jì)算機(jī)技術(shù)在安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛；2008年,挪威的StianRuud和AgeMikkelsen從人、機(jī)和環(huán)境相結(jié)合入手，研究了起重機(jī)械的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù),并指出科技的進(jìn)步促使新的安全評(píng)價(jià)方法在不斷地發(fā)展，在對(duì)大型的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候，不僅僅要考慮到設(shè)備的安全性，還要考慮到與之相關(guān)的人的心理和環(huán)境的影響。由此可見，國(guó)外起重機(jī)械業(yè)安全評(píng)價(jià)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用主要集中在以下三個(gè)方面：(1）以起重機(jī)械概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)作為評(píng)價(jià)技術(shù)的基礎(chǔ)把起重機(jī)械系統(tǒng)中隱患導(dǎo)致事故的概率和隱患造成的損害的乘積作為系統(tǒng)狀態(tài)的危險(xiǎn)度.隱患發(fā)生的概率和造成的損害經(jīng)過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲得，但是對(duì)隱患發(fā)生的概率和損害統(tǒng)計(jì)不夠細(xì)致，缺乏實(shí)用性，且只討論了這些數(shù)據(jù)的模糊性問題.（2）安全評(píng)價(jià)過程中的局部關(guān)鍵技術(shù)得到了較快的發(fā)展在注重安全評(píng)價(jià)的系統(tǒng)理論和方法研究的同時(shí)，局部關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)得到了重視.如在可靠性理論研究過程中研究了系統(tǒng)及元件失效概率的估計(jì)問題，以及可供系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)借鑒的概率估計(jì)方法，這對(duì)狀態(tài)不明確系統(tǒng)的定量安全評(píng)價(jià)研究的貢獻(xiàn)具有歷史意義.（3）計(jì)算機(jī)技術(shù)在安全評(píng)價(jià)工作中得到較大范圍的推廣應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的客觀屬性，危險(xiǎn)物質(zhì)的物理化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行過程狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù),系統(tǒng)已有的災(zāi)變種類、原因、后果和發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)生過程等有效數(shù)據(jù)運(yùn)用計(jì)算機(jī)管理。為準(zhǔn)確的確定評(píng)價(jià)過程的有關(guān)參數(shù)，合理的推測(cè)系統(tǒng)可能的危險(xiǎn)災(zāi)害模式及其存在形態(tài)提供了現(xiàn)代化的技術(shù)手段。人工智能技術(shù)和安全評(píng)價(jià)技術(shù)相結(jié)合使評(píng)價(jià)過程中的判斷推理成為可能，為建立新的安全評(píng)價(jià)方法體系創(chuàng)造條件，在安全評(píng)價(jià)技術(shù)手段上而言是一場(chǎng)新的革命。2、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)于1990年10月由國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布了類似美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-822B的軍用標(biāo)準(zhǔn)《系統(tǒng)安全性通用大綱》（GJB900—1990）。受到許多大中型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位和行業(yè)管理部門的高度重視,自此安全評(píng)價(jià)在我國(guó)許多行業(yè)部門中開展開來(lái)。2003年,安徽馬鋼股份有限公司的龍靖宇、吳海彤和李小兵基于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和模糊統(tǒng)計(jì)之上的集值統(tǒng)計(jì)，確定具有隨機(jī)、模糊性質(zhì)的橋式起重機(jī)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的安全度值，并在確定過程中,給出評(píng)價(jià)指標(biāo)安全度值的可靠性程度和各評(píng)價(jià)專家的偏離度。