失效学的内涵思考

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内容

一、安全、公共安全的内涵、外延和安全科学与工程学科设置的设想

二、安全生产工作的内涵、属性及其重要性

三、失效分析预测预防和失效学的内涵、与安全生产工作和其它学科发展的关系及其“认识论”

引言

安全是人类生存和发展的基本前提，公共安全是人类社会人与自然、人与人之间和谐、稳定、健康的基本保证，安全生产是公共安全的重要组成部分，它是人类向大自然索取和创造物质财富的基本条件，而失效分析预测预防则是转失败（或失效）为成功（或安全）的关键技术领域。

因此，安全、公共安全、安全生产和失效分析预测预防（失效学）不仅十分重要，而且，它们之间还存在着本质的、内在的联系。本文以“安全、安全生产和失效学的内涵、外延及其相互关系”为题，就如下三个方面进行粗略的讨论。

一安全、公共安全的内涵、外延和安全科学与工程的学科设置设想

（一）安全的内涵和外延

（二）安全科学与工程学科的学科设置构想

（一）安全的内涵和外延

安全的内涵

无危则安，无损则全。“安全”顾名思义，指没有危险，不受威胁，不出事故，没有受伤，完整无损，平安健康。安全的反义词是灾害。灾害是对人类生命、财产和生存条件造成危害性后果的各种变异现象的总称。

从科学的含义上看，“安全”可以认为是一种状态，是指满足人和物不受损伤、身心健康和完整完满的一种环境、物态和状态；

也有人认为，“安全”是一种能力，是指人类对自身利益——包括生命、健康、财产、资源、生存空间（领土、领海、领空）、信息、无形资产、商业机会、传统、文化、社会结构、运行机制和秩序等——的捍卫、维护和控制的能力。

将上述“状态论”和“能力论”相结合，安全是通过“能力”达到的一种“状态”。

安全的外延可分为：

窄义的安全（又可称为传统的安全）

广义的安全（又可称为非传统的安全）

窄义的安全包括国家安全（即国防安全）、社会安全和公共安全。

国家安全是指在国家、民族、领土层面上的安全，侧重于在国家和民族之间的冲突和对抗中捍卫国家利益问题；

社会安全是指社会秩序、运行机制层面的安全，侧重于社会犯罪、破坏和威胁中维护社会利益问题；

公共安全是指不发生公共突发事件的状态和能力。公共突发事件主要有自然灾害、事故灾难、突发公共卫生事件和社会安全事件（如恐怖事件）等。

生产安全是指在生产经营层面上的安全，侧重于对安全生产事故的控制、预警和预防问题。

广义的安全是人类进入21世纪后，由于社会、经济及科学技术的发展引发的新的安全问题，包括环境安全、技术安全、城市安全、经济安全等。

环境安全又可分为生态、人口、资源（能源、土地、水资源、矿产）、气候等相关的安全问题，环境安全的本质是由于经济高速发展引发的人与自然不能和谐发展的问题；

技术安全是指新技术、新产品的出现，包括生物技术、基因技术、新的化工产品及大型工程给人和自然构成的风险和威胁问题；

城市安全是由于城市规模和生产的集约化发展带来的突出的安全问题；

经济安全则是由于世界经济的一体化，使得社会经济的关联性、依赖型和“脆弱”性大大的增加带来的附加的安全问题，例如动力安全（核安全）、信息安全、金融安全等。

公共安全的内涵

公共安全是不发生公共突发事件的状态或能力。

公共突发事件是指突然发生，造成或者可能造成重大人员伤亡、重大财产损失、重大生态环境破坏和对全国或者一个地区的经济社会稳定、政治安定构成重大威胁和损害、有重大社会影响的涉及公共安全的紧急事件。

根据公共突发事件的性质、发生过程和机理，公共突发事件主要可分为自然灾害、事故灾难、突发公共卫生事件和突发社会安全事件等四类。其中，事故灾难是指生产经营单位发生的重大安全事故。安全生产则是指不发生重大生产事故灾难的正面表述。因此，安全生产是公共安全中一个重要组成部分。

