第五章人機系統(tǒng)可靠性-2

安全人機工程學(xué)主講鄭重E_mail:46896257@安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課程1第6章人機系統(tǒng)的可靠性

內(nèi)容提要

6.1可靠性的概念6.2可靠性度量6.3人的可靠性6.4機的可靠性6.5人機系統(tǒng)的可靠性

6.6提高人機系統(tǒng)的可靠性的途徑

2第6章人機系統(tǒng)的可靠性6.3人的可靠性31、影響人的可靠性的因素1)生理因素2)心理因素3)管理因素4)環(huán)境因素5)個人因素6)社會因素7)操作因素8)大腦的意識水平第三節(jié)人的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性42、人為失誤分析人為失誤是在規(guī)定時間內(nèi)和規(guī)定條件下，沒有完成分配的功能。第三節(jié)人的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性5（1）失誤類型1)沒有執(zhí)行分配給他的功能2)執(zhí)行了沒有分配給他的功能3)錯誤地執(zhí)行了分配給他的功能4)按錯誤的程序或錯誤的時間執(zhí)行了分配給他的功能第三節(jié)人的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性2、人為失誤分析6（2）失誤種類1)設(shè)計失誤2)制造失誤3)組裝失誤4)檢驗失誤5)維修保養(yǎng)不正確6)操作失誤7)管理失誤（1）失誤類型第三節(jié)人的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性2、人為失誤分析7（3）失誤后果人為失誤的后果可歸納為五種情況：①失誤對系統(tǒng)未發(fā)生影響②失誤對系統(tǒng)有潛在的影響；③推遲了作業(yè)進程；④失誤造成事故，但系統(tǒng)可修復(fù)；⑤失誤導(dǎo)致重大事故，造成機毀人亡，系統(tǒng)失效。（2）失誤種類（1）失誤類型第三節(jié)人的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性2、人為失誤分析8（4）失誤原因1）設(shè)計原因2）操作原因3）管理原因（2）失誤種類（1）失誤類型第三節(jié)人的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性2、人為失誤分析（3）失誤后果9第6章人機系統(tǒng)的可靠性6.4機械的可靠性10一、機械安全的定義及特性(一)機械安全定義

機械安全是指機器在按使用說明書規(guī)定的預(yù)定使用條件下，執(zhí)行其功能和在對其進行運輸、安裝、調(diào)試、運行、維修、拆卸和處理時對操作者不發(fā)生損傷或危害其健康的能力。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性11一、機械安全的定義及特性(二)機械安全的特性1、系統(tǒng)性2、防護性3、友善性4、整體性第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性12二、人機系統(tǒng)常見的事故及其原因(一)常見的事故1、卷入和擠壓：主要來自旋轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)零部件。2、碰撞和撞擊：主要來自直線運動的零部件和飛來物或墜落物。3、接觸傷害：主要是指人體某一部分接觸到運動或靜止機械的尖角、棱角、銳邊、粗糙度表面等發(fā)生的劃傷或割傷的機械傷害和接觸到過冷過熱及絕緣不良的導(dǎo)電體而發(fā)生凍傷、燙傷及觸電等傷害事故。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性13二、人機系統(tǒng)常見的事故及其原因(二)事故原因1、機械設(shè)備存在先天性潛在缺陷2、設(shè)備磨損或老化3、人的不安全行為第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性14三、機械設(shè)備故障診斷技術(shù)(一)機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型故障診斷是研究機械設(shè)備運行狀態(tài)變化的信息，進而識別、預(yù)測和監(jiān)視機械運行狀態(tài)的技術(shù)方法。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性圖故障診斷的基本模型15三、機械設(shè)備故障診斷技術(shù)(二)故障診斷的基本流程及實施步驟故障診斷包括診斷文檔建立和診斷實施兩大部分。診斷實施過程是故障診斷的中心工作。分為4個基本步驟：1、信號檢測；2、特征提??；3、狀態(tài)識別；4、診斷決策第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性圖故障診斷的基本方法16三、機械設(shè)備故障診斷技術(shù)1、振動信號的檢測與分析2、油液分析技術(shù)3、溫度檢測及紅外線監(jiān)測技術(shù)4、超聲探傷技術(shù)5、表面缺陷探傷技術(shù)(三)故障診斷技術(shù)與狀態(tài)監(jiān)測第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性17四、可靠性定義及其度量指標(一)可靠性定義(二)可靠性度量指標1、可靠度2、故障率

產(chǎn)品失效過程分為以下三個階段：(1)早期故障期；(2)偶發(fā)故障期；(3)磨損故障期。3、平均壽命(或平均無故障工作時間)第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性18四、可靠性定義及其度量指標4、維修度：是指維修產(chǎn)品故障后，在規(guī)定條件(備件儲備、維修工具、維修方法及維修技術(shù)水平等)和規(guī)定時間內(nèi)能修復(fù)的概率。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性19維修性與可靠性指標對比可靠性維修性累積分布

密度分布率兩種狀態(tài)中停留時間(平均）四、可靠性定義及其度量指標4、維修度第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性20四、可靠性定義及其度量指標5、有效度：對維修產(chǎn)品，在規(guī)定的條件下使用，在規(guī)定維修條件下修理，在規(guī)定的時間內(nèi)具有或維持其規(guī)定功能處于正常狀態(tài)的概率。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性21五、系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性預(yù)計產(chǎn)品的可靠性預(yù)計是根據(jù)零組部件的可靠性數(shù)據(jù)來預(yù)算產(chǎn)品的可靠性指標?？煽啃灶A(yù)計的目的是為可靠性設(shè)計選擇最佳設(shè)計方案提供可靠依據(jù)。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性22(一)串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計

