基于潜在危害的安全工程分析
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[摘要]本文从安全概念谈起，重点阐述了基于潜在危害的传递模型、安全工程评估的流程，以及防护设计的要求。
[关键词]安全；潜在危害；传递；防护方案
基于潜在危害的安全工程的概念最早是由惠普安捷伦公司（HP/Agilent）提出，后经美国保险商实验室（UnderwritersLaboratories）进行发展与运用，现已成为其安全科学及工程技术运用（AppliedSafetyScienceandEngineeringTechniques）中的重要环节。
一、安全概念
在ISO/IECGuide51中，安全的定义为“不可容忍风险的摆脱”（freedomfromriskwhichisnottolerable）[1]。首先，风险是由危害（Harm）发生的概率及严重性组成的（ISO/IECGuide51）；其次，危害是指人体受到损伤、财产遭遇损失和环境遭受破坏；第三，风险容忍度，不仅跟产品的用途、所暴露的环境等因素密切相关，也与使用对象的风险态度与风险偏好相关；最后“摆脱”即为避免、控制或减少不可容忍的危害风险。安全具有相对性，它与实现产品的设计需求、成本因素、制造条件等相互制约，安全还具有等级性。所谓安全并非无危害，而是通过设计、测试和认证等提高安全的水平，降低发生危害的风险，其目标是达到并保持可接受的安全等级。
二、潜在危害传递模型
该模型可简述为潜在危害源f(e)，通过一定的传递机制f(x)，导致生命的伤害、财产的损失和环境的破坏（受体）。潜在危害处境取决于潜在危害源所暴露的状态，而潜在危害事件的发生取决于潜在危害源的传递机制，受体f(b)所能承受的危害容忍度与能量级和持续度相关。
1.潜在危害源f(e)
潜在危害源既包括各种各样的直接、间接的能量源（如机械能、电能和热能等），也包括各式各样的实体和物质。如何有效的识别潜在危害源是基于潜在危害安全工程的关键。
2.传递机制f(x)
传递机制是潜在危害源作用到受体的过程。该传递过程包括传导、对流和辐射等。在潜在危害源无法剔除的情况下，传递机制的防护设计，是安全工程关注、评估、测量的一个重点。它的目标在于设法避免、减少或控制潜在危害源作用到受体上，如常见的一类电器CLASSI[2]和IEC61140，它们是对传递机制进行控制的一种方式。
3.受体f(b)
受体包括生命、财产和环境等。属于受保护对象，它的危害风险容忍度最终决定了安全工程评估的严苛度。同时，生命体本身的行为模式亦可避免、减轻某类潜在危害的发生。
三、基于潜在危害的安全工程评估流程
安全工程评估流程是对潜在危害模型的实际运用，通常需要结合不同产品的标准进行综合性评估与验证。“识别能量源”是指包括与产品相关、直接的、间接的和综合作用的所有能量及实体。
1.是否为潜在危害源
考虑“源”是否可能导致危害的发生？这需要评估每种“源”存在的潜在危害和实质危害。“源”是否对产品功能、用户、环境等构成危害？“源”的可接受风险水平该如何确定，主要取决于哪些因素？什么样的条件下才导致“源”变成潜在危害源或发生危害？这些条件是指正常工况、正常使用，还是异常工况……虽然产品所有预期功能都已接受评估，但对于合理预见（reasonablyforeseeable）[3]（GuidelinesforsuppliersISO10377）的状况是否也有所考虑？判定潜在危害源，在于寻找到产品可能导致危害的各种促发条件。
2.识别潜在危害源传递到人体的方式。
主要考虑的是导致危害发生的能量传递方向（正向，还是逆向），另外还需要考虑传递过程的制约因素（如人体在干燥与潮湿环境下的可承受安全电压并不一样）。
3.设计防护方案
设计保护方案的目的是为了避免、减少或控制潜在危害源传递到人体，造成危害。防护方案必须按照优先级别进行设计。遵循原则是先除危害源，次之削弱能量级、控制传递机制，最后则是告知与警告，如使用环境、用户行为。
4.测量防护方案的有效性
产品的不同保护功能具体依赖于哪种防护属性？什么条件下保护功能才能触发？什么条件可能导致保护功能降低或失效？在各种单一的、组合的、次第的条件促发下，防护属性有多高的支撑度？防护方案的属性，不仅需要在各种合理预见的条件下进行识别、评估和测试验证，还需要在生产制造和设计开发中进行控制。防护属性包括稳定性（各种条件、环境）、可靠性（生命周期）、有效性（恰当的发挥作用）、适用性（满足安全等级的需求）及可扩展性等特征。在预期使用规模内，保护仍能发挥作用，比如基础塑胶料，在经过相对耐漏电起痕指数（CTI）[4]，相对温度指数（RTI）和电气特性（UL746C-Glossary:2018）等测试和验证之后，根据预期使用规模制成绝缘外壳等运用于成品端，而其保护特性仍然能发挥作用。基于潜在危害的安全工程，引入风险管理、产品相应安全标准、失效模型分析、系统工程等概念和要求后，不仅可应用于产品安规认证，也可应用于产品的设计开发与制造检验。如果应用在“全球市场准入”审核，第三方检验，亦可协助审核人员或检验人员快速找到高风险安全隐患点，进而深挖出产品、流程或体系上的不符合，提高审核或检验的效率与有效性。
作者:黄启伟 张振宁 邓华