基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法的組織可靠性分析教學(xué)課件(29張)

1、基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法的組織可靠性分析第1頁，共31頁?？蚣?、引言2、核電站組織因素分析3、基于BN的組織可靠性分析4、案例5、總結(jié)第2頁，共31頁。1、引言對于核電廠而言，安全是核電存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著核電廠技術(shù)水平的不斷提高，核電廠技術(shù)系統(tǒng)安全的主要關(guān)注點(diǎn)已由硬件失效和個(gè)體人因失誤轉(zhuǎn)移到組織管理領(lǐng)域的潛在失效。2011年3月11日，日本福島核泄漏事故，眾多專家將其事故主要原因之一歸結(jié)于人因組織管理失誤導(dǎo)致。第3頁，共31頁。2、核電站組織因素分析根據(jù)組織因素選擇標(biāo)準(zhǔn)和核電廠人因事件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 對某核電廠2000-2003年發(fā)生的71件人因事件報(bào)告(2000年22件，2001年21件，2002

2、年17件，2003年11件)進(jìn)行分析。事件/事故的根原因可追溯到組織因素。因?yàn)樵O(shè)備失效和人誤引起的事件/事故，除自身因素之外，其可靠性都受組織因素的影響，如不充分的培訓(xùn)容易引起操作失誤，不充分的維護(hù)會(huì)影響硬件的可靠性。對人因事件的發(fā)生起主要貢獻(xiàn)的組織因素包括培訓(xùn)(頻數(shù)為30)、監(jiān)管(頻數(shù)為33)、員工的知識(shí)/能力/經(jīng)驗(yàn)要求(頻數(shù)為31)、安全態(tài)度(頻數(shù)為20)。因此，對核電站組織因素進(jìn)行合理分類研究，對分析事故根原因有重要作用。第4頁，共31頁?；谌艘蚴д`因果模型的組織因素分類組織/系統(tǒng)或組件的交互是通過“一線”人員(如操縱員,維修人員)的行為進(jìn)行的,一線人員處于特定的情境環(huán)境中,其行為受各

3、種組織因素和狀態(tài)因素的影響。即組織因素的影響關(guān)系是通過人的行為活動(dòng)關(guān)聯(lián)的。由此，依據(jù)人因事故模型系統(tǒng)理論（reason模型）建立一種組織 “結(jié)構(gòu)-行為”人因失誤因果模型, 其中共包括4個(gè)子模型,即組織子模型、情境狀態(tài)子模型、個(gè)體因素子模型以及人因失誤子模型。第5頁，共31頁。（1）組織子模型組織因素子模型共分為8類,即組織的目標(biāo)和戰(zhàn)略、組織結(jié)構(gòu)、組織管理、交流培訓(xùn)、規(guī)程、組織資源和組織文化。第6頁，共31頁。（2）情境狀態(tài)子模型在狀態(tài)子模型中,人的操作行為都是在特定的場景(scenario)中執(zhí)行,由于技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化程度的提高,在像核電廠這種復(fù)雜的高風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)中,操縱員的主要任務(wù)表現(xiàn)為認(rèn)知任

4、務(wù),主要包括:監(jiān)控和發(fā)覺;狀態(tài)評價(jià);響應(yīng)計(jì)劃;響應(yīng)執(zhí)行。因此，狀態(tài)因素分為4類,即技術(shù)系統(tǒng)、人機(jī)界面,工作環(huán)境和任務(wù)。第7頁，共31頁。（3）個(gè)體因素子模型在個(gè)體因素子模型中,操縱員的可靠性除了受到情境環(huán)境因素的影響之外,還受自身內(nèi)在因素的影響,并且這些因素與情境環(huán)境有著復(fù)雜的作用關(guān)系,是直接導(dǎo)致人因失誤的觸發(fā)層。即受情境環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生個(gè)體的生理、心理、素質(zhì)等因素失衡，而導(dǎo)致人的認(rèn)知和行為失誤。個(gè)體因素主要包括心理狀態(tài)、生理狀態(tài),記憶中的信息以及人的素質(zhì)和能力等4類，且相互影響。第8頁，共31頁。（4）人因失誤子模型人的認(rèn)知過程采用“認(rèn)知域”,將其分為5部分：感知，注意，記憶，解釋、決策

