(二)能量意外转移理论
1.能量意外转移理论的概念
在生产过程中能量是必不可少的,人类利用能量做功以实现生产目的。人类为了利用能量做功,必须控制能量。在正常生产过程中,能量在各种约束和限制下,按照人们的意志流动、转换和做功。如果由于某种原因能量失去了控制,发生了异常或意外的释放,则称发生了事故。
如果意外释放的能量转移到人体,并且其能量超过了人体的承受能力,则人体将受到伤害。吉布森和哈登从能量的观点出发,曾经指出: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异常或意外的释放。
能量的种类有许多,如动能、势能、电能、热能、化学能、原子能、辐射能、声能和生物能,等等。人受到伤害都可以归结为上述一种或若干种能量的异常或意外转移。麦克法兰特(Mc Farland)认为:“所有的伤害事故(或损坏事故)都是因为:①接触了超过机体组织(或结构)抵抗力的某种形式的过量的能量;②有机体与周围环境的正常能量交换受到了干扰(如窒息、淹溺等)。因而,各种形式的能量构成伤害的直接原因。”根据此观点,可以将能量引起的伤害分为两大类:
第一类伤害是由于转移到人体的能量超过了局部或全身性损伤阈值而产生的。人体各部分对每一种能量的作用都有一定的抵抗能力,即有一定的伤害阈值。当人体某部位与某种能量接触时,能否受到伤害及伤害的严重程度如何,主要取决于作用于人体的能量大小。作用于人体的能量超过伤害阈值越多,造成伤害的可能性越大。例如,球形弹丸以4.9N的冲击力打击人体时,最多轻微地擦伤皮肤,而重物以68.9N的冲击力打击人的头部时,会造成头骨骨折。
第二类伤害则是由于影响局部或全身性能量交换引起的。例如,因物理因素或化学因素引起的窒息(如溺水、一氧化碳中毒等),因体温调节障碍引起的生理损害、局部组织损坏或死亡(如冻伤、冻死等)。
能量转移理论的另一个重要概念是:在一定条件下,某种形式的能量能否产生人员伤害,除了与能量大小有关以外,还与人体接触能量的时间和频率、能量的集中程度、身体接触能量的部位等有关。
用能量转移的观点分析事故致因的基本方法是:首先确认某个系统内的所有能量源;然后确定可能遭受该能量伤害的人员,伤害的严重程度;进而确定控制该类能量异常或意外转移的方法。
能量转移理论与其他事故致因理论相比,具有两个主要优点:一是把各种能量对人体的伤害归结为伤亡事故的直接原因,从而决定了以对能量源及能量传送装置加以控制作为防止或减少伤害发生的最佳手段这一原则;二是依照该理论建立的对伤亡事故的统计分类,是一种可以全面概括、阐明伤亡事故类型和性质的统计分类方法。
能量转移理论的不足之处是:由于意外转移的机械能(动能和势能)是造成工业伤害的主要能量形式,这就使得按能量转移观点对伤亡事故进行统计分类的方法尽管具有理论上的优越性,然而在实际应用上却存在困难。它的实际应用尚有待于对机械能的分类作更加深入细致的研究,以便对机械能造成的伤害进行分类。
2.应用能量意外转移理论预防伤亡事故
从能量意外转移的观点出发,预防伤亡事故就是防止能量或危险物质的意外释放,从而防止人体与过量的能量或危险物质接触。在工业生产中,经常采用的防止能量意外释放的措施有以下几种:
①用较安全的能源替代危险大的能源。例如:用水力采煤代替爆破采煤;用液压动力代替电力等。
②限制能量。例如:利用安全电压设备;降低设备的运转速度;限制露天爆破装药量等。
③防止能量蓄积。例如:通过良好接地消除静电蓄积;采用通风系统控制易燃易爆气体的浓度等。
④降低能量释放速度。例如:采用减振装置吸收冲击能量;使用防坠落安全网等。
⑤开辟能量异常释放的渠道。例如:给电器安装良好的地线;在压力容器上设置安全阀等。
