首頁 / 地方三等 職業安全衛生考古題 / 民國110年 地方三等 職業安全衛生 安全工程 民國110年 地方三等 職業安全衛生 安全工程考古題
民國110年 地方三等 職業安全衛生 安全工程收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
試解釋下列各名詞之意涵，並請各舉一個實例說明之。（每小題5 分，共25 分）
餘備（Redundancy）
多樣性（Diversity）
防愚（Fool-Proof）
失靈安全（Fail-Safe）
本質較安全（Inherently Safer）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、餘備（Redundancy）：指系統中刻意增設多餘的元件、通道或能力，使單一元件失效時系統仍能維持應有功能，可分為主動餘備（active redundancy，併聯同時運轉）與待機餘備（stand-by redundancy，一運轉一待機）。實例：石化廠關鍵壓縮機設置兩台各100%容量，一運轉一備用；醫院手術室採雙迴路供電，任一回線故障仍可持續供電。 二、多樣性（Diversity）：指同一安全功能以不同原理、不同廠牌、不同軟體或不同實體途徑達成，用以避免共同失效（common cause failure），常與餘備併用。實例：核電廠反應器跳脫系統採用不同感測原理（壓力與中子通量）及不同廠牌邏輯控制器；緊急照明同時採用蓄電池與柴油發電機兩種電源。 三、防愚（Fool-Proof）：又稱防呆，源自日文ポカヨケ（poka-yoke），指經由設計使錯誤不可能發生，或一旦發生即被立即察覺，不依賴人員警覺與訓練。實例：三孔插頭以極性與孔徑差異防止誤插；化學品桶採不同口徑接頭避免錯接；衝壓機採雙手同時操作按鈕，單手無法啟動。 四、失靈安全（Fail-Safe）：指元件或系統失效時能自動導向安全狀態，如斷電即停止、洩壓或開啟，可分失效安全（fail-safe）與失效仍可運轉（fail-operational）兩型。實例：鍋爐安全閥超壓自動洩放；電磁閥斷電即關閉切斷燃料；緊急停止按鈕採常閉接點，斷線即跳脫。 五、本質較安全（Inherently Safer）：由Kletz提出，主張從源頭消除危害而非事後控制，四原則為最小化（minimize）、取代（substitute）、緩和（moderate）與簡化（simplify）。實例：以低毒性溶劑取代苯；減少製程滯留量與管徑；改採低溫低壓操作；以連續製程取代批次反應，降低失控風險。
系統可靠度方塊圖如下：請問系統可靠度如何？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、判讀與假設：可靠度方塊圖（Reliability Block Diagram, RBD）須先確認方塊連結邏輯，串聯代表全部元件正常系統才正常，並聯代表任一正常即可。基本假設為各元件相互獨立、可靠度為定值、僅有正常與失效二態、方塊圖與功能邏輯一致。若各元件可靠度均為0.9，即可依結構逐層代入。 二、串聯結構：系統可靠度Rs=∏Ri=0.9ⁿ。n=2得0.81，n=3得0.729，n=4得0.6561。顯示串聯環節越多可靠度越低，故設計上應減少串聯元件數，或對 weakest link 加強防護。 三、並聯結構：系統可靠度Rp=1-∏(1-Ri)=1-0.1ⁿ。n=2得0.99，n=3得0.999，n=4得0.9999。並聯可大幅提升可靠度，但須注意共同失效（common cause failure）與共用電源、共用控制器的耦合問題。 四、混合結構化簡步驟：由內而外，先計算並聯子系統之等效可靠度，再與串聯元件相乘；或以最小徑集（minimal path set）／最小切集（minimal cut set）法，以布林代數展開處理含共用元件之非獨立情形。若含待機備援，須引進切換器可靠度Rsw，公式為R=R1+(1-R1)·Rsw·R2，或採馬可夫狀態法求解。 五、判定與結論：作答時應先重繪方塊圖、標示元件編號、逐層化簡，並明確寫出所用假設與公式。惟本題未附方塊圖之連結關係與元件數量，題目資料缺漏，無法得出唯一數值，僅能以通式表示；若補足圖形，依上述步驟即可求得單一可靠度數值。