5、制定和計(jì)劃，執(zhí)行。首先在感知認(rèn)知域，操縱員觀察系統(tǒng)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常狀態(tài)，對狀態(tài)進(jìn)行假設(shè),通過對觀察到的信息分析與狀態(tài)假設(shè)進(jìn)行比較,匹配,需進(jìn)行檢測(驗(yàn)證)以達(dá)到對異常狀態(tài)的確認(rèn)。然后在問題解決認(rèn)知域(或診斷階段),可能包括以下認(rèn)知行為:對發(fā)覺的異常狀態(tài)進(jìn)行解釋或評估,尋找產(chǎn)生異常狀態(tài)的原因,根據(jù)設(shè)立的一套標(biāo)準(zhǔn),選擇解決問題所需達(dá)到的目標(biāo),選擇執(zhí)行程序或策略,形成執(zhí)行計(jì)劃或行為序列。最后,就是行為執(zhí)行。第9頁，共31頁。模型簡化第10頁，共31頁。3、基于BN的組織可靠性分析基于概率推理的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(Bayesian network)是為了解決不定性和不完整性問題而提出的，是Bayes方法的擴(kuò)

6、展。能定性和定量描述變量之間的依賴關(guān)系，是目前不確定性知識(shí)表達(dá)和推理領(lǐng)域最有效的理論模型之一。因此，BN成為處理不確定性問題的有力工具，特別是在風(fēng)險(xiǎn)和可靠性分析中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。 第11頁，共31頁。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造原理給定一個(gè)聯(lián)合概率分布 p(X1,X2,Xn)以及變量的一個(gè)排序d。將 X1作為根結(jié)點(diǎn)開始， 并賦予 X1以先驗(yàn)概率分布 p(X1）。然后用一結(jié)點(diǎn)表示 X2，如果 X1 與 X2 有關(guān)， 從 X1到 X2建立一聯(lián)結(jié)，并用p(X1|X2）表示聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。如果 X2與 X1 無關(guān)， 則賦予 X2以先驗(yàn)概率分布 p(X2）。在第 i級從 Xi的父結(jié)點(diǎn)集合 Pai(Pai X1,X2,Xi

7、-1) 畫一組方向線聯(lián)結(jié)到 Xi ,并用p(Xi| Pai) 條件概率定量表示,結(jié)果可以得到一個(gè)有向非循環(huán)圖,可用于表示p(X1,X2,Xn) 中所體現(xiàn)的許多獨(dú)立關(guān)系,該圖就稱作貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。第12頁，共31頁。分析程序?qū)⑷艘蚴д`因果模型與BN相結(jié)合，建立一種基于BN整合組織管理因素的人的可靠性分析方法，分析程序包括：（1）識(shí)別出特定情境下的人因失誤與組織錯(cuò)誤、情境狀態(tài)錯(cuò)誤、個(gè)體觸發(fā)層因素之間的關(guān)系，構(gòu)建BN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（2）基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)以及人因可靠性數(shù)據(jù)或?qū)＜以u估確定根節(jié)點(diǎn)變量的先驗(yàn)概率和條件概率。第13頁，共31頁。（3）進(jìn)行貝葉斯推理計(jì)算，并對結(jié)果進(jìn)行分析。主要進(jìn)行因果推理和診斷推

8、理。BN的推理原理是基于貝葉斯概率理論，推理過程實(shí)質(zhì)上就是概率計(jì)算過程。主要根據(jù)下列3個(gè)方程進(jìn)行概率推理計(jì)算：聯(lián)合概率pX1,X2,Xn:p(X1,X2,Xn)=p(U)= p(Xi| Pai) ,i=1,n (1) Xi的邊緣概率：假設(shè)已知證據(jù)e，條件概率：其中， Pai為變量Xi父節(jié)點(diǎn)的集合；Xi表示第i個(gè)變量。第14頁，共31頁。4、案例：核電廠中的輔助給水系統(tǒng)某個(gè)閥門泄漏維修的組織可靠性分析構(gòu)建BN模型考慮組織管理因素影響的維修人員操作可靠性模型。依據(jù)組織 “結(jié)構(gòu)-行為”人因失誤因果模型, 分為四個(gè)層次：組織錯(cuò)誤層、情境狀態(tài)錯(cuò)誤層、個(gè)體因素交互與觸發(fā)層以及人因失誤層。第15頁，共31頁

