人機(jī)系統(tǒng)的安全分析與評價(jià)PPT課件

1、8.1 人機(jī)系統(tǒng)的安全性與可靠性 8.3人機(jī)系統(tǒng)的 安全分析與評價(jià) 8.2 人機(jī)系統(tǒng)的 可靠性 可靠性：系統(tǒng)、設(shè)備、元件等在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 可靠性研究對象為人、機(jī)和環(huán)境3個(gè)方面。 人的可靠性會(huì)直接影響人機(jī)系統(tǒng)的可靠性，起主導(dǎo)作用 機(jī)的可靠性可評價(jià)機(jī)的性能好壞，為人機(jī)系統(tǒng)可靠性提供了必 要的物質(zhì)條件 環(huán)境的可靠性會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性取決于組成的各子系統(tǒng)的可靠性。 可靠性：系統(tǒng)、設(shè)備、元件等在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 包含5個(gè)要素：對象、功能、條件、時(shí)間、概率。 對象 人的可靠性：人完成任務(wù)的成功概率，或者說人在完成任務(wù)中

2、不失誤的能力 機(jī)的可靠性：人所操縱或使用的各種機(jī)器、設(shè)備、機(jī)構(gòu)、工具等的可靠程度 環(huán)境的可靠性：完成規(guī)定的環(huán)境功能的能力，或者說維持環(huán)境性能穩(wěn)定的能力 規(guī)定的條件 一、把人作為可靠性研究對象時(shí)，規(guī)定 的條件即為環(huán)境條件和機(jī)械狀態(tài)，規(guī)定的功能即指人要完成的規(guī)定任 務(wù) 二、把機(jī)作為可靠性研究對象時(shí)，規(guī)定的條件即為環(huán)境條件和人的狀態(tài)與行為，規(guī)定功能即為機(jī)械的性能指 標(biāo)和技術(shù)要求 三、把環(huán)境作為可靠性研究對象時(shí)，規(guī)定的條件即為機(jī)的狀態(tài)和人的行為，規(guī)定的功能即為環(huán)境應(yīng)達(dá)到的指 標(biāo)要求 規(guī)定的時(shí)間 機(jī)械的可靠性隨時(shí)間的推移而下降，人的可靠性隨工作時(shí)間的延長而降低。 可靠性的質(zhì)量指標(biāo)是時(shí)間；在評價(jià)可靠性時(shí)，

3、必須指明多長時(shí)間內(nèi)的可靠性。 時(shí)間可以是時(shí)間的計(jì)量單位，還可以是周期、次數(shù)、行駛里程數(shù)等。 規(guī)定的功能 “規(guī)定的功能”是表征能實(shí)現(xiàn)任務(wù)的各性能指標(biāo)。 如不能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能，則是出現(xiàn)喪失某些功能的故障。 能力 可靠性是用以度量“完成規(guī)定功能”的可能性的大小，從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)看表示的是一種概率。 可靠度是表征可靠性大小的特征量，在客觀上是用概率來表示的，即 可靠度是指研究對象完成規(guī)定功能的概率或不發(fā)生故障的概率。 8.2.1 人的可靠性 對人的可靠性分析及研究，重在減少和防止人的失誤，從而將人的失誤概率降低到人機(jī)系統(tǒng)可接受的最小 限度，進(jìn)而提高人機(jī)系統(tǒng)的安全性。 生理因素生理因素 如體力、耐久力、疾病、

4、饑渴、對環(huán)境因素承受能力如體力、耐久力、疾病、饑渴、對環(huán)境因素承受能力 的限度等；大腦的意識水平影響的限度等；大腦的意識水平影響 心理因素心理因素 因感覺靈敏度變化引起反應(yīng)速度變化，因某種刺激導(dǎo)因感覺靈敏度變化引起反應(yīng)速度變化，因某種刺激導(dǎo) 致心理特性波動(dòng)，如情緒低落、發(fā)呆或驚慌失措等覺醒水致心理特性波動(dòng)，如情緒低落、發(fā)呆或驚慌失措等覺醒水 平變化；平變化； 管理因素管理因素 如不正確的指令，不恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，人際關(guān)系不融洽，工如不正確的指令，不恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，人際關(guān)系不融洽，工 作崗位不稱心等；作崗位不稱心等； 影響人的可靠性的因素 環(huán)境因素環(huán)境因素 對新環(huán)境和作業(yè)不適應(yīng)，由于溫度、氣壓、供氧、照明