此法彌補(bǔ)了目前起重機(jī)安全評(píng)價(jià)中由經(jīng)典統(tǒng)計(jì)法確定安全度值的不足,提高了起重機(jī)安全評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度和可靠性。2005年,武漢理工大學(xué)的黃海和孫國(guó)正對(duì)基于模糊理論的機(jī)械結(jié)構(gòu)裂化指數(shù)及安全性評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)系統(tǒng)作簡(jiǎn)要的介紹，分析和研究系統(tǒng)的指標(biāo)體系，提出用層次分析法（AHP)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合確定指標(biāo)體系中權(quán)重和狀態(tài)指數(shù)的設(shè)想。并在“16t帶斗門機(jī)技術(shù)狀態(tài)評(píng)價(jià)及安全使用期限預(yù)測(cè)”項(xiàng)目中進(jìn)行了驗(yàn)證,效果較好。2009年,湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的柳青、寧朝陽(yáng)和楊紅以某起重機(jī)廠180/50T鑄造吊為例，在沒有進(jìn)行原形應(yīng)力和變形檢測(cè)的情況下，采用Algor軟件對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維有限元計(jì)算模擬，并對(duì)如何利用計(jì)算結(jié)果判別其強(qiáng)度和剛度作了研究說(shuō)明，為起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。2010年，上海寶鋼工業(yè)檢測(cè)公司的李貴文、羅云東、貝聿仁和陳力偉首次應(yīng)用虛擬儀器測(cè)試技術(shù)在寶鋼450t鑄造起重機(jī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，總結(jié)了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為設(shè)備無(wú)憂運(yùn)行提供了技術(shù)保障，也為今后開展類似測(cè)試分析提供了一些可以借鑒的內(nèi)容。在我國(guó)起重運(yùn)輸機(jī)械中，應(yīng)用最多的安全分析與安全管理方法是安全檢查表、安全目標(biāo)管理和全員設(shè)備管理,而故障樹分析、故障樹分析、人員可靠性分析等方法的應(yīng)用并不理想,安全專家系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)偶爾使用。在評(píng)價(jià)方法中,只對(duì)綜合評(píng)價(jià)法和模糊評(píng)價(jià)法認(rèn)為較好,其他方法一般，造成這種現(xiàn)象的主要原因就是對(duì)這些方法的實(shí)質(zhì)沒有掌握，欠缺理論層次高的人員；二是認(rèn)為應(yīng)用難度比較大，評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化困難；三是大多數(shù)企業(yè)有計(jì)算機(jī)但沒有相應(yīng)的安全評(píng)價(jià)軟件，限制了安全評(píng)價(jià)方法在起重機(jī)械中的應(yīng)用。三、評(píng)估方法模型1、起重機(jī)械安全性評(píng)價(jià)的原理起重機(jī)械安全性評(píng)價(jià)的原理就是通過對(duì)起重機(jī)械的危險(xiǎn)有害因素的區(qū)分，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)陌踩栽u(píng)價(jià)方法,比如安全檢查表,事故樹分析法,風(fēng)險(xiǎn)分析法等形式,得出起重機(jī)危險(xiǎn)程度等級(jí),并提出合理可行的措施,指導(dǎo)危險(xiǎn)源監(jiān)控和事故預(yù)防,使起重機(jī)械安全狀況達(dá)到可接受的安全水平，安全性評(píng)價(jià)的工作內(nèi)容由起重機(jī)械使用和管理方面的評(píng)價(jià)和設(shè)備本身運(yùn)行狀況和評(píng)價(jià)兩大部分組成，前者我們可以采用定性化的安全檢查表、分析起重機(jī)械安全管理方面存在的缺陷。根據(jù)對(duì)安全檢查中有相關(guān)內(nèi)容的評(píng)價(jià)，我們可以清楚了解起重機(jī)械目前使用和管理水平,從而避免在用起重機(jī)械處于一種低水平的管理狀態(tài)。2、安全檢查表安全檢查表是將一系列項(xiàng)目列出檢查表進(jìn)行分析，以確定系統(tǒng)、場(chǎng)所的狀態(tài)這些項(xiàng)目可以包括場(chǎng)地、周邊環(huán)境、設(shè)施、設(shè)備、操作和管理等各方面。目前,安全檢查表有3種類型：定性檢查表、半定量檢查表和否決型檢查表。