9、。如圖所示:第16頁，共31頁。評估變量的先驗(yàn)和條件概率 在建立閥門維修人員的BN模型之后，要求該領(lǐng)域的專家和有經(jīng)驗(yàn)的維修人員對各個(gè)變量的先驗(yàn)概率和條件概率賦值。假設(shè)每個(gè)變量都有3種狀態(tài)（節(jié)點(diǎn)”人的可靠性”只有2種狀態(tài)），給出每個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)下的概率。各個(gè)根節(jié)點(diǎn)變量的狀態(tài)等級水平及概率分布見表1.第17頁，共31頁。第18頁，共31頁。中間變量“工作負(fù)荷（Lw）”條件概率第19頁，共31頁。因果推理原因推知結(jié)論由頂向下的推理目的是由原因推導(dǎo)出結(jié)果已知一定的原因(證據(jù))使用Bayes網(wǎng)絡(luò)的推理計(jì)算，求出在該原因的情況下結(jié)果發(fā)生的概率根據(jù)變量的先驗(yàn)概率和條件概率，使用BN推理，計(jì)算任務(wù)設(shè)計(jì)和操作規(guī)程引

10、起“工作負(fù)荷”處于“低”、“中”、“高”狀態(tài)的概率分布。如下:根據(jù)式（2）邊緣概率分布公式有：第20頁，共31頁。“工作負(fù)荷”處于低狀態(tài)的概率分布計(jì)算過程第21頁，共31頁。代入數(shù)據(jù)得：P(Lw=Lw,1)=0.6766；同理計(jì)算得：P(Lw=Lw,2)=0.2221；P(Lw=Lw,3)=0.1013。同理可計(jì)算得到其他節(jié)點(diǎn)變量的概率分布。最終計(jì)算得到人的可靠性為：HR1=0.735047,則人的失誤概率為：HR2=1-HR1=0.264953第22頁，共31頁。如果在給定情境狀態(tài)為：任務(wù)設(shè)計(jì)所處的狀態(tài)為“合理的”；操作程序所處的狀態(tài)為“合適的”；工作環(huán)境為“充分的”；培訓(xùn)為“充分的”；人員

11、配置為“合適的”；可用時(shí)間確定為“充分的”以及外來干擾時(shí)間為“沒有”，則通過計(jì)算推理得到在該情境下，維修人員的可靠性為：HR1=0.936781，則人的失誤概率為：HR2=0.063219。同理可算出其他狀態(tài)下的人的可靠性概率值。第23頁，共31頁。診斷推理診斷推理是由結(jié)論推知原因，一種自下向上的推理過程，目的是在已知結(jié)果時(shí)，找出產(chǎn)生該結(jié)果的各種原因的可能性。已知發(fā)生了某些結(jié)果，根據(jù)BN計(jì)算，得到造成該結(jié)果發(fā)生的原因和發(fā)生的后驗(yàn)概率。仍以各根節(jié)點(diǎn)的“最差狀態(tài)”為例，假設(shè)已發(fā)生維修失誤，利用貝葉斯法則計(jì)算出相應(yīng)的后驗(yàn)概率：第24頁，共31頁。P(DT=DT,1|HR=HR,2) =P(DT=DT

12、,1,HR=HR,2)= P(DT=DT,1) P(HR=HR,2|DT=DT,1) =0.0285688 P(HR=HR,2) =0.264953所以： P(DT=DT,1|HR=HR,2)=0.107826P(DT=DT,1,HR=HR,2)P(HR=HR,2)第25頁，共31頁。同理可得其他根節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)概率，如表所示：第26頁，共31頁。由表可知，當(dāng)發(fā)生維修失誤，可用時(shí)間不充分、培訓(xùn)不充分以及人員配置不合理的發(fā)生概率有了很大的變化（分別提高了1139.309%、52.2936%、與42.907%）。這表明節(jié)點(diǎn)“人的可靠性”對節(jié)點(diǎn)“可用時(shí)間”、“培訓(xùn)”以及“人員配置”很敏感，這些節(jié)點(diǎn)的微小