（二）安全科学与工程学科的学科设置设想

安全科学与工程学科的设置

在国家技术监督局1992年11月1日的“学科分类与代码”（GB/T13745-92）中，提出了“安全科学技术”（620）作为一级学科的建议，但未被教育部接受。我认为有必要进行进一步的考虑。

对安全科学与工程学科设置的设想

安全科学与工程（一级学科）

1．安全学（灾害物理学，灾害化学，安全系统学等）

2．安全工程（爆炸，火灾和消防，失效学，安全评价，安全检测和仪器等）

3（职业卫生工程）（待定）

4．安全工程管理（安全法学，安全人文学，安全经济学，安全管理学等

（二级学科）

几点认识

安全科学与工程的学科设置拟粗不宜细。基本上分三种类型：一类是偏应用理论基础类的二级学科，即安全学学科，它初步包括灾害物理学、灾害化学、安全系统等三级学科或研究方向；

二类是安全工程类学科，分安全工程和职业卫生工程二个二级学科，其中安全工程中包括爆炸、火灾和消防、失效学、安全评价、安全检测与仪器等，职业卫生工程因与医学类学科交叉，其三级学科或研究方向待定；

四类二级学科是安全工程管理，包括安全法学、安全人文学、安全经济学、安全管理学等三级学科或研究方向。这个建议只是初步的想法，还要经过多方面的讨论和论证。

原则上看，安全科学与工程是政府进行安全生产工作的科学技术基础。这就是说，从根本上看，我们的安全生产工作要依靠安全科学技术水平的提高，要依靠劳动者安全科学技术知识、能力、水平和素质的提高，要依靠全民安全文化、安全伦理、安全意识、安全科学技术理论和知识的提高。这是使我国在不久的将来成为安全生产大国、甚至于成为安全生产强国的治本战略方针。

当前我国已有46个大学设有安全科技和工程专业的本科或大专，每年已有一万名左右的毕业生。已有11044名注册安全工程师执业资质认证人员，工作在安全管理和企业安全工程的第一线，但是一方面是人数少，二是学位层次低，三是人员不稳定；另一方面安全生产的投资少，欠账多，安全硬件严重落后；

第三方面是如何将安全生产提高其科学技术水平，如何提高到依靠劳动者素质上来还缺乏有力的措施，缺乏强有力的制度保证，一些安全生产监督管理的科技意识不强，也缺乏方法和途径，因此，如何开好这次会、提高安全科技规划的水平，对今后我国安全生产形势有至关重要的作用和影响。

二安全生产工作的内涵、属性及其重要性

（1）安全生产的定义或内涵

（2）安全生产工作的属性

（3）安全生产工作的重要性

（一）安全生产的定义或内涵

安全生产工作是对产品（或商品）的

中的

进行达到的

制造（含设计），储运，销售（和）使用

（全过程）??范围

隐患，风险，事故（和）救援

（多类型）??对象

评价，分析，预测（和）预防

（多层次）??内容

健康，安全，可靠（和）优质

（多目标）??目标

监察，监督，管理（和）科技

（全方位）??手段

说明：

安全生产工作是由范围、对象、内容、目标和手段等组成的一个矩阵，矩阵中20个元素是紧密相连的，它们之间用少数几个字相连就成为安全生产工作的定义；

安全生产工作的范围是涉及生产经营活动中产品的制造（含设计）、储运、销售和使用的全过程组成的；

安全生产工作的对象是由安全隐患、安全风险、安全事故和安全救援等多类型分对象所组成的；

安全生产工作的内容是由安全评价、安全分析（或事故分析）、安全预测和安全预防多层次分内容所组成的；

安全生产工作的目标是由职业健康、职业安全、装备（或工具）可靠及产品优质等分目标组成的；

安全生产工作的手段分别由监察、部门（省市）监督、企业管理和有关的科技活动等全方位的手段组成的，而安全科技活动则是上述三层手段的科技依据或重要内涵。因此，安全生产科技是全过程的、多类型的、多层次的、多目标的和多方位的综合交叉的新兴的科技领域。