定性安全檢查表是列出檢查要點(diǎn)逐項(xiàng)檢查，檢查結(jié)果以“對(duì)”“否”表示,檢查結(jié)果不能量化；半定量檢查表是給每個(gè)檢查要點(diǎn)賦以分值，檢查結(jié)果以總分表示，有了量的概念，這樣，不同的檢查對(duì)象也可以相互比較，但缺點(diǎn)是檢查要點(diǎn)的準(zhǔn)確賦值比較困難，而且個(gè)別十分突出的危險(xiǎn)不能充分地表現(xiàn)出來(lái)，我國(guó)原化工部1990、1991、1992年安全檢查表以及中國(guó)石化、天然氣總公司安全評(píng)價(jià)方法中的檢查表即為此種類型；否決型檢查是給一些特別重要的檢查要點(diǎn)作出標(biāo)記，這些檢查要點(diǎn)如不滿足，檢查結(jié)果視為不合格，即具一票否決的作用，這樣可以做到重點(diǎn)突出，我國(guó)的《GB13548－92光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置安全評(píng)價(jià)通則》中的檢查表即屬此類.檢查表有各種形式，不論何種形式的檢查表，總體的要求是第一內(nèi)容必須全面,以避免遺漏主要的潛在危險(xiǎn)。第二要重點(diǎn)突出,簡(jiǎn)明扼要,否則的話，檢查要點(diǎn)太多，容易掩蓋主要危險(xiǎn),分散人們的注意力，反而使評(píng)價(jià)不確切。為此，重要的檢查條款可作出標(biāo)記，以便認(rèn)真查對(duì).安全檢查表主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)檢查項(xiàng)目系統(tǒng)、完整,可以做到不遺漏任何能導(dǎo)致危險(xiǎn)的關(guān)鍵因素，因而能保證安全檢查的質(zhì)量。（2）可以根據(jù)已有的規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等,檢查執(zhí)行情況，得出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。（3）安全檢查表采用提問的方式，有問有答，給人的印象深刻，能使人知道如何做才是正確的,因而可起到安全教育的作用.(4）編制安全檢查表的過程本身就是一個(gè)系統(tǒng)安全分析的過程，可使檢查人員對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)更深刻,更便于發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素。主要缺點(diǎn)是：（1）只能做定性或一些半定量的評(píng)價(jià),不能給出完全定量的評(píng)價(jià)結(jié)果；(2）只能對(duì)已經(jīng)存在的對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià),如果要對(duì)處于規(guī)劃或設(shè)計(jì)階段的對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須找到相似或類似的對(duì)象.檢查表的編制步驟一般包括：（1)確定被檢查對(duì)象,組織有關(guān)人員；（2）熟悉被分析的系統(tǒng)，調(diào)查不安全因素,搜集與系統(tǒng)有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、制度等，明確規(guī)定的安全要求；(3)根據(jù)具體情況和要求確定編制方法，編制安全檢查表；（4）通過反復(fù)使用，不斷修改、補(bǔ)充完善。為了使評(píng)價(jià)工作得到關(guān)于系統(tǒng)安全程序方面的概念，針對(duì)安全檢查表開發(fā)了許多行之有效的評(píng)價(jià)計(jì)值方法，根據(jù)評(píng)價(jià)計(jì)值方法的不同，檢查表量化評(píng)價(jià)方法又分為:逐項(xiàng)賦值法、單項(xiàng)否定計(jì)分法、加權(quán)平均法、評(píng)價(jià)等級(jí)加權(quán)法等.其中單項(xiàng)否定計(jì)分法適用于起重機(jī)械。起重機(jī)械有若干危險(xiǎn)因素，其中只要有一處處于不安全狀態(tài)，就有可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。因此，把起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)表中的某些評(píng)價(jià)項(xiàng)目確定為對(duì)起重機(jī)械安全狀況具有否決權(quán)的項(xiàng)目,這些項(xiàng)目中只要有一項(xiàng)被判為不合格,則視為該系統(tǒng)總體安全狀況不合格。檢查表法一直是一種被廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械安全評(píng)估的方法,它以其系統(tǒng)、完整的特點(diǎn)和簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)為人們所接受。