人机系统的安全分析与评价.ppt

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1、8 人机系统的安全分析与评价,可靠性：系统、设备、元件等在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性研究对象为人、机和环境3个方面。人的可靠性会直接影响人机系统的可靠性，起主导作用机的可靠性可评价机的性能好坏，为人机系统可靠性提供了必要的物质条件环境的可靠性会影响系统的可靠性人机系统的可靠性取决于组成的各子系统的可靠性。,可靠性：系统、设备、元件等在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。包含5个要素：对象、功能、条件、时间、概率。,对象,人的可靠性：人完成任务的成功概率，或者说人在完成任务中不失误的能力机的可靠性：人所操纵或使用的各种机器、设备、机构、工具等的可靠程度环境

2、的可靠性：完成规定的环境功能的能力，或者说维持环境性能稳定的能力,规定的条件,一、把人作为可靠性研究对象时，规定 的条件即为环境条件和机械状态，规定的功能即指人要完成的规定任务二、把机作为可靠性研究对象时，规定的条件即为环境条件和人的状态与行为，规定功能即为机械的性能指标和技术要求三、把环境作为可靠性研究对象时，规定的条件即为机的状态和人的行为，规定的功能即为环境应达到的指标要求,规定的时间,机械的可靠性随时间的推移而下降，人的可靠性随工作时间的延长而降低。可靠性的质量指标是时间；在评价可靠性时，必须指明多长时间内的可靠性。时间可以是时间的计量单位，还可以是周期、次数、行驶里程数等。,规定的功

3、能,“规定的功能”是表征能实现任务的各性能指标。如不能实现规定的功能，则是出现丧失某些功能的故障。,能力,可靠性是用以度量“完成规定功能”的可能性的大小，从数学观点看表示的是一种概率。可靠度是表征可靠性大小的特征量，在客观上是用概率来表示的，即可靠度是指研究对象完成规定功能的概率或不发生故障的概率。,8.2.1 人的可靠性,对人的可靠性分析及研究，重在减少和防止人的失误，从而将人的失误概率降低到人机系统可接受的最小限度，进而提高人机系统的安全性。,生理因素 如体力、耐久力、疾病、饥渴、对环境因素承受能力的限度等；大脑的意识水平影响 心理因素 因感觉灵敏度变化引起反应速度变化，因某种刺激导致心理

4、特性波动，如情绪低落、发呆或惊慌失措等觉醒水平变化；管理因素 如不正确的指令，不恰当的指导，人际关系不融洽，工作岗位不称心等；,影响人的可靠性的因素,环境因素 对新环境和作业不适应，由于温度、气压、供氧、照明等环境条件的变化不符合要求，以及振动和噪声的影响，引起操作者生理、心理上的不舒适 个人素质 训练程度、经验多少、操作熟练程度、技术水平高低、责任心强弱等；社会因素 家庭不和、人际关系不协调；操作因素 操作的连续性、操作的反复性、操作时间的长短、操作速度、频率及灵活性等。大脑的意识水平：醉酒、清醒等,人失误分析,人失误：在规定的时间内和规定的条件下，人没有完成分配给他的功能。据统计，由于人失

5、误导致事故占有相当大的比例（70%80%），必须重视和认真研究人在作业中容易发生差错的原因，找出防止失误的措施，提高人机系统的安全性。,人失误表现,1)没有执行分配给他的功能2)执行了没有分配给他的功能3)错误地执行了分配给他的功能4)按错误的程序或错误的时间执行分配给他的任务,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失误6)操作人失误7)管理人失误,如不恰当的人机功能分配，没按安全人机工程原理设计，载荷拟定不当，计算用的数学模型错误，选用材料不当，机构或结构形式不妥，计算差错，经验参数选择不当，显示装置与控制器装置距离太远，使操作感到不便等。

6、,间隔：一步太小，两步太大,此房如何住？此公交路牌如何看？,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失误6)操作人失误7)管理人失误,如使用不合适的工具，采用了不合格的零件或错误的材料，不合理的加工工艺，加工环境与使用环境相差较大，作业场所或车间配置不当，没有按设计要求进行制造等。,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失误6)操作人失误7)管理人失误,如错装零件，装错位置，调整错误，接错电线等。,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失误6

7、)操作人失误7)管理人失误,如安装了不符合要求的材料、不合格配件及不合理的工艺方法，或允许有违反安全工程要求的情况存在等。,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失误6)操作人失误7)管理人失误,如设备的维修和保养方法不正确等。,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失误6)操作人失误7)管理人失误,操作中除使用程序差错、使用工具不当、记忆或注意失误外，主要是信息的确认、解释、判断和操作动作的失误。,人失误类型,1)设计人失误 2)制造人失误3)组装人失误4)检验人失误5)设备的维修保养人失

8、误6)操作人失误7)管理人失误,如管理出现松懈现象。,人失误原因,1）设计原因2）操作原因3）管理原因,设计机器时，对人机结合面的设计没有很好地进行安全人机工程学研究，致使机器系统本身潜在着操作失误的可能性。如由于显示和操纵控制装置不符合安全人机工程要求，不适宜人的生理心理及人体生物力学特性，产生错觉（视错觉、听错觉、触错觉等）失误；操纵不便，易产生作业疲劳；作业环境恶劣，如空间不足，温湿度不适，照明不足，振动及噪声过大等，这些都是诱发人产生失误的因素。,人失误原因,1）设计原因2）操作原因3）管理原因,由于操作者本身的因素，不能与机器系统协调而导致失误。这里包括人的不稳定因素，如疲劳、体质差

9、等生理因素和注意力不集中、情绪不稳定、单调等心理因素，使大脑觉醒水平下降；人的技术素质较低，缺乏实践经验；由于训练不足，操作技术不熟练；对设备或工具的性能、特点掌握不充分等。,人失误原因,1）设计原因2）操作原因3）管理原因,安全管理不当也是产生失误的原因之一。如计划不周，决策错误；操作规程不健全，作业管理混乱，相互配合不好；监督检查不力；要求不当；信息传达错误；劳动组织不严密；安全教育、培训措施不力等。,失误后果,人为失误的后果，取决于人失误的程度及机械安全系统的功能。其失误后果可归纳为五种情况：人失误对系统未发生影响，因为发生失误时作了及时纠正，或由于机械的可靠性高，具有较完善的安全设施，

10、如冲床上的双按钮开关；人失误对系统有潜在的影响，如削弱了系统的过载能力，但暂时没导致事故发生；为纠正人失误，须修正工作程序，推迟了作业进程；人失误造成事故，产生机械损坏或人员受伤，但系统可修复；人失误导致重大事故发生，造成机毁人亡，系统失效。,1、简单人机系统可靠度的计算,日本的井口雅一提出人的可靠度r 取决于信息输入、信息处理、信息输出三个阶段的基本可靠度r1、r2、r3，还受作业时间b、操作频率c、危险程度d、生理心理因素e和环境因素f 的影响（不可靠度）r=r1r2r3RH=1-bcdef(1-r),8.2.3 人机系统的可靠性,1）人-机-环境系统的可靠性人机系统的可靠度是由人的可靠度、机的可靠度和环境可靠度3部分组成，并可根据不同的系统模型求得。一般情况下，可将系统看作串联系统，考虑环境因素的人机系统的可靠度为：Rs=R人R机R环=RHRMRE,2）人-机系统的可靠性(1)将环境作为干扰因素，而且环境是符合指标要求的，则认为环境可靠度为1，则人-机系统的可靠度为Rs=R人R机=RHRM,采用冗余技术是提高系统可靠性的有效方法,