安全生产工作的定义和内涵体现了“安全第一”、“预防为主”的方针，体现了“以人为本”的精神，体现“安全科学技术是第一生产力”、“要抓安全生产工作，要依靠科学技术进步”、“依靠劳动者的素质的提高上来”的原则，体现了“国家监察、部门（省市）监督、企业管理、群众参与”、“法律依据、科技保障”的工作路线和指导思想。

根据矩阵的特点，可以将安全生产工作的总矩阵分成各种分矩阵，如对“制造安全”就是对产品（或商品）生产制造（含设计）过程

中的

进行达到的

隐患，风险，事故（和）救援

（多类型）??对象

评价，分析，预测（和）预防

（多层次）??内容

健康，安全，可靠（和）优质

（多目标）??目标

监察，监督，管理（和）科技

（全方位）??手段

的分矩阵。

(二)安全生产工作的属性

1、安全生产是人类为其生存和发展向大自然索取和创造物质财富的生产经营活动中一个最重要的基本前提??它具有“基本”的性质；

2、在各种生产经营活动中，安全问题无所不在、无时不有??它具有“绝对”的性质；

3、在人类进化发展的各个历史时期，生产方式和生产水平各不相同，随着生产经营活动的手段、设备和工艺不断地复杂化，安全工作的内容和重点也各不相同??它具有“时代”的性质；

4、在现代，科学技术不断提高和发展，生产经营活动的科技含量不断增长，安全生产工作也将进入高科技、高新科技的范畴??它具有“与时俱进”的性质；

5、安全是系统工程，涉及到自然科学、社会科学，自然科学中涉及各个相关学科??它具有“系统综合”的性质。

（三）安全生产工作的重要性

1、从经济发展的角度：安全生产工作是减少事故损失（负效益）的有效手段，它是国际经济贸易市场准入条件，是循环经济、经济持续健康协调科学发展的重要保证；

2、从社会进步的角度来看：安全生产工作是人民安居乐业的基本保证，它是以人为本（人权）的重要内涵，它是社会稳定，形成和谐社会的重要标志之一；

3、从政治改革的角度来看：安全生产工作是执政为民的重要工作，它是国家政权性质的本质要求，它是“三个代表”的具体体现；

4、从科学技术发展的角度来看：安全生产工作是科学技术发展和综合国力提高的重要体现，是科学技术发展的重要组成部分。

三、失效分析预测预防和失效学的内涵、与安全生产工作和其它学科发展的关系及其“认识论”

（一）失效分析预测预防或失效学的内涵

（二）失效分析预测预防或失效学与安全生产的关系

（三）失效分析预测预防或失效学与其它学科发展的关系

（四）失效分析预测预防或失效学的“认识论”