5、等環(huán)境對新環(huán)境和作業(yè)不適應(yīng)，由于溫度、氣壓、供氧、照明等環(huán)境 條件的變化不符合要求，以及振動(dòng)和噪聲的影響，引起操作者生條件的變化不符合要求，以及振動(dòng)和噪聲的影響，引起操作者生 理、心理上的不舒適理、心理上的不舒適 個(gè)人素質(zhì)個(gè)人素質(zhì) 訓(xùn)練程度、經(jīng)驗(yàn)多少、操作熟練程度、技術(shù)水平高低、責(zé)任心強(qiáng)訓(xùn)練程度、經(jīng)驗(yàn)多少、操作熟練程度、技術(shù)水平高低、責(zé)任心強(qiáng) 弱等；弱等； 社會(huì)因素社會(huì)因素 家庭不和、人際關(guān)系不協(xié)調(diào)；家庭不和、人際關(guān)系不協(xié)調(diào)； 操作因素操作因素 操作的連續(xù)性、操作的反復(fù)性、操作時(shí)間的長短、操作速度、操作的連續(xù)性、操作的反復(fù)性、操作時(shí)間的長短、操作速度、 頻率及靈活性等。頻率及靈活性等。 大腦的

6、意識水平大腦的意識水平：醉酒、清醒等：醉酒、清醒等 人失誤分析 人失誤：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的條件下，人沒有完成分配給他的功能。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于人失誤導(dǎo)致事故占有相當(dāng)大的比例（70%80%），必須重視和認(rèn)真研究人在作業(yè)中容易發(fā) 生差錯(cuò)的原因，找出防止失誤的措施，提高人機(jī)系統(tǒng)的安全性。 人失誤表現(xiàn) 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(cuò)誤地執(zhí)行了分配給他的功能 4)按錯(cuò)誤的程序或錯(cuò)誤的時(shí)間執(zhí)行分配給他的任務(wù) 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如不恰當(dāng)?shù)娜藱C(jī)功能分配，沒按安

7、全人機(jī)工程原理設(shè)計(jì)，載荷擬定不 當(dāng)，計(jì)算用的數(shù)學(xué)模型錯(cuò)誤，選用 材料不當(dāng)，機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)形式不妥， 計(jì)算差錯(cuò)，經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選擇不當(dāng)，顯 示裝置與控制器裝置距離太遠(yuǎn)，使 操作感到不便等。 間隔：一步太小，兩步太大 此房如何??？ 此公交路牌如何看？ 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如使用不合適的工具，采用了不合 格的零件或錯(cuò)誤的材料，不合理的 加工工藝，加工環(huán)境與使用環(huán)境相 差較大，作業(yè)場所或車間配置不當(dāng)， 沒有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制造等。 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人

8、失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如錯(cuò)裝零件，裝錯(cuò)位置，調(diào)整錯(cuò)誤， 接錯(cuò)電線等。 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如安裝了不符合要求的材料、不合 格配件及不合理的工藝方法，或允 許有違反安全工程要求的情況存在 等。 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如設(shè)備的維修和保養(yǎng)方 法不正確等。 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)

9、備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 操作中除使用程序差錯(cuò)、使用工具 不當(dāng)、記憶或注意失誤外，主要是 信息的確認(rèn)、解釋、判斷和操作動(dòng) 作的失誤。 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如管理出現(xiàn)松懈現(xiàn)象。 人失誤原因 1）設(shè)計(jì)原因 2）操作原因 3）管理原因設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，對人機(jī)結(jié)合面的設(shè)計(jì)沒有很好地 進(jìn)行安全人機(jī)工程學(xué)研究，致使機(jī)器系統(tǒng)本身 潛在著操作失誤的可能性。如由于顯示和操縱 控制裝置不符合安全人機(jī)工程要求，不適宜人 的生理心理及人體生物力學(xué)特性，產(chǎn)生錯(cuò)覺 （視錯(cuò)覺、聽錯(cuò)覺、觸錯(cuò)覺

10、等）失誤；操縱不 便，易產(chǎn)生作業(yè)疲勞；作業(yè)環(huán)境惡劣，如空間 不足，溫濕度不適，照明不足，振動(dòng)及噪聲過 大等，這些都是誘發(fā)人產(chǎn)生失誤的因素。 人失誤原因 1）設(shè)計(jì)原因 2）操作原因 3）管理原因由于操作者本身的因素，不能與機(jī)器系統(tǒng)協(xié)調(diào) 而導(dǎo)致失誤。 這里包括 人的不穩(wěn)定因素，如疲勞、體質(zhì)差等生理因素 和注意力不集中、情緒不穩(wěn)定、單調(diào)等心理因 素，使大腦覺醒水平下降； 人的技術(shù)素質(zhì)較低，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；由于訓(xùn)練 不足，操作技術(shù)不熟練；對設(shè)備或工具的性能、 特點(diǎn)掌握不充分等。 人失誤原因 1）設(shè)計(jì)原因 2）操作原因 3）管理原因安全管理不當(dāng)也是產(chǎn)生失誤的原因之一。 如計(jì)劃不周，決策錯(cuò)誤；操作規(guī)程不健全

