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多米诺骨牌模型为什么不能解释现在系统中的组件之间的关系或现在的事故发生机制

已有 3213 次阅读 2019-1-12 20:06 |系统分类:科研笔记

多米诺骨牌模型自从1931年被Heinrich用作描述事故发生机制以来,影响了随后50年的事故致因模式的解释和建模。但是,随着系统复杂性的提升,众所周知,多米诺骨牌模型已经不能满足现在系统的对事故解释的需求,虽后出现了流行病模型(例如瑞士奶酪模型)和系统性事故模型(例如,STAMP和FRAM)。


但是,一个模型不能解释现在系统中事故致因关系及事故发生模式,只是单单应“随着系统复杂性的增加”来解释这样的不适用,未免让大家感到困惑。正如,傅贵教授在2013年的《安全管理学:事故预防的行为控制方法》所提到的“常听到一些管理人员说管理不到位、安全监管不到位,实际上都不确切知道是哪里‘不到位’才是导致了事故的发生,对事故原因,事实上没有明确阐述”,因此,我们在针对多米诺骨牌模型也不能简单的一句复杂性就解释一切,我们还需要有一定的“格物致知”的态度。


这里面其实是包含两个问题的:第一,多米诺骨牌到底诠释的是怎样的事故发生内涵;第二,我们的系统到底发生了怎样的变化?


针对第一个问题,其实我们并不难解释。多米诺骨牌的游戏展示了一系列的连锁反应与一个必然性。连锁反应表明是一旦一块骨牌倒下,接下来会影响到一系列骨牌的稳定性;必然性表示,当一个骨牌倒下,必然会导致其后续骨牌的一连串的倒下。当在整个多米诺骨牌游戏的本真假设中,如果第一个骨牌不倒下,则整个系统将持续稳定下去;一旦第一块倒下,后续的必然会倒下。

所以,用这个影响情况进行系统事故发生机理的阐述。现的是事故一定是一系列事件的顺序发生的结果,而且链中前继事故的发生必然会导致后继事故的发生,而且一直传递至事故的发生。这也是FTA、FMEA及贝叶斯网络的立论基础。存在联锁反应及反应的必然性。


那让我们看看我们系统到底发生了什么,导致这样的假设和事实的不匹配。我们知道,从工业革命之后,大机器的出现和普遍应用,丰富了我们系统的结构。但是,系统依然以机械结构为基础。机械结构有着天然的物理特性的约束,细节上通常只是一对一的传递和影响。这就很符合多米诺骨牌的骨牌与骨牌之间的影响关系。而且机械系统越简单,其系统的状态空间越有限,实际应用后发生设计方案错误造成的事故的可能性越小。而且,机械结构的物理特性的链接关系是一个紧耦合的链接关系,一旦一个环节出现问题,其影响必定传递到下一个环节,产生级联效应。这些都是符合多米诺骨牌的发展模式的。

但是,随着新技术的应用,造成系统复杂度的提高。这里的新技术表现在两个方面。第一,真正的科技技术的发明与应用,比如晶体管的应用、半导体组成的集成电路的应用、基于集成电路的软件密集型系统的应用等;第二,就是人们在以往系统的应用经验的基础上提取的新的设计实现方案。

第一种新技术的应用,给系统功能与结构带来的是革命性的改变,造成了系统的一个组件能力的提升,可以同时完成多个任务或者多个任务的任务片段。这就造成组件之间的链接再也不是简单的机械系统的顺序链接模式,而是根据系统功能需求形成了一定的网状结构。样的组合方式致使,组件的故障的来源产生了丰富性和循环性,例如在一个功能实现过程中组件A是B的前继执行者,但是在另一个功能中组件A可能成为B的后继执行者。所以,组件的故障模式的传递及影响就不再是简单的线性的因果关系。这就直接打破了多米诺骨牌中的顺序或链式的影响模式。第二种新技术的应用,人们将会在一个组件的设计中将其链接组件的已知故障模式的影响的对策涉及在内,典型的就是软件的防止无效输入的设计,这就直接在现在系统中已经存在了打破顺序或链式模型的功能所存在。在这样的系统中,不再是找新的漏洞那么简单,预防已知故障的同时,可能防止了紧急情况下的应急措施的实施,比如某些系统中必须要求某个信号稳定一定时间才可进行下一步操作,如果这期间发生紧急情况需要打断这样的等待采取其他的应急措施时,有可能也会被认为无效操作进行屏蔽。更为具体的例子就是人体器官移植中受体自身免疫力对外来器官的天然排异反应。因此,这样的系统,我们也不能用多米诺骨牌模型进行分析,需要更加复杂的模型进行分析。


综上所述,系统的复杂性体现的新的特性造成了多米诺骨牌模型不再适用主要体现在现在系统单个组件身负“多职”,并且往往已经有了一定的“防御”能力所存在,但是“防御性”也可能是破坏性的来源。



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