在安全檢查表評(píng)價(jià)中，所有可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的因素都將被涉及。經(jīng)過安全檢查表評(píng)價(jià)，可以使人們對(duì)起重機(jī)械安全狀態(tài)有全面、系統(tǒng)的了解，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度形成基本的認(rèn)識(shí),達(dá)到從宏觀上掌握安全狀態(tài)、找出危險(xiǎn)源所在的目的。表1起重機(jī)械安全檢查表被檢查單位使用場(chǎng)所設(shè)備型號(hào)出廠編號(hào)設(shè)備用途注冊(cè)代碼使用單位參加人員姓名、職務(wù)檢查內(nèi)容及意見檢查項(xiàng)目檢查內(nèi)容檢查情況作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員是否持有有效證件合格標(biāo)志是否有安全檢驗(yàn)合格標(biāo)志,并按規(guī)定固定在顯著位置，是否在檢驗(yàn)有效期內(nèi)安全裝置是否有制動(dòng)、限位、緩沖、防風(fēng)等安全保護(hù)裝置運(yùn)行警示鈴是否有效設(shè)備狀況基礎(chǔ)或者軌道是否存在明顯損壞、變形吊鉤是否存在明顯損傷鋼絲繩是否順暢運(yùn)行制動(dòng)裝置是否有效運(yùn)行是否已接地駕駛室是否有明顯變形、損壞，是否有良好視野其他情況處理措施使用單位人員（簽字)：監(jiān)察員：年月日年月日3、故障樹分析法故障樹分析又稱事故樹分析為或事故邏輯分析,它是對(duì)系統(tǒng)安全性進(jìn)行定性與定量分析評(píng)價(jià)的一種科學(xué)的和先進(jìn)的方法,已被廣泛地運(yùn)用到現(xiàn)代設(shè)計(jì)的多個(gè)領(lǐng)域之中。事故樹分析評(píng)價(jià)是運(yùn)用由事件符號(hào)和邏輯符號(hào)組成的一種圖形模式，來(lái)分析人機(jī)系統(tǒng)中導(dǎo)致災(zāi)害事故的各種因素之間的因果關(guān)系和邏輯關(guān)系，從而判明系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，各種事故發(fā)生的途徑和重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為有效地控制,提供一個(gè)簡(jiǎn)潔而形象的途徑。在作業(yè)過程中，由于人的失誤、機(jī)器故障、環(huán)境影響,隨時(shí)都有可能發(fā)生不同程度的事故.為了不使這些事故導(dǎo)致災(zāi)害性后果就要對(duì)系統(tǒng)中可能發(fā)生事故的各種不安全因素進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，以采取相應(yīng)的措施和手段來(lái)防止和消除危險(xiǎn)。因此一個(gè)系統(tǒng)的事故分析應(yīng)包括：系統(tǒng)可能發(fā)生災(zāi)害事故，也稱為頂上事件；系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的事故因素，包括人、機(jī)器、環(huán)境因素；各個(gè)子系統(tǒng)及各因素之間的相互聯(lián)系與制約關(guān)系，即輸入—輸出的因果邏輯關(guān)系，并用專門的符號(hào)表示；計(jì)算系統(tǒng)的頂上事件的發(fā)生概率，進(jìn)行定量分析與評(píng)價(jià).故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。邏輯門的輸入事件是輸出事件的"因"，邏輯門的輸出事件是輸入事件的"果”。故障樹圖(或者負(fù)分析樹）是一種邏輯因果關(guān)系圖，它根據(jù)元部件狀態(tài)(基本事件)來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)（頂事件）.就像可靠性框圖（RBDs),故障樹圖也是一種圖形化設(shè)計(jì)方法,并且作為可靠性框圖的一種可替代的方法。一個(gè)故障樹圖是從上到下逐級(jí)建樹并且根據(jù)事件而聯(lián)系，它用圖形化"模型"路徑的方法,使一個(gè)系統(tǒng)能導(dǎo)致一個(gè)可預(yù)知的，不可預(yù)知的故障事件(失效），路徑的交叉處的事件和狀態(tài)，用標(biāo)準(zhǔn)的邏輯符號(hào)(與，或等等）表示。在故障樹圖中最基礎(chǔ)的構(gòu)造單元為門和事件，這些事件與在可靠性框圖中有相同的意義并且門是條件。從系統(tǒng)的角度來(lái)說(shuō)，故障既有因設(shè)備中具體部件(硬件）的缺陷和性能惡化所引起的，也有因軟件，如自控裝置中的程序錯(cuò)誤等引起的。此外，還有因?yàn)椴僮魅藛T操作不當(dāng)或不經(jīng)心而引起的損壞故障。其程序流程圖如圖1所示。圖1故障樹分析程序流程圖總的說(shuō)來(lái)，故障樹分析法具有以下一些特點(diǎn).