（一）失效分析预测预防或失效学的内涵

失效分析预测预防的内涵

失效分析预测预防是对产品（或商品）的

中的

进行达到的

制造（含设计），储运，销售（和）使用

（全过程）??范围

隐患，风险，事故（和）救援

（多类型）??对象

评价，（或评定）分析，预测（和）预防

（多层次）??内容

健康，安全，可靠（和）优质

（多目标）??目标

监察，监督，管理（和）科技

（全方位）??手段

可以认为，失效分析预测预防+（救援）+（监察、监督）安全生产工作，或者说，失效分析预测预防是安全生产（对象）工作中的基础性（手段）的技术工作之一。

失效学的内涵

失效学是研究产品（或商品）失效的

达到的

诊断，预测和预防

范围

方法，技术和理论

内容

补救，控制和根治

目标

失效学体系雏型

失效学

（一）失效诊断学

1．模式诊断

2．原因诊断

3．机理诊断

（二）失效预测学

1．安全状况预测??状态诊断和安全评定

2．寿命预测??剩余寿命预测和安全寿命预测

3．可靠性预测

（三）失效预防学

1．失效工程预防

2．失效设计和制造

3．数据库，案例库和专家智能系统

可以认为，失效学是失效分析预测预防的深化和提高，是它的应用理论基础，并已成为安全科学与工程学科中重要分支学科之一。

（二）失效分析预测预防或失效学与安全生产的关系

它们的属性相同或相似都具有“基本”的性质

安全生产

安全是人类为其生存和发展向大自然索取和创造物质财富的生产经营活动中一个最重要的基本前提，??它具有“基本”性质；

失效分析预测预防

失效是人们的主观认识与客观事物相互脱离的结果，失效分析预测预防是人们深化客观事物认识的知识源泉，??它具有“基本”性质

都具有“绝对”的性质

安全生产

在生产经营活动中，安全问题无所不在，无时不有，??它具有“绝对”性质；

失效分析预测预防

人的认识是有限的，而客观世界中无限的，因此失效是绝对的，安全是相对的，??它具有“绝对”性质；

都具有“时代”的性质

安全生产

在人类进化发展的各个历史时期，生产方式和生产水平不同。随着生产经营活动的手段、设备和工艺不断复杂，安全工作的内容和重点也各不相同，??它具有“时代”性质；

失效分析预测预防

随着科学技术的发展，特别是安全科学技术的发展失效分析预测预防的内容、重点、技术和方法也有所不同，??它具有“时代”性质；

都具有“与时俱进”的性质

安全生产

在现代，科学技术不断提高和发展，生产经营活动的科技含量不断增长，安全工作也将进入高科技的范畴，??它具有“与时俱进”性质。

失效分析预测预防

科学技术是第一生产力，高科技的发展己成为国民经济和国防科技发展的主要关健和依托，高科技的发展更需要失效分析预测预防技术的进一步强化，并将失效分析预测预防列入高科技领域，??它具有“与时俱进”性质。