串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性表示系統(tǒng)中所有單元均正常時，系統(tǒng)才能正常工作。例如一個串聯(lián)系統(tǒng)：五、系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性預(yù)計第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性23(二)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計并聯(lián)系統(tǒng)可靠性表示系統(tǒng)中只要有一個單元能正常工作，系統(tǒng)就能正常工作、所以并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為：各個單元是相互獨立的，不可靠度分別為并聯(lián)系統(tǒng)的不可靠度為Fs，則例如：一個并聯(lián)系統(tǒng)：五、系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性預(yù)計24例某系統(tǒng)的可靠性框圖如圖：1234567已知：R1=0.90，R2=0.92，R3=0.91，R4=0.86，R5=0.85，R6=0.88，R7=0.95，試計算該系統(tǒng)的可靠度大小。25六、機械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計要點(一)確定零件合理的安全系數(shù)(二)儲備設(shè)計(冗余設(shè)計)(三)耐環(huán)境設(shè)計(四)簡單化和標準化設(shè)計(五)提高結(jié)合部的可靠性(六)結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(七)設(shè)置齊全的安全裝置(八)人機界面設(shè)計(熟悉)第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性26七、維修性設(shè)計(一)維修及維修性維修是指使產(chǎn)品保持在正常使用和運行狀態(tài)，以及為排除故障或缺陷所采取的一切措施。維修性是指對故障產(chǎn)品修復(fù)的難易程度。維修性設(shè)計是指產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計師從維修的觀點出發(fā)，保證當(dāng)產(chǎn)品一旦出故障，能容易地發(fā)現(xiàn)故障，易拆、易檢修、易安裝，即可維修度要高。第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性27(二)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的維修性設(shè)計1、可達性可達性是指檢修人員接近產(chǎn)品故障部位進行檢查、修理操作、插入工具和更換零件等維修作業(yè)的難易程度?？蛇_性設(shè)計應(yīng)從以下3方面考慮：(1)安裝場所的可達性。(2)設(shè)備外部的可達性。(3)設(shè)備內(nèi)部的可達性。2、零組部件的標準化與互換性3、維修人員的安全(三)可靠性設(shè)計與維修性設(shè)計的關(guān)系七、維修性設(shè)計第四節(jié)機械的可靠性第6章人機系統(tǒng)的可靠性28第6章人機系統(tǒng)的可靠性6.5人機系統(tǒng)的可靠性29一、人機信息及能量交換系統(tǒng)模型第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性30二、人機系統(tǒng)1、“機宜人”2、“人適機”第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性31三、人機功能分配(一)人在人機系統(tǒng)中的主要功能1、傳感功能。2、信息處理功能。3、操縱功能。第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性(二)人機特性的比較(三)人機功能分配原則32四、人機系統(tǒng)可靠性計算(一)系統(tǒng)中人的可靠度計算1、人的基本可靠度：系統(tǒng)不因人體差錯發(fā)生功能降低和故障時人的成功概率，稱為人的基本可靠度。

r=a?a?a?式中a?——輸入可靠度；

a?——判斷可靠度；

a?——輸出可靠度。第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性33(一)系統(tǒng)中人的可靠度計算1、人的基本可靠度：(1)連續(xù)作業(yè)：在作業(yè)時間內(nèi)連續(xù)進行監(jiān)視和操縱的作業(yè)。(2)間歇性作業(yè)：在作業(yè)時間內(nèi)不連續(xù)地觀察和作業(yè)。四、人機系統(tǒng)可靠性計算第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性34四、人機系統(tǒng)可靠性計算(一)系統(tǒng)中人的可靠度計算1、人的基本可靠度：2、人的作業(yè)可靠度：考慮了外部環(huán)境因素的人的可靠度。

Rн=1–b?b?b?b?b?(1–r)式中：b?—作業(yè)時間系數(shù)；

b?—作業(yè)操作頻率系數(shù)；

b?—作業(yè)危險度系數(shù)；

b?—作業(yè)生理和心理條件系數(shù)；

b?—作業(yè)環(huán)境條件系數(shù)；

(1–r)—作業(yè)的基本失效概率或基本不可靠度。第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性35四、人機系統(tǒng)可靠性計算(一)系統(tǒng)中人的可靠度計算(二)人機系統(tǒng)的可靠度計算人機系統(tǒng)組成的串聯(lián)系統(tǒng)可按下式表達：

RR=R?Rм式中：RR——人機系統(tǒng)可靠度；

R?—人的操作可靠度；

Rм—機器設(shè)備可靠度。人機系統(tǒng)可靠度采用并聯(lián)方法來提高。第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性36五、人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則1、系統(tǒng)的整體可靠性原則2、高可靠性組成單元要素原則3、具有安全系數(shù)的設(shè)計原則4、高可靠性方式原則5、標準化原則6、高維修度原則7、事先進行試驗和進行評價的原則第五節(jié)人機系統(tǒng)的可靠度計算第6章人機系統(tǒng)的可靠性37五、人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則8、預(yù)測和預(yù)防的原則9、人機工程學(xué)