它是一種從系統(tǒng)到部件，再到零件,按“下降形”分析的方法。它從系統(tǒng)開始，通過由邏輯符號(hào)繪制出的一個(gè)逐漸展開成樹狀的分枝圖,來(lái)分析故障事件（又稱頂端事件）發(fā)生的概率。同時(shí)也可以用來(lái)分析零件、部件或子系統(tǒng)故障對(duì)系統(tǒng)故障的影響，其中包括人為因素和環(huán)境條件等在內(nèi).它對(duì)系統(tǒng)故障不但可以做定性的而且還可以做定量的分析;不僅可以分析由單一構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個(gè)構(gòu)件不同模式故障而產(chǎn)生的系統(tǒng)故障情況.因?yàn)楣收蠘浞治龇ㄊ褂玫氖且粋€(gè)邏輯圖，因此，不論是設(shè)計(jì)人員或是使用和維修人員都容易掌握和運(yùn)用，并且由它可派生出其他專門用途的“樹”.例如，可以繪制出專用于研究維修問題的維修樹，用于研究經(jīng)濟(jì)效益及方案比較的決策樹等。由于故障樹是一種邏輯門所構(gòu)成的邏輯圖，因此適合于用電子計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算；而且對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的故障樹的構(gòu)成和分析，也只有在應(yīng)用計(jì)算機(jī)的條件下才能實(shí)現(xiàn)。顯然,故障樹分析法也存在一些缺點(diǎn)。其中主要是構(gòu)造故障樹的多余量相當(dāng)繁重，難度也較大，對(duì)分析人員的要求也較高，因而限制了它的推廣和普及.在構(gòu)造故障樹時(shí)要運(yùn)用邏輯運(yùn)算,在其未被一般分析人員充分掌握的情況下,很容易發(fā)生錯(cuò)誤和失察.例如,很有可能把重大影響系統(tǒng)故障的事件漏掉；同時(shí)，由于每個(gè)分析人員所取的研究范圍各有不同，其所得結(jié)論的可信性也就有所不同。故障樹分析的方法有定性分析和定量分析兩種。定性分析是找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的故障模式,既求出故障的所有最小割集（MCS）。定量分析主要有兩方面的內(nèi)容:一是由輸入系統(tǒng)各單元（底事件）的失效概率求出系統(tǒng)的失效概率;二是求出各單元（底事件）的結(jié)構(gòu)重要度，概率重要度和關(guān)鍵重要度,最后可根據(jù)關(guān)鍵重要度和關(guān)鍵重要度,最后可根據(jù)關(guān)鍵重要度,概率重要度和關(guān)鍵重要度,最后可根據(jù)關(guān)鍵重要度的大小排序出最佳故障診斷和修理順序，同時(shí)也可作為首先改善相對(duì)不大可靠的單元的數(shù)據(jù)。4、結(jié)構(gòu)安全評(píng)估法對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估技術(shù)的研究,美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和俄羅斯等國(guó)在這一領(lǐng)域的工作開展己久,并有多項(xiàng)科研成果公布，這些成果在汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域有成功的應(yīng)用。從1993年9月在上海召開的“第七屆亞太地區(qū)無(wú)損傷檢測(cè)會(huì)議"及1994年6月在北京召開的“第二屆可靠性、維修性和安全性國(guó)際年會(huì)"的情況看,國(guó)內(nèi)外的研究對(duì)象、方法、手段大致相當(dāng).國(guó)內(nèi)一些高校和研究院所就診斷方法與控制技術(shù)開展了不少有益的研究,如對(duì)焊接裂紋預(yù)測(cè)及診斷建立了知識(shí)庫(kù),并運(yùn)用專家系統(tǒng)就水電站高壓岔管的裂紋進(jìn)行分析；用有限元法對(duì)龍門起重機(jī)的應(yīng)力進(jìn)行分析，用Miner線性積累損傷理論及蒙特卡羅法對(duì)其疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)；利用可靠性中的“應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論”,通過對(duì)應(yīng)力循環(huán)的等效變換及隨機(jī)載荷歷程的數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)了叉車門架的疲勞強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算.綜合國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況，目前的研究對(duì)象大多數(shù)是機(jī)械零件或機(jī)械傳動(dòng)件,研究手段多是應(yīng)用疲勞、振動(dòng)和可靠性理論，采用測(cè)試、數(shù)據(jù)分析與控制等方法。