第4章 安全人機功能匹配-安全人機工程學精品課程

第四章安全人機功能匹配第一節(jié)

人機系統(tǒng)中人的傳遞函數(shù)一、人機系統(tǒng)建模二、人的傳遞函數(shù)的試驗建模三、人的傳遞函數(shù)的求解方法四、人的傳遞函數(shù)的應用2005.2.1第二節(jié)

人機功能匹配

一、人的主要功能

l、人的第一種功能——傳感器

通過感覺器官（視覺、聽覺、觸覺等）接受信息，感知系統(tǒng)的作業(yè)情況和機器的狀態(tài)

2、人的第二種功能——信息處理器將接受的信息和已儲存在大腦中的經(jīng)驗和知識信息進行比較分析后，作出決定，如作出繼續(xù)、停止或改變操作的決定

3、人的第三種功能——操縱器

（見圖4-4）

根據(jù)決定采取相應行動，如開關機器或增減其速度等2005.2.1圖4－1人在操作活動中的基本功能示意圖

2005.2.1二、機的主要功能

l、接受信息

2、儲存信息

3、處理信息

4、執(zhí)行功能

2005.2.1三、人機特性比較

在人機系統(tǒng)設計中，首先要按照科學的觀點分析人和機器各自所具有的不同特點，以便研究人與機器的功能分配，從而揚長避短，各盡所長，充分發(fā)揮人與機器的各自優(yōu)點；從設計開始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動和機器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。人和機各有自己的能力和長處，歸納起來各表現(xiàn)在四個方面：

人的功能的限度是準確性、體力、速度和知覺能力；

機器功能的限度是性能維持能力、正常動作、判斷能力、造價及運營費用。

2005.2.1表4—1人與機的優(yōu)缺點比較項目機器人速度占優(yōu)勢時間延時為1s邏輯推理擅長于演繹而不易改變其演繹程序擅長于歸納，容易改變其推理程序計算快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差可靠性按照恰當設計制造的機器，在完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而且保持恒定，不能處理意外的事態(tài)。在超負荷條件下可靠性突降人腦可靠性遠超過機械，但極度疲勞與緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的技術(shù)水平、經(jīng)驗以及生理和心里狀況對可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)連續(xù)性能長期連續(xù)工作，適應單調(diào)專業(yè)，需要適當維護容易疲勞，不能長時間連續(xù)工作，且受性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應單調(diào)作業(yè)靈活性如果是專用機械，不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途通過教育訓練，可具有多方面的適應能力2005.2.1表4—1人與機的優(yōu)缺點比較（續(xù)）項目機器人輸入靈敏度具有某些超人的感覺，如有感覺電離輻射的能力在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，支配感受器適應刺激因素的變化，如眼睛能感受各種位置、運動和顏色，善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨信號，易受（超過規(guī)定限度的）熱、冷、噪聲和振動的影響智力無（智能機例外）能應付意外事件和不可能預測事件，并能采取預防措施操作處理能力操縱力、速度精密度、操作量、操作范圍等均優(yōu)于人的能力。在處理液體、氣體、粉體方面比人強，但對柔軟物體的處理能力比人差可進行各種控制，手具有非常大的自由度，能極巧妙地進行各種操作。從視覺、聽覺、變位和重量感覺上得到的信息可以完全反饋給控制器2005.2.1表4—1人與機的優(yōu)缺點比較（續(xù)）項目機器人功率輸出恒定——不論大的，固定的或標準的1471KW的功率輸出只能維持10s，367.75KW的功率輸出可維持幾分鐘，150KW以下的功率輸出能持續(xù)一天綜合能力多種途徑單一手段記憶最適用于文字的再現(xiàn)和長期存儲可存儲大量信息，并進行多種途徑的存取，擅長于對原則和策略的記憶2005.2.1四、人機的功能分配

1、人機功能分配的含義

對人和機的特性進行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當?shù)胤峙浣o人或機，稱為人機的功能分配。

人與機器的結(jié)合形式，依復雜程度不同可分為：勞動者-工具；操作者-機器；監(jiān)控者-自動化機器；監(jiān)督者-智能機器等幾種。機器的自動化與智能化使操縱復雜程度提高因而對操縱者提出了嚴格要求。同時操縱者的功能限制也對機器設計提出特殊要求。