13、波動(dòng),可能對人的可靠性影響很大。因此，為了避免維修失誤，應(yīng)給維修人員足夠的維修時(shí)間，加強(qiáng)培訓(xùn)，提高操作員的知識(shí)、技能，以及合理安排經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)行維修是至關(guān)重要的。第27頁，共31頁。5、總結(jié)（1）本文用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法而不是故障樹分析法來計(jì)算可靠性。是因?yàn)楣收蠘浞治龇ㄐ枰舷录壥录g具有明確的因果關(guān)系，而貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法是通過計(jì)算概率大小來描述其因果關(guān)系的強(qiáng)弱。適用于許多復(fù)雜系統(tǒng)。（2）研究表明，利用BN能很好地模擬組織因素、情境狀態(tài)因素、個(gè)體因素之間的關(guān)系以及各因素之間的內(nèi)部影響關(guān)系。并且，在給定變量證據(jù)的條件下，利用其因果推理和診斷推理原理能分別計(jì)算人的可靠性數(shù)值，以及能識(shí)別最有可能引起人因

14、失誤的原因，為預(yù)防人因失誤的發(fā)生提供決策支持。第28頁，共31頁。Thats all!Thank you!第29頁，共31頁。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而是你努力的不夠多。2、孤單一人的時(shí)間使自己變得優(yōu)秀，給來的人一個(gè)驚喜，也給自己一個(gè)好的交代。3、命運(yùn)給你一個(gè)比別人低的起點(diǎn)是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個(gè)絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!4、心中沒有過分的貪求，自然苦就少?？诶锊徽f多余的話，自然禍就少。腹內(nèi)的食物能減少，自然病就少。思緒中沒有過分欲，自然憂就少。大悲是無淚的，同樣大悟無言。緣來盡量要惜，緣盡就放。人生本來就空，對人家笑笑，對自己笑笑，笑著

15、看天下，看日出日落，花謝花開，豈不自在，哪里來的塵埃!5、心情就像衣服，臟了就拿去洗洗，曬曬，陽光自然就會(huì)蔓延開來。陽光那么好，何必自尋煩惱，過好每一個(gè)當(dāng)下，一萬個(gè)美麗的未來抵不過一個(gè)溫暖的現(xiàn)在。6、無論你正遭遇著什么，你都要從落魄中站起來重振旗鼓，要繼續(xù)保持熱忱，要繼續(xù)保持微笑，就像從未受傷過一樣。7、生命的美麗，永遠(yuǎn)展現(xiàn)在她的進(jìn)取之中;就像大樹的美麗，是展現(xiàn)在它負(fù)勢向上高聳入云的蓬勃生機(jī)中;像雄鷹的美麗，是展現(xiàn)在它搏風(fēng)擊雨如蒼天之魂的翱翔中;像江河的美麗，是展現(xiàn)在它波濤洶涌一瀉千里的奔流中。8、有些事，不可避免地發(fā)生，陰晴圓缺皆有規(guī)律，我們只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地

16、付出，就能慢慢改變它的軌跡。9、與其埋怨世界，不如改變自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都強(qiáng)。人生無完美，曲折亦風(fēng)景。別把失去看得過重，放棄是另一種擁有;不要經(jīng)常艷羨他人，人做到了，心悟到了，相信屬于你的風(fēng)景就在下一個(gè)拐彎處。10、有些事想開了，你就會(huì)明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎樣，最后收拾殘局的還是要靠你自己。11、人生的某些障礙，你是逃不掉的。與其費(fèi)盡周折繞過去，不如勇敢地攀登，或許這會(huì)鑄就你人生的高點(diǎn)。12、有些壓力總是得自己扛過去，說出來就成了充滿負(fù)能量的抱怨。尋求安慰也無濟(jì)于事，還徒增了別人的煩惱。13、認(rèn)識(shí)到我們的所見所聞都是假象

17、，認(rèn)識(shí)到此生都是虛幻，我們才能真正認(rèn)識(shí)到佛法的真相。錢多了會(huì)壓死你，你承受得了嗎?帶，帶不走，放，放不下。時(shí)時(shí)刻刻發(fā)悲心，饒益眾生為他人。14、夢想總是跑在我的前面。努力追尋它們，為了那一瞬間的同步，這就是動(dòng)人的生命奇跡。15、懶惰不會(huì)讓你一下子跌倒，但會(huì)在不知不覺中減少你的收獲;勤奮也不會(huì)讓你一夜成功，但會(huì)在不知不覺中積累你的成果。人生需要挑戰(zhàn)，更需要堅(jiān)持和勤奮!16、人生在世：可以缺錢，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盜名;可以低落，但不能墮落;可以放松，但不能放縱;可以虛榮，但不能虛偽;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪蕩;可以生氣，但不能生