對(duì)大型金屬結(jié)構(gòu),尤其是對(duì)受變載、重載、含缺陷的港口起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估，以及維修和護(hù)理方面的研究尚未廣泛深入地開展，也未形成適合各種港口機(jī)械特點(diǎn)的系統(tǒng)的安全性檢測(cè)、分析與評(píng)估方法。目前，國(guó)內(nèi)港口起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估,主要是采用名義應(yīng)力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)疲勞分析與壽命評(píng)估。通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力檢測(cè)，結(jié)合材料的S—N曲線，計(jì)算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，扣除設(shè)備過去的工作時(shí)間,以此估算金屬結(jié)構(gòu)的剩余壽命。應(yīng)用名義應(yīng)力法計(jì)算疲勞壽命,理論簡(jiǎn)單，易于分析，但是由于結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部往往已經(jīng)存在著這樣那樣的初始缺陷,加上設(shè)備的歷史記錄不全或不準(zhǔn)確,這樣就嚴(yán)重影響了這種方法的準(zhǔn)確性和可靠性。疲勞破壞是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)失效的主要形式，而起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)作為一個(gè)承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng),它的失效不僅使起重機(jī)失去功能，而且容易導(dǎo)致斷臂等重大事故。引起起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)失效的故障主要有裂紋、局部或整體變形、折斷、銹蝕、剛度不足等，其中裂紋是目前起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的主要故障形式，在門座起重機(jī)的轉(zhuǎn)柱、門架、人字架、小拉桿、大拉桿、象鼻梁、臂架等主要構(gòu)件上經(jīng)常出現(xiàn).裂紋主要出現(xiàn)在焊縫或焊縫附近的母材上，它在一定的變化載荷作用下往往會(huì)擴(kuò)展，致使金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障。安全性評(píng)估方法通常是以避免在規(guī)定工況(包括水壓試驗(yàn))下的安全性評(píng)估保證期內(nèi)發(fā)生各種失效模式導(dǎo)致事故的可能為原則。一般來(lái)說(shuō)一種評(píng)估方法只能評(píng)定相應(yīng)的失效模式，只有對(duì)各種可能的失效模式進(jìn)行綜合判斷或評(píng)價(jià)后，才能得出該產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)是否安全的結(jié)論。在實(shí)際工作中，常常要采取多種安全性評(píng)估方法進(jìn)行評(píng)定，最終得出綜合的評(píng)定結(jié)論。從科學(xué)性、成熟性、工程實(shí)用性上綜合考慮，在常規(guī)評(píng)定中建議采用R6的通用失效評(píng)定曲線圖來(lái)進(jìn)行防止起裂的評(píng)定。研究表明,在絕大多數(shù)情況下,R6通用失效評(píng)定曲線是偏于安全的，雖然在個(gè)別情況下嚴(yán)格失效評(píng)定曲線會(huì)比R6通用失效評(píng)定曲線低一點(diǎn)，但所有曲線的下包絡(luò)線在Lr〈1范圍內(nèi)與通用失效評(píng)定曲線的誤差（以載荷計(jì)）均不大于10％。安全性評(píng)估包括對(duì)評(píng)定對(duì)象的狀況調(diào)查(歷史、工況、環(huán)境）、缺陷成因分析、失效模式判斷、材質(zhì)檢驗(yàn)（包括性能、損傷與退化等）、應(yīng)力分析、必要的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算,然后對(duì)評(píng)定對(duì)象的安全性進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià).主要程序如下：(1)調(diào)查被評(píng)估對(duì)象的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用等基本情況和數(shù)據(jù)。(2）取得缺陷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。(3)材料性能數(shù)據(jù)測(cè)試或選用。