2005.2.1人機結(jié)合的原則改變了傳統(tǒng)的只考慮機器設計的思想，提出了同時考慮人與機器兩方面因素，即在機器設計的同時把人看成是有知覺有技術(shù)的控制機、能量轉(zhuǎn)換機、信息處理機。凡需要由感官指導的間歇操作，要留出足夠間歇時間；機器設計中，要使操縱要求低于人的反應速度，這便是獲得最佳效果的設計思想。

2005.2.12、人機功能分配的一般原則人能完成并能勝過機器的工作：發(fā)覺微量的光和聲，接受和組織聲、光的型式，隨機應變和應變程度，長時間大量儲存信息并能回憶有關的情節(jié)，進行歸納推理和判斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。目前機器能完成并勝過人的工作：對控制信號迅速作出反應，平穩(wěn)而準確地產(chǎn)生“巨大力量，做重復的和規(guī)律性的工作，短暫地儲存信息然后廢除這些信息，快速運算，同一時間執(zhí)行多種不同的功能。

2005.2.1表4—2采用人機時有利點

采用機器時的有利點采用人時的有利點1、重復性的操作、計算，大量的情報資料存儲1、由于各種干擾，需要判斷信息時2、迅速施加大的物理力時2、在圖形變化情況下，要求判斷圖形時3、大量的數(shù)據(jù)處理3、要求判斷各種各樣的輸入時4、根據(jù)某一特定范圍，多次重復作出判斷4、對發(fā)生頻率非常低時的事態(tài)需要進行判斷時5、由于環(huán)境約束，對人有危險或操作容易犯錯誤時5、解決問題需要歸納、判斷時6、當調(diào)節(jié)、操作速度非常重要，具有決定意義時6、預測不測事件的發(fā)生時7、控制力的施加要求非常嚴格時

8、必須長時間地施加控制力時

2005.2.1人機功能分配的一般原則笨重的、快速的、精細的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運算的、支付大功率的、操作復雜的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測人不能識別的物理信號的作業(yè)，分配給機器承擔

指令和程序的安排，圖形的辨認或多種信息輸入時，機器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設計、創(chuàng)造、故障處理及應付突然事件等工作，由人承擔

2005.2.13、人機功能匹配對人機系統(tǒng)的影響過去，由于不明人與機的匹配關系特性，使機的設計與人的功能不適應而造成的失誤很多，如作戰(zhàn)飛機的高度計等儀表的設計與人的視覺不適應是造成飛機失事的主要原因（見圖4-5）在工作負荷過高的情況下，人往往出現(xiàn)應激反應（即生理緊張），導致重大事故的發(fā)生。進行合理的人機功能分配，也就是使人機結(jié)合面布置得恰當，從安全人機工程學的觀點出發(fā)，分析人機結(jié)合面失調(diào)導致工傷事故，進而采取改進對策。

2005.2.1圖4－2設備設計中的人因工程

2005.2.14、人機分工不合理的表現(xiàn)可以由人很好執(zhí)行的功能分配給機器而把設備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點而找出人機之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑與手段讓人承擔超過其能力所能承擔的負荷或速度2005.2.15、人機功能分配應注意問題(1)信息由機器的顯示器傳遞到人，選擇適宜的信息通道，避免信息通道過載而失誤，以及顯示器的設計應符合安全人機工程的原則。(2)信息從人的運動器官傳遞給機器，應考慮人的權(quán)限能力和操作范圍，控制器設計要安全、高效、可靠、靈敏。(3)充分適用人和機的各自優(yōu)勢。(4)使人機結(jié)合面的信息通道數(shù)和傳遞頻率不超過人的能力，以及機適合大多數(shù)人的應用。(5)一定要考慮到機器發(fā)生故障的可能性，以及簡單排除故障的方法和使用的工具。(6)要考慮到小概率事件的處理，有些偶發(fā)性事件如果對系統(tǒng)無明顯影響，可以不必考慮，但有的事件一旦發(fā)生就會造成功能的破壞，對這種事件就要事先安排監(jiān)督和控制方法。

2005.2.1第三節(jié)