18、事。17、人生沒有筆直路，當(dāng)你感到迷茫、失落時(shí)，找?guī)撞窟@種充滿正能量的電影，坐下來靜靜欣賞，去發(fā)現(xiàn)生命中真正重要的東西。18、在人生的舞臺(tái)上，當(dāng)有人愿意在臺(tái)下陪你度過無數(shù)個(gè)沒有未來的夜時(shí)，你就更想展現(xiàn)精彩絕倫的自己。但愿每個(gè)被努力支撐的靈魂能吸引更多的人同行。第30頁，共31頁。1、想要體面生活，又覺得打拼辛苦；想要健康身體，又無法堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)。人最失敗的，莫過于對自己不負(fù)責(zé)任，連答應(yīng)自己的事都辦不到，又何必抱怨這個(gè)世界都和你作對？人生的道理很簡單，你想要什么，就去付出足夠的努力。2、時(shí)間是最公平的，活一天就擁有24小時(shí)，差別只是珍惜。你若不相信努力和時(shí)光，時(shí)光一定第一個(gè)辜負(fù)你。有夢想就立刻行動(dòng)，

19、因?yàn)楝F(xiàn)在過的每一天，都是余生中最年輕的一天。3、無論正在經(jīng)歷什么，都請不要輕言放棄，因?yàn)閺膩頉]有一種堅(jiān)持會(huì)被辜負(fù)。誰的人生不是荊棘前行，生活從來不會(huì)一蹴而就，也不會(huì)永遠(yuǎn)安穩(wěn)，只要努力，就能做獨(dú)一無二平凡可貴的自己。4、努力本就是年輕人應(yīng)有的狀態(tài)，是件充實(shí)且美好的事，可一旦有了表演的成分，就會(huì)顯得廉價(jià)，努力，不該是為了朋友圈多獲得幾個(gè)贊，不該是每次長篇贅述后的自我感動(dòng)，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不過是：但行好事，莫問前程。愿努力，成就更好的你！5、付出努力卻沒能實(shí)現(xiàn)的夢想，愛了很久卻沒能在一起的人，活得用力卻平淡寂寞的青春，遺憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔軟的心智、讓我們懂得累積時(shí)

20、間的力量；那些孤獨(dú)沉寂的時(shí)光，讓我們學(xué)會(huì)守候內(nèi)心的平和與堅(jiān)定。那些脆弱的不完美，都會(huì)在努力和堅(jiān)持下，改變模樣。6、人生中總會(huì)有一段艱難的路，需要自己獨(dú)自走完，沒人幫助，沒人陪伴，不必畏懼，昂頭走過去就是了，經(jīng)歷所有的挫折與磨難，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，自己遠(yuǎn)比想象中要強(qiáng)大得多。多走彎路，才會(huì)找到捷徑，經(jīng)歷也是人生，修煉一顆強(qiáng)大的內(nèi)心，做更好的自己！7、“一定要成功”這種內(nèi)在的推動(dòng)力是我們生命中最神奇最有趣的東西。一個(gè)人要做成大事，絕不能缺少這種力量，因?yàn)檫@種力量能夠驅(qū)動(dòng)人不停地提高自己的能力。一個(gè)人只有先在心里肯定自己，相信自己，才能成就自己！8、人生的旅途中，最清晰的腳印，往往印在最泥濘的路上，所以，別畏懼暫時(shí)的困頓，即使無人鼓掌，也要全情投入，優(yōu)雅堅(jiān)持。真正改變命運(yùn)的，并不是等來的機(jī)遇，而是我們的態(tài)度。9、這世上沒有所謂的天才，也沒有不勞而獲的回報(bào)，你所看到的每個(gè)光鮮人物，其背后都付出了令人震驚的努力。請相信，你的潛力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有爆發(fā)出來，不要給自己的人生設(shè)限，你自以為的極限，只是別人的起點(diǎn)。寫給渴望突破瓶頸、實(shí)現(xiàn)快速跨越的你。10、生活中，有人給予幫助，那是幸運(yùn)，沒人給予幫助，那是命運(yùn)。我們要學(xué)會(huì)在幸運(yùn)青睞自己的時(shí)候?qū)W會(huì)感恩，在命運(yùn)磨練自