(4)應(yīng)力狀況、應(yīng)力測(cè)試和應(yīng)力分析。(5）綜合安全評(píng)價(jià)與評(píng)估結(jié)論.（6）出具評(píng)估報(bào)告并給出明確的評(píng)估結(jié)使用較頻繁的、工作較繁重的建筑起重機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)、各工作機(jī)構(gòu)的主要受力部件,如吊臂上、下弦桿與斜拉桿的焊縫和熱影響區(qū),吊臂銷接座及銷接頭與上、下弦桿的對(duì)接焊縫,吊臂、平衡臂拉桿焊縫;標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和頂升套架的焊縫和熱影響區(qū)等部位,短則3、5年,長(zhǎng)則10年在無(wú)損檢測(cè)中都發(fā)現(xiàn)過有不同程度的疲勞裂紋存在。這種疲勞裂紋比較細(xì)小，大多出現(xiàn)在工件表面,僅憑肉眼較難發(fā)現(xiàn)。在裂紋形成的初期，對(duì)于設(shè)備的正常使用無(wú)任何影響,不會(huì)出現(xiàn)異常狀況導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破斷。但是對(duì)于使用年限較長(zhǎng)的起重機(jī),主要受力構(gòu)件的焊縫及其熱影響區(qū)長(zhǎng)期受到交變應(yīng)力的作用。疲勞裂紋會(huì)大量增加并不斷擴(kuò)展，當(dāng)結(jié)構(gòu)疲勞損傷積累到一定程度后，遇到超載、超力矩，大風(fēng)等偶發(fā)事件，細(xì)小的疲勞裂紋就可能迅速擴(kuò)展，造成主要受力構(gòu)件的焊縫或熱影響區(qū)撕裂，導(dǎo)致受力截面減小，當(dāng)缺陷處承受的最大應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引發(fā)突然斷裂的事故.建筑起重機(jī)械的安全技術(shù)性能評(píng)估,就是針對(duì)使用年限較長(zhǎng)的建筑起重機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)、各工作機(jī)構(gòu)、重要零部件、電氣元器件、安全保護(hù)裝置等,根據(jù)國(guó)家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)、檢測(cè)與評(píng)定.發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理,避免發(fā)生重大惡性事故并延長(zhǎng)建筑起重機(jī)械的使用壽命5、模糊綜合評(píng)價(jià)方法模糊綜合評(píng)價(jià)方法是模糊數(shù)學(xué)中應(yīng)用的比較廣泛的一種方法.在對(duì)某一事務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)常會(huì)遇到這樣一類問題，由于評(píng)價(jià)事務(wù)是由多方面的因素所決定的，因而要對(duì)每一因素進(jìn)行評(píng)價(jià)；在每一因素作出一個(gè)單獨(dú)評(píng)語(yǔ)的基礎(chǔ)上，如何考慮所有因素而作出一個(gè)綜合評(píng)語(yǔ)，這就是一個(gè)綜合評(píng)價(jià)問題。模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)受多種因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種十分有效的多因素決策方法，其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定，而是以一個(gè)模糊集合來(lái)表示。下面簡(jiǎn)要介紹一下模糊綜合評(píng)價(jià)法的原理及步驟。第一，一個(gè)系統(tǒng)涉及的因素較多，要綜合評(píng)價(jià)各方面的因素對(duì)安全總的影響結(jié)果,以做出更近實(shí)際的評(píng)價(jià)。因此,首先要建立1個(gè)有關(guān)評(píng)價(jià)內(nèi)容的因素標(biāo)準(zhǔn)，稱之為因素集：X={X1，X2,?，Xn}，其中Xi(i=1，2，?，n）為影響安全的第i個(gè)因素。其次還要建立1個(gè)評(píng)語(yǔ)集合，Y={Y1,Y2，?，YK｝,其中Yj（j=1，2,?，k）為評(píng)價(jià)結(jié)果的第j個(gè)等級(jí)［2]。這樣,就可以得到1個(gè)綜合評(píng)價(jià)的模糊集矩陣S,即X和Y的笛卡爾乘積第二,對(duì)于因素集中各因素，對(duì)安全的影響并不一樣.要為其確定表示重要程度的權(quán)重，即權(quán)重系數(shù)集:R=(r1,r2，?，rn)，其中r1,r2，?，rn為因素集中因素X1,X2,?,Xn對(duì)應(yīng)的權(quán)重.第三，進(jìn)行模糊綜合評(píng)判運(yùn)算，利用模糊集會(huì)的代數(shù)乘積運(yùn)算得評(píng)判矩陣以評(píng)語(yǔ)為優(yōu)、良、合格、不合格討論，則B=(Z1,Z2,Z3,Z4）。