⑥设置屏障。屏障是一些防止人体与能量接触的物体。屏障的设置有三种形式:第一,屏障被设置在能源上,如机械运动部件的防护罩、电器的外绝缘层、消声器、排风罩等;第二,屏障设置在人与能源之间,如安全围栏、防火门、防爆墙等;第三,由人员佩戴的屏障,即个人防护用品,如安全帽、手套、防护服、口罩等。
⑦从时间和空间上将人与能量隔离。例如:道路交通的信号灯;冲压设备的防护装置等。
⑧设置警告信息。在很多情况下,能量作用于人体之前,并不能被人直接感知到,因此使用各种警告信息是十分必要的,如各种警告标志、声光报警器等。
以上措施往往几种同时使用,以确保安全。此外,这些措施也要尽早使用,做到防患于未然。
(三)基于人体信息处理的人失误事故模型
这类事故理论都有一个基本的观点,即:人失误会导致事故,而人失误的发生是由于人对外界刺激(信息)的反应失误造成的。
1.威格里斯沃思模型
威格里斯沃思在1972年提出,人失误构成了所有类型事故的基础。他把人失误定义为“(人)错误地或不适当地响应一个外界刺激”。他认为:在生产操作过程中,各种各样的信息不断地作用于操作者的感官,给操作者以“刺激”。若操作者能对刺激作出正确的响应,事故就不会发生;反之,如果错误或不恰当地响应了一个刺激(人失误),就有可能出现危险。危险是否会带来伤害事故,则取决于一些随机因素。
威格里斯沃思的事故模型可以用图3—1中的流程关系来表示。该模型绘出了人失误导致事故的一般模型。
2.瑟利模型
瑟利把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段,这两个阶段各自包括一组类似人的信息处理过程,即知觉、认识和行为响应过程。在危险出现阶段,如果人的信息处理的每个环节都正确,危险就能被消除或得到控制;反之,只要任何一个环节出现问题,就会使操作者直接面临危险。在危险释放阶段,如果人的信息处理过程的各个环节都是正确的,则虽然面临着已经显现出来的危险,但仍然可以避免危险释放出来,不会带来伤害或损害:反之,只要任何一个环节出错,危险就会转化成伤害或损害。瑟利模型见图3—2。
由图3—2可以看出,两个阶段具有相类似的信息处理过程,每个过程均可被分解成6个方面的问题。下面以危险出现阶段为例,分别介绍这6个方面问题的含义。
第一个问题:对危险的出现有警告吗?这里警告的意思是指工作环境中是否存在安全运行状态和危险状态之间可被感觉到的差异。如果危险没有带来可被感知的差异,则会使人直接面临该危险。在生产实际中,危险即使存在,也并不一定直接显现出来。这一问题给我们的启示,就是要让不明显的危险状态充分显示出来,这往往要采用一定的技术手段和方法来实现。
第二个问题:感觉到了这警告吗?这个问题有两个方面的含义:一是人的感觉能力如何,如果人的感觉能力差,或者注意力在别处,那么即使有足够明显的警告信号,也可能未被察觉;二是环境对警告信号的“干扰”如何,如果干扰严重,则可能妨碍对危险信息的察觉和接受。根据这个问题得到的启示是:感觉能力存在个体差异,提高感觉能力要依靠经验和训练,同时训练也可以提高操作者抗干扰的能力;在干扰严重的场合,要采用能避开干扰的警告方式(如在噪声大的场所使用光信号或与噪声频率差别较大的声信号)或加大警告信号的强度。
第三个问题:认识到了这警告吗?这个问题问的是操作者在感觉到警告之后,是否理解了警告所包含的意义,即操作者将警告信息与自己头脑中已有的知识进行对比,从而识别出危险的存在。
第四个问题:知道如何避免危险吗?问的是操作者是否具备避免危险的行为响应的知识和技能。为了使这种知识和技能变得完善和系统,从而更有利于采取正确的行动,操作者应该接受相应的训练。