都具有“系统综合”的性质

安全生产工作是系统工程，失效分析预测预防是多学科交叉综合的新兴分支学科

它们的地位和作用相似或相近

在社会生活上的地位和作用相似或相近

安全生产

是社会稳定、文明的重要因素

是保障和促进社会经济持续健康发展的重要保证；

是体现和提高社会文明与进步的重要标志；

是全面建设和实现小康社会宏伟目标的本质内涵。

失效分析预测预防

是促进安全、保护生产力的有效武器；

是贯彻“安全第一”、“预防为主”方针的一项重要工作；

是保证社会安定、经济持续发展的重要保证；

是社会生义市场经济体制优越性的重要体现。

在经济和管理上的地位和作用相似或相近

安全生产

是减少负效益（增加正效益）的必由之路

是安居乐业的重要前提

是经济发展良性循环的重要指标

是打破和通过国际经济贸易中“绿色壁垒”或“技术性贸易壁垒”市场准入条件的必不可少的“通行证”。

失效分析预测预防

是防止失效事故的再发生、减少经济或人员伤亡的必由之路；

是对国内外经济纠纷进行仲裁或判决、索赔的科学技术依据；

是创建优质名牌产品、提高产品的质量和更新换代的重要途径；

是为各级领导提供反馈和进行技术经济规划和决策的重要参考依据。

在工程技术上的地位和作用相似或相近

安全生产

是国家科技水平的综合体现

是国家安全科学技术理论、技术、工程和产业协调发展的重要结果。

失效分析预测预防

是机电产品维修工作的技术基础和前提条件；

是可靠性工程的基础技术工作之一；

是发展和完善安全工程技术的重要实践基础；

是修改和完善产品和技术标准的科学实践依据。

安全生产

是在科技进步上的地位和作用相似或相近

发展和完善安全科学技术的重要组成部分；

是反映和提高国家综合国力和国际声誉的重要体现；

失效分析预测预防

是认识客观世界事物本质的重要知识源泉；

是发展新学科、新理论、新材料、新工艺、新方法的重要窗口和“产婆”；

是发展科学技术，包括发展高科技的不可避免的机遇和挑战；

是从失败入手着眼于成功和发展的科技领域；是从过去入手着眼于未来和进步的科技领域；可以认为是科技是第一生产力中最活跃的因素之一。

（三）失效分析预测预防与其他学科发展的关系

断裂事故和断裂学科的发展

疲劳断裂事故和疲劳断裂学科的发展

航空空难事故和航空器的发展

失效分析预测预防和结构材料的发展

失效分析预测预防和机械设计方法的发展

航空空难事故和航空器的发展

廿世纪三十年代英国蛾式歼击机的9次大速度空中解体事故→飞机在亚音速时机翼的颤振问题的突破

廿世纪四十年代，超声速飞机的空中解体事故→突破了超音速时的“音障”问题

廿世纪七十年代，美国707-300型客机水平尾翼的折断事故→发展了飞机的损伤容限设计新概念

世界各国的航空航天器是在不断出现事故中发展起来的。没有早年的失败和对失败事故的分析研究，也就没有今日的成功和航空航天事业的发展。

失效分析预测预防和材料学科的发展

严寒地区构件的冷脆断裂à耐寒钢

海洋平台构件焊接热影响区的层裂àZ向钢

石油和天然气管道的脆裂à低碳针状铁素体和微珠光体高强度钢

化工设备构件的晶间腐蚀断裂à“超低间隙元素”的铁素体不锈钢

宇航构件的脆裂和超重à高强高韧材料：包括复合材料、陶瓷材料等

失效分析预测预防和机械设计方法的发展

静强度设计方法

动强度设计方法

断裂力学设计方法

损伤容限设计方法

耐久性设计方法

可靠性设计方法

失败是成功之母，失效分析预测预防是转失败为成功的关键

因此，重视失效学这一分支学科的发展，有意识地运用它已有的成就来分析、解决和攻克相关领域中的失效（失败、故障）问题，是人们走上成功、科技发展少做弯路的捷径之一。

（四）失效分析预测预防的“认识论”

失效是绝对的，安全是相对的

从人类认识客观世界的历史长河来说，人的认识是有限的，而客观世界是无限的。失效是人们的主观认识与客观事物相互脱离的结果，失效发生与否是不为人们的主观意志为转移的，因此，失效是绝对的，而安全则是相对的。

失效分析是人们深化客观事物认识的知识源泉

失效分析是人们认识客观物理本质和规律的逆向思维探索，是对正向思维研究的不可缺少的重要补充，是变失效（失败）为安全（成功）的基本关键，是人们深化客观事物认识的知识源泉。

安全科学与工程发展史、人类的科技发展史是人们与广义的“失效”作斗争的历史

失效分析、改进提高、再失效分析研究、再提高发展，如此往复循环、螺旋上升、发展飞跃，就是人类科学技术发展历史，乃至于社会发展历史的全过程，因此，广义地说，安全科学与工程的发展史、人类的科学技术发展史、社会发展史就是与广义“失效”不断作斗争，变失效（失败）为安全（成功）的历史。

应进一步强化对失效分析预测预防的研究和应用

当今，科学技术是第一生产力，高科技的发展已成为国民经济和国防科技发展的主要关键和依托，而高科技的发展也依赖于高科技发展中的失效分析预测和预防，因此，高科技的发展更需要失效分析预测预防技术的进一步强化，并将“大型机械装备重大事故的失效分析预测预防”的关键技术研究列入“十一五”计划和中长期公共安全科技发展规划中。

结束语

鉴于安全的内涵及其外延不断的深化和扩大，安全的概念成为一个动态的、发展的、带有关键性、全局性、长期性和战略性的问题。安全应与资源、人口和环境一样应成为国家的一项基本国策。

安全不再是人类被动的追求的目标状态，而成为将对经济、社会和政治发展起反转的促进作用的重要因素。安全与社会经济发展之间的关系越来越紧密、依赖和互为制约，因此与安全有关的安全文化、安全科学、安全技术、安全管理、安全经济、安全伦理等也将应运而生和蓬勃发展。

安全生产是公共安全中的重要组成部分。它具有“基本”、“绝对”、“时代”、“与时俱进”和“系统综合”的性质，它对经济发展、社会进步、政治改革和科学技术发展等方面有重要的作用。

失效学是一门交叉、综合新兴的分支学科，它与安全生产的属性和作用上具有相同或相似性，它是转失效（失败）为安全（成功）的关键，它与其他学科的发展有密切的关系。因此，将“大型机械装备重大事故分析预测预防的关键技术研究”课题列入“十一五”计划和公共安全科技发展规划中。