第四，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的擇近原則，做如下判斷:若Z1>Z1，Z2,Z3，Z4,則評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)；若Z2〉Z1，Z2，Z3，Z4,則評(píng)價(jià)結(jié)果良；若Z3>Z1,Z2，Z3,Z4，則評(píng)價(jià)結(jié)果為合格；若Z4>Z1，Z2,Z3,Z4，則評(píng)價(jià)結(jié)果為不合格.第五，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果評(píng)判系統(tǒng)的安全水平。有4種判斷結(jié)果。當(dāng)評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)、良、合格時(shí)系統(tǒng)均為安全，屬安全基礎(chǔ)較好的系統(tǒng).當(dāng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果為不合格時(shí)，可區(qū)分為以下幾種情況:(1)若Z4〈Z1+Z2,Z4〈Z2+Z3,Z4〈Z1+Z3,說(shuō)明該系統(tǒng)性能較差,在檢驗(yàn)周期內(nèi)可能釀成設(shè)備、人身事故，存在事故隱患，應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)部位進(jìn)行整改后復(fù)檢;(2）若Z4〉Z1+Z2，Z4〉Z2+Z3,Z4>Z1+Z3，說(shuō)明該系統(tǒng)性能很差,在檢驗(yàn)周期內(nèi)可能釀成重大設(shè)備、人身事故,存在重大事故隱患,應(yīng)全面整改后復(fù)檢；（3)若Z4〉Z1+Z2+Z3,說(shuō)明該系統(tǒng)已不具備運(yùn)行條件,在檢驗(yàn)周期內(nèi)會(huì)發(fā)生重大事故。多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法與步驟與此類似，其評(píng)價(jià)以單級(jí)模糊評(píng)價(jià)的結(jié)果為基礎(chǔ),因素集是多個(gè)單級(jí)評(píng)價(jià)因素集的集合。在下面起重機(jī)安全性評(píng)價(jià)中,將用到2級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià).這里所說(shuō)的系統(tǒng),指所有評(píng)價(jià)內(nèi)容組成的一個(gè)整體。當(dāng)評(píng)價(jià)對(duì)象為起重機(jī)械時(shí)，系統(tǒng)是指包括起重機(jī)械本身以及與其有關(guān)的檔案、人員、規(guī)章制度、管理等在內(nèi)的一個(gè)整體.由前面的分析，影響起重機(jī)械安全的因素有機(jī)械、人員及管理，因此，將起重機(jī)械安全性評(píng)價(jià)分3部分進(jìn)行,即在第2級(jí)評(píng)價(jià)中,評(píng)價(jià)的因素集為機(jī)械、人員、管理。(1）由于起重機(jī)械種類多。組成結(jié)構(gòu)差別很大,因此，在3部分的1級(jí)評(píng)價(jià)中，其評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)中檢查的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有很大差別,這反映在不同的起重機(jī)械其檢查表內(nèi)容及檢查所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等的不同上。這里從方法上介紹如何進(jìn)行評(píng)價(jià)工作.要進(jìn)行具體的某一種類型某種型號(hào)的起重機(jī)械的評(píng)價(jià)，則應(yīng)或制訂應(yīng)用具體的安全檢查表,附列其安全檢查應(yīng)抽查點(diǎn)的數(shù)量及其所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)等。（2）在2級(jí)評(píng)價(jià)中，權(quán)重的確定均應(yīng)由專家組或大量事故按原因的歸類統(tǒng)計(jì)確定.在按事故原因歸類統(tǒng)計(jì)時(shí)，2級(jí)評(píng)價(jià)中,其基數(shù)是所有的事故,在1級(jí)評(píng)價(jià)中，其基數(shù)是相應(yīng)部分的統(tǒng)計(jì)數(shù)目。(3）在2級(jí)評(píng)價(jià)中,評(píng)價(jià)結(jié)果的分組即評(píng)價(jià)集，均采用4級(jí)形式，即優(yōu)、良、合格、不合格,分別對(duì)應(yīng)安全中的特級(jí)安全級(jí)、安全級(jí)、臨界級(jí)、危險(xiǎn)級(jí)。（4）在所有檢查中所依據(jù)