11、，作 業(yè)管理混亂，相互配合不好；監(jiān)督檢查不力； 要求不當(dāng)；信息傳達(dá)錯(cuò)誤；勞動(dòng)組織不嚴(yán)密； 安全教育、培訓(xùn)措施不力等。 失誤后果 人為失誤的后果，取決于人失誤的程度及機(jī)械安全系統(tǒng)的功能。其失誤 后果可歸納為五種情況： 人失誤對系統(tǒng)未發(fā)生影響，因?yàn)榘l(fā)生失誤時(shí)作了及時(shí)糾正，或由于機(jī) 械的可靠性高，具有較完善的安全設(shè)施，如沖床上的雙按鈕開關(guān)； 人失誤對系統(tǒng)有潛在的影響，如削弱了系統(tǒng)的過載能力，但暫時(shí)沒導(dǎo) 致事故發(fā)生； 為糾正人失誤，須修正工作程序，推遲了作業(yè)進(jìn)程； 人失誤造成事故，產(chǎn)生機(jī)械損壞或人員受傷，但系統(tǒng)可修復(fù)； 人失誤導(dǎo)致重大事故發(fā)生，造成機(jī)毀人亡，系統(tǒng)失效。 1、簡單人機(jī)系統(tǒng)可靠度的計(jì)算 日

12、本的井口雅一提出人的可靠度r 取決于信息輸入、信息處理、信息輸出三個(gè)階段的基本可靠度r1、r2、r3， 還受作業(yè)時(shí)間b、操作頻率c、危險(xiǎn)程度d、生理心理因素e和環(huán)境因素f 的影響（不可靠度） r=r1r2r3 RH=1-bcdef (1-r) 8.2.3 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性 1）人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的可靠性 人機(jī)系統(tǒng)的可靠度是由人的可靠度、機(jī)的可靠度和環(huán)境可靠度3部分組成，并可根據(jù)不同的系統(tǒng)模型求得。 一般情況下，可將系統(tǒng)看作串聯(lián)系統(tǒng)，考慮環(huán)境因素的人機(jī)系統(tǒng)的可靠度為： Rs= R人R機(jī)R環(huán)= RHRMRE 2）人-機(jī)系統(tǒng)的可靠性 (1)將環(huán)境作為干擾因素，而且環(huán)境是符合指標(biāo)要求的，則認(rèn)為環(huán)境可靠度

13、為1，則人-機(jī)系統(tǒng)的可靠度為 Rs= R人R機(jī)= RHRM 采用冗余技術(shù)是提高系統(tǒng)可靠性的有效方法 對象 人的可靠性：人完成任務(wù)的成功概率，或者說人在完成任務(wù)中不失誤的能力 機(jī)的可靠性：人所操縱或使用的各種機(jī)器、設(shè)備、機(jī)構(gòu)、工具等的可靠程度 環(huán)境的可靠性：完成規(guī)定的環(huán)境功能的能力，或者說維持環(huán)境性能穩(wěn)定的能力 規(guī)定的時(shí)間 機(jī)械的可靠性隨時(shí)間的推移而下降，人的可靠性隨工作時(shí)間的延長而降低。 可靠性的質(zhì)量指標(biāo)是時(shí)間；在評價(jià)可靠性時(shí)，必須指明多長時(shí)間內(nèi)的可靠性。 時(shí)間可以是時(shí)間的計(jì)量單位，還可以是周期、次數(shù)、行駛里程數(shù)等。 人失誤表現(xiàn) 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(cuò)誤地執(zhí)行了分配給他的功能 4)按錯(cuò)誤的程序或錯(cuò)誤的時(shí)間執(zhí)行分配給他的任務(wù) 人失誤類型 1)設(shè)計(jì)人失誤 2)制造人失誤 3)組裝人失誤 4)檢驗(yàn)人失誤 5)設(shè)備的維修保養(yǎng)人失誤 6)操作人失誤 7)管理人失誤 如設(shè)備的維修和保養(yǎng)方 法不正確等。 失誤后果 人為失誤的后果