人機系統(tǒng)的安全性與可靠性在現(xiàn)實生活和生產(chǎn)工作中，經(jīng)常都在發(fā)生各式各樣的事故。以減少事故、提高系統(tǒng)安全性為目的的人機系統(tǒng)的可靠性研究，日益被人們所重視。長期以來，可靠性研究對象被局限在“機”，事實上很多事故是由人的差錯造成的。人在系統(tǒng)中的可靠性越來越重要。人機系統(tǒng)的可靠性、安全性決定于構(gòu)成該人機系統(tǒng)的人、機器、環(huán)境三方面因素及其它們間的協(xié)調(diào)關系。2005.2.1一、可靠性的定義及其度量

l、可靠性的定義

可靠性是指研究對象在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力。2、可靠性度量指標

可靠性度量指標是指對系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠程度作出定量表示。常用的基本度量指標有可靠度、不可靠度（或累積故障概率）、故障率（或失效率）、平均無故障工作時間（或平均壽命）、維修度、有效度等。

2005.2.1如果人在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下沒有完成規(guī)定的任務，就稱為人因失誤（人誤），相應地用人誤率來度量。機器在規(guī)定時間和規(guī)定的條件下喪失功能，就稱為故障，相應地用機器的故障率來度量。環(huán)境如果沒有達到規(guī)定的指標要求，就稱為環(huán)境故障，相應地用環(huán)境故障率來度量?？煽啃缘亩棵枋隹梢员砻飨到y(tǒng)中的某一方面，如果在規(guī)定條件下能夠充分實現(xiàn)其功能要求時，就是可靠的；反之，若隨時間的進程，系統(tǒng)中的某一方面在某一時刻出現(xiàn)故障、失效，不能實現(xiàn)其功能要求時，是不可靠的。2005.2.1二、人的可靠性問題1、幾項重要基本概念人因可靠性：人對于系統(tǒng)的可靠性所必須完成的活動的成功概率。人的可靠性，人為可靠性，人員可靠性人因失誤(humanerror)：人未能精確地、恰當?shù)亍⒊浞值?、可接受地完成所?guī)定的績效標準范圍內(nèi)的任務。如違背設計和操作規(guī)程的錯誤行為。

人為失誤，人為錯誤，人的失誤，人誤人因事件/事故：由人因失誤而誘發(fā)系統(tǒng)失效的事件/事故。人因可靠性分析（HRA：HumanReliabilityAnalysis):以人因工程、系統(tǒng)分析、認知科學、概率統(tǒng)計、行為科學等學科為理論基礎，以對人的可靠性進行定性與定量分析和評價為中心內(nèi)容，以分析、預測、減少與預防人的失誤為研究目標。2005.2.12、人因失誤/事故的危害性和嚴重性人作為人機系統(tǒng)中的要素之一，經(jīng)統(tǒng)計分析，在人機系統(tǒng)失效中人因失誤約占80％。表4－3是美國各類系統(tǒng)人因失誤造成系統(tǒng)失效的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2005.2.1表4－3人因失誤造成系統(tǒng)失效的統(tǒng)計

系統(tǒng)名稱失效類型統(tǒng)計式樣人因失誤導彈導彈失效9枚導彈系統(tǒng)20～53%導彈主要系統(tǒng)失效122次失效35%核武器檢查人員查出生產(chǎn)中的缺陷23000個缺陷82%核武器檢查人員不能查出生產(chǎn)中缺陷長期生產(chǎn)中的隨機抽樣28%電子系統(tǒng)人初始引入的錯誤1820份故障報告23～45%導彈儀表故障1425份故障報告20%導彈人初始引入的錯誤35000份故障報告20～30%各類系統(tǒng)工程設計中的差錯

2～42%飛機事故

60%核電站人的誤操作30次潛在事故70～80%2005.2.1

近年來公眾熟知的一些重大人因事故

2005.2.12005.2.1壓水堆原理示意圖2005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.12005.2.13、人誤機理分析（1）影響人的可靠性的因素生理因素

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；心理因素

因感覺靈敏度變化引起反應速度變化，因某種刺激導致心理特性波動，如情緒低落、發(fā)呆或驚慌失措等覺醒水平變化；個人素質(zhì)

訓練程度、經(jīng)驗多少、操作熟練程度、技術(shù)水平高低、責任心強弱等；2005.2.1操作因素

操作的連續(xù)性、操作的反復性、操作時間的長短、操作速度、頻率及靈活性等。

環(huán)境因素

對新環(huán)境和作業(yè)不適應，由于溫度、氣壓、供氧、照明等環(huán)境條件的變化不符合要求，以及振動和噪聲的影響，引起操作者生理、心理上的不舒適；管理因素

