人机系统的安全分析与评价.ppt

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。,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)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，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=r1r2r3 RH=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