第五个问题:决定要采取行动吗?表面上看,这个问题无庸置疑,既然有危险,当然要采取行动。但在实际情况下,人们的行动是受各种动机中的主导动机驱使的,采取行动回避风险的“避险”动机往往与“趋利”动机(如省时、省力、多挣钱、享乐等)交织在一起。当趋利动机成为主导动机时,尽管认识到危险的存在,并且也知道如何避免危险,但操作者仍然会“心存侥幸”而不采取避险行动。
最后一个问题:能够避免危险吗?问的是操作者在作出采取行动的决定后,是否能迅速、敏捷、正确地作出行动上的反应。
上述六个问题中,前两个问题都是与人对信息的感觉有关的,第3-5个问题是与人的认识有关的,最后一个问题是与人的行为响应有关的。这6个问题涵盖了人的信息处理全过程并且反映了在此过程中有很多发生失误进而导致事故的机会。
瑟利模型适用于描述危险局面出现得较慢,如不及时改正则有可能发生事故的情况。对于描述发展迅速的事故,也有一定的参考价值。
3.劳伦斯模型
劳伦斯在威格里斯沃思和瑟利等人的人失误模型的基础上,通过对南非金矿中发生的事故的研究,于1974年提出了针对金矿企业以人失误为主因的事故模型见图3—3,该模型对一般矿山企业和其他企业中比较复杂的事故情况也普遍适用。
在生产过程中,当危险出现时,往往会产生某种形式的信息,向人们发出警告,如突然出现或不断扩大的裂缝、异常的声响、刺激性的烟气等。这种警告信息叫做初期警告。初期警告还包括各种安全监测设施发出的报警信号。如果没有初期警告就发生了事故,则往往是由于缺乏有效的监测手段,或者是管理人员事先没有提醒人们存在着危险因素,行为人在不知道危险存在的情况下发生的事故,属于管理失误造成的。
在发出了初期警告的情况下,行为人在接受、识别警告,或对警告作出反应等方面的失误都可能导致事故。
当行为人发生对危险估计不足的失误时,如果他还是采取了相应的行动,则仍然有可能避免事故;反之,如果他麻痹大意,既对危险估计不足,又不采取行动,则会导致事故的发生。这里,行为人如果是管理人员或指挥人员,则低估危险的后果将更加严重。
矿山生产作业往往是多人作业、连续作业。行为人在接受了初期警告、识别了警告并正确地估计了危险性之后,除了自己采取恰当的行动避免伤害事故外,还应该向其他人员发出警告,提醒他们采取防止事故的措施。这种警告叫做二次警告。其他人接到二次警告后,也应该按照正确的系列对警告加以响应。
劳伦斯模型适用于类似矿山生产的多人作业生产方式。在这种生产方式下,危险主要来自于自然环境,而人的控制能力相对有限,在许多情况下,人们惟一的对策是迅速撤离危险区域。因此,为了避免发生伤害事故,人们必须及时发现、正确评估危险,并采取恰当的行动。
(四)动态变化理论
世界是在不断运动、变化着的,工业生产过程也在不断变化之中。针对客观世界的变化,我们的安全工作也要随之改进,以适应变化了的情况。如果管理者不能或没有及时地适应变化,则将发生管理失误;操作者不能或没有及时地适应变化,则将发生操作失误。外界条件的变化也会导致机械、设备等的故障,进而导致事故的发生。
1.扰动起源事故理论
本尼尔认为,事故过程包含着一组相继发生的事件。这里,事件是指生产活动中某种发生了的事情,如一次瞬间或重大的情况变化,一次已经被避免的或导致另一事件发生的偶然事件等。因而,可以将生产活动看做是一个自觉或不自觉地指向某种预期的或意外的结果的事件链,它包含生产系统元素间的相互作用和变化着的外界的影响。由事件链组成的正常生产活动,是在一种自动调节的动态平衡中进行的,在事件的稳定运行中向预期的结果发展。
事件的发生必然是某人或某物引起的,如果把引起事件的人或物称为“行为者”,而其动作或运动称为“行为”,则可以用行为者及其行为来描述一个事件。在生产活动中,如果行为者的行为得当,则可以维持事件过程稳定地进行;否则,可能中断生产,甚至造成伤害事故。