如不正確的指令，不恰當?shù)闹笇В穗H關系不融洽，工作崗位不稱心等；

個人素質(zhì)

訓練程度、經(jīng)驗多少、操作熟練程度、技術(shù)水平高低、責任心強弱等；

社會因素

家庭不和、人際關系不協(xié)調(diào)；

2005.2.1(2)人誤的主要表現(xiàn)

通過S-O-R的行為模型考察

S（刺激）方面由信號源的刺激能力低所造成，其中包括人機系統(tǒng)設計不合理及外部環(huán)境干擾，使作業(yè)者對輸人刺激S的反應下降。O（機體）方面

即人本身的生理和心理原因?qū)π畔⒌恼`判斷所致，如人的年齡、體力、精神狀態(tài)、作業(yè)技能等，都會影響到對信息的處理能力。R（反應）方面即輸出行動的錯誤所造成的失誤，其中包括人機系統(tǒng)設計不合理、違章操作、環(huán)境干擾等因素。2005.2.1(3)人誤的種類設計失誤制造失誤組裝失誤檢驗失誤設備的維修保養(yǎng)不正確操作失誤管理失誤

2005.2.1(4)人誤產(chǎn)生的后果失誤對系統(tǒng)未發(fā)生影響

失誤對系統(tǒng)有潛在的影響為糾正失誤，須修正工作程序，因而推遲了作業(yè)進程因失誤造成事故，產(chǎn)生了機器損傷或人員受傷，但系統(tǒng)尚可修復因人的失誤導致重大事故發(fā)生

2005.2.1（5）人誤的原因機器設計時，對人機結(jié)合面設計沒有很好地進行安全人機工程研究，致使機器系統(tǒng)本身潛在著操作失誤的可能由于操作者本身的因素，使之不能與機器系統(tǒng)協(xié)調(diào)而導致失誤安全管理方面的缺陷

2005.2.1（6）人的不安全行為分析

由于千差萬別的個性，人的自由度比機器大得多。每個人的心理特征和心理狀態(tài)要在人機系統(tǒng)中得到協(xié)調(diào)一致，是一個非常復雜的問題。要根據(jù)人的共性和人的信息特征來深入研究和分析操作人員容易產(chǎn)生不安全行為的基本原因以及事故發(fā)生的一般規(guī)律，從而采取必要措施來減少人為失誤，保證安全生產(chǎn)。2005.2.1分析1因循守舊，棄難就易圖省力、走捷徑而造成違章作業(yè)。通常由于系統(tǒng)的變化和更新改變了作業(yè)工序。分析2忘記、看錯、念錯、想錯造成記憶與判斷的失誤。分析3選錯操縱裝置、記錯操縱方向和錯誤調(diào)整而引起操作失誤。分析4體力不支、疲勞和異常狀態(tài)下也易發(fā)生事故2005.2.14、人的失誤率計算F＝l－R

式中：F——人的失誤率；

R——人的行為可靠度。可靠度是指系統(tǒng)中的研究對象人或機器在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)能正常工作的概率。當一組作業(yè)序中有多個作業(yè)單元時，其可靠度為每個作業(yè)單元可靠度的乘積，即

R＝

R1R2R3…Ri

例如，讀電流表時，人的可靠度為0.9945，而把讀數(shù)記錄下可靠度為0.9966。若一個作業(yè)序中只有這兩個作業(yè)，那么這個作業(yè)序的可靠度

R＝0.9945×0.9966

這時人的失誤率

F＝l－（0.9945×0.9966）＝0.00888

2005.2.1從以上例子可以看出，一個作業(yè)序中作業(yè)單元越多，其可靠度就越低，也即人的失誤率也就越大。在連續(xù)作業(yè)的情況下，人為失誤是隨時間變化的，所以瞬時失誤率可表示為

人的可靠性模型可由工程可靠性引出，即將人作為硬件對待，導出人的可靠性模型：

式中：

R（t）——任一時刻人作業(yè)的可靠度；

F（t）——特定任務的失誤率。2005.2.15、人的可靠性分析方法最主要的有：人的差錯概率預測方法（THERP）人的認知可靠性模型（HCR）操作員動作樹分析法（OAT）通用失誤模型系統(tǒng)（GEMS）