（註：每個元件的可靠度均為0.9）
請舉例說明並比較安全工程（Safety Engineering ）與工程安全
（Engineering Safety）兩者間的差異與彼此的關係？（10 分）
請舉例說明並比較並聯（parallel）與備援（stand-by）兩者間的差異及
彼此的關係？（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、安全工程（Safety Engineering）：以工程科學為基礎，運用危害辨識、風險評估、失效分析與防護設計等技術，消除或控制系統危害的專業學科，核心在「以工程手段解決安全問題」。實例：以HAZOP、FMEA、事件樹分析評估製程風險；計算洩壓閥尺寸；依爆炸下限規劃可燃氣偵測器佈點。 二、工程安全（Engineering Safety）：指工程全生命週期（規劃、設計、施工、製造、運轉、維護、拆除）中，為確保人員、設備與環境免於危害所設定之目標、管理制度與作為，強調「工程本身即是安全的」，屬目的與管理層面。實例：營造工程安全衛生管理計畫、設計階段安全考量（Design for Safety）、施工風險評估與每日查驗。 三、差異與關係：安全工程偏手段、技術與量化分析，可由專業技師執行；工程安全偏目的、制度與流程，須由業主與專案團隊共同承擔。兩者為一體兩面、相輔相成：安全工程提供工具，工程安全提供應用場域與規範要求；無安全工程則工程安全流於口號，無工程安全框架則技術成果難以落實，實務上以職業安全衛生法等法規為介面結合。 四、並聯與備援之意義：並聯（parallel）指兩個以上元件同時運轉、共同分擔負載，任一失效其餘仍可承擔，屬主動餘備，可靠度Rp=1-(1-R)ⁿ，如雙冷卻水泵同時運轉。備援（stand-by）指一組運轉、其餘待機，於主元件失效後經偵測與切換接替，屬被動餘備，可靠度R=R1+(1-R1)·Rsw·R2，如柴油發電機於市電中斷後啟動。 五、比較與關係：並聯切換時間近乎零、可靠度高，但同時耗能、磨耗大且有共同失效風險；備援節能、磨耗小、可維護，但存在切換延遲、啟動失敗與隱藏失效（hidden failure），須定期測試且切換器可靠度成為瓶頸。兩者同屬餘備策略，目的均在提升可用度，實務常併用，如雙泵並聯運轉再加柴油泵備援。
請說明除塵裝置與廢氣處理裝置等二種空氣清淨裝置的作用原理。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、除塵裝置作用原理：利用重力、慣性、離心力、攔截、擴散、靜電與篩濾等力量，將粉塵自氣流中分離。依機制可分機械式（重力沉降室、慣性除塵器、旋風分離器）、濕式（洗滌塔、文氏管洗滌器）、濾材式（袋式集塵器）與靜電式（電袋、電除塵器）四大類。 二、機械式與濕式：重力沉降室降低流速使粗粒沉降，適用粒徑大於50μm；旋風分離器使氣流旋轉產生離心力，粉塵甩向壁面落下，可處理10μm以上；濕式洗滌器以水滴、水膜或泡沫捕捉粉塵，兼可降溫並去除部分水溶性氣態污染物，惟會產生廢水需處理。 三、濾材式與靜電式：袋式集塵器藉濾布表面形成之粉餅層，以篩濾、攔截、擴散與靜電作用捕集細粉塵，效率可達99%以上，須以脈衝清灰並注意溫度與結露；靜電除塵器以電暈放電使粉塵帶電，再由集塵板吸附並以振打落灰，壓損低、適合大風量，惟對高比電阻粉塵效率下降。 四、廢氣處理裝置作用原理：針對氣態污染物，主要有吸收（absorption，氣液接觸溶入液相或起化學反應，如鹼液洗滌塔去除SO₂、HCl）、吸附（adsorption，以活性碳之多孔表面物理或化學吸附揮發性有機物）、燃燒（thermal/catalytic oxidation，於高溫或觸媒下氧化為CO₂與H₂O）、冷凝（condensation，降溫使高濃度有機蒸氣液化回收）及生物處理（生物濾床以微生物分解）。 五、選擇與限制：應依污染物形態（粒狀或氣狀）、粒徑與濃度、風量、溫度、腐蝕性、法規排放標準及副產物處理成本綜合選用，常採組合式設計，如旋風分離器加袋式集塵器再加活性碳吸附。各裝置均有壓損、能耗、二次污染（廢水、廢棄吸附材、燃燒NOx）等限制，須併同操作維護與監測計畫整體考量。