生产系统的外界影响是经常变化的,可能偏离正常的或预期的情况。这里称外界影响的变化为“扰动”(Perturbation)。扰动将作用于行为者。产生扰动的事件称为起源事件。
当行为者能够适应不超过其承受能力的扰动时,生产活动可以维持动态平衡而不发生事故。如果其中的一个行为者不能适应这种扰动,则自动平衡过程被破坏,开始一个新的事件过程,即事故过程。该事件过程可能使某一行为者承受不了过量的能量而发生伤害或损害,这些伤害或损害事件可能依次引起其他变化或能量释放,作用于下一个行为者并使其承受过量的能量,发生连续的伤害或损害。当然,如果行为者能够承受冲击而不发生伤害或损害,则事件过程将继续进行。
综上所述,可以将事故看做由事件链中的扰动开始,以伤害或损害为结束的过程。这种事故理论也叫做“P理论”。图4—1为这种理论的示意图。
2.变化一失误理论
约翰逊认为:事故是由意外的能量释放引起的,这种能量释放的发生是由于管理者或操作者没有适应生产过程中物的或人的因素的变化,产生了计划错误或人为失误,从而导致不安全行为或不安全状态,破坏了对能量的屏蔽或控制,即发生了事故,由事故造成生产过程中人员伤亡或财产损失。图4—2为约翰逊的变化一失误理论示意图。
按照变化的观点,变化可引起人失误和物的故障,因此,变化被看做是一种潜在的事故致因,应该被尽早地发现并采取相应的措施。作为安全管理人员,应该对下述的一些变化给予足够的重视:
(1)企业外部社会环境的变化。企业外部社会环境,特别是国家政治或经济方针、政策的变化,对企业的经营理念、管理体制及员工心理等有较大影响,必然也会对安全管理造成影响。例如,从对新中国成立以后全国工业伤害事故发生状况的分析可以发现,在大跃进和“文化大革命”两次大的社会变化时期,企业内部秩序被打乱,伤害事故均大幅度上升。
(2)企业内部的宏观变化和微观变化。宏观变化是指企业总体上的变化,如领导人的变更,经营目标的调整,职工大范围的调整,录用,生产计划的较大改变等。微观变化是指一些具体事物的改变,如供应商的变化,机器设备的工艺调整、维护等。
(3)计划内与计划外的变化.对于有计划进行的变化,应事先进行安全分析并采取安全措施;对于不是计划内的变化,一是要及时发现变化,二是要根据发现的变化采取正确的措施。
(4)实际的变化和潜在的变化。通过检查和观测可以发现实际存在着的变化;潜在的变化却不易发现,往往需要靠经验和分析研究才能发现。
(5)时间的变化。随着时间的流逝,人员对危险的戒备会逐渐松弛,设备、装置性能会逐渐劣化,这些变化与其他方面的变化相互作用,引起新的变化。
(6)技术上的变化。采用新工艺、新技术或开始新工程、新项目时发生的变化,人们由于不熟悉而易发生失误。
(7)人员的变化。这里主要指员工心理、生理上的变化。人的变化往往不易掌握,因素也较复杂,需要认真观察和分析。
(8)劳动组织的变化。当劳动组织发生变化时,可能引起组织过程的混乱,如项目交接不好,造成工作不衔接或配合不良,进而导致操作失误和不安全行为的发生。
(9)操作规程的变化。新规程替换旧规程以后,往往要有一个逐渐适应和习惯的过程。
需要指出的是,在管理实践中,变化是不可避免的,也并不一定都是有害的,关键在于管理是否能够适应客观情况的变化。要及时发现和预测变化,并采取恰当的对策,做到顺应有利的变化,克服不利的变化。
约翰逊认为,事故的发生一般是多重原因造成的,包含着一系列的变化一失误连锁。从管理层次上看,有企业领导的失误,计划人员的失误、监督者的失误及操作者的失误等。该连锁的模型见图4—3。