2005.2.1(1)人的差錯概率預測技術(shù)（THERP）主要用于評估與某些因素有關的人為差錯引起系統(tǒng)變壞的結(jié)果。如人的動作、操作程序和設備的可靠性。基本量度方法一個差錯或一組差錯所引起的系統(tǒng)故障的概率和一種操作引起的高級差錯的概率。2005.2.1基本步驟

調(diào)查被分析的系統(tǒng)和操作程序；研究人員可能導致差錯的事件；把整個操作程序分解成各個操作步驟和單個動作；建造人的可靠性分析事件樹；根據(jù)經(jīng)驗或?qū)嶒灥贸雒總€動作的可靠度；

求出各個動作和各個操作步驟的可靠度，如果每個動作中事件相容，則按概率計算；求出這個操作程序的不可靠度，即人的差錯概率。2005.2.1(2)人的認知可靠性模型（HCR）人的認知過程是人腦反映客觀事物的特性與聯(lián)系，并揭示事物對人的意義與作用的復雜的心理活動。人的認知可靠性模型在分析人的可靠性時，以認知心理學為基礎，著重研究人在應激情景下的動態(tài)認知過程，包括探查、診斷、決策等意向行為，探究人的失誤機理并建立模型。人的認知可靠性模型是由Hannaman等人提出的，主要用于時間緊迫的應急條件下操作者不反應概率的定量評價。HCR模型是在Rasmussen提出的行為的三種類型的假定基礎上形成的，即技能型、規(guī)則型和知識型。(見表4－4、圖4－7）2005.2.1表4—4人的行為類型分類

行為類型內(nèi)容技能型行為這種行為是指在信息輸入與人的反應之間存在著非常密切的耦合關系，它不完全依賴于給定任務的復雜性，而只依賴于人員培訓水平和完成該任務的經(jīng)驗。這種行為的重要特點是它不需要人對顯示信息進行解釋，而是下意識地對信息給予反應操作規(guī)則型行為這種行為是由一組規(guī)則或程序所控制和支配的。它與技能行為的主要不同點是來自對實踐的了解或者掌握的程度。如果規(guī)則沒有很好地經(jīng)過實踐檢驗，那么人們就不得不對每項規(guī)則進行重復和校對。在這種情況下，人的反應就可能由于時間短、認知過程慢、對規(guī)則理解差等而產(chǎn)生失誤知識型行為這種行為是發(fā)生在當前情景癥狀不清楚，目標狀態(tài)出現(xiàn)矛盾或者完全未遭遇過的新鮮情景環(huán)境下，操作人員必須依靠自己的知識經(jīng)驗進行分析診斷和制定決策。這種知識型行為的失誤概率很大，在當今的人為失誤研究中占據(jù)重要的地位。2005.2.1圖4—7人行為的三種認知水平

2005.2.1對應于上述三種類型，根據(jù)核電廠模擬機實驗的結(jié)果可以得到相應的三條時間一人員不反應概率曲線，如圖4－8所示。圖4—8HCR模型曲線2005.2.1三、機械的可靠性問題

在人機系統(tǒng)中，由于機器設備本身的故障以及人機系統(tǒng)設計的協(xié)調(diào)性差而導致了許多事故的發(fā)生。因此，人們?yōu)榱朔乐故鹿?，在進行生產(chǎn)活動開始時，就要對機器設備的安全性進行預測

就機器設備而言，可靠性是指機器、部件、零件在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。度量可靠性指標的特征量稱為可靠度。可靠度是在規(guī)定時間內(nèi)，機器設備或部件能完成規(guī)定功能的概率。若把它視為時間的函數(shù)，就稱為可靠度函數(shù)。2005.2.1就概率而言，可靠度是累積分布函數(shù)，它表示在該時間內(nèi)成功完成功能的機器或部件占全部工作的機器或部件的百分率。設可靠度為R（t），不可靠度為F（t），則

R（t）＝1－F（t）若F（t）對時間微分，即可得函數(shù)f（t），稱為故障密度函數(shù)，即

f(t)＝dF(t)/dt＝－dR(t)/dt故障率λ（t）可用下式表示：

λ(t)＝f(t)/R(t)＝－dR(t)/R(t)dt

如λ(t)已知，可將上式變?yōu)榉e分形式，即可求得λ（t）與R（t）的關系：2005.2.1當λ（t）是常數(shù)時，即λ（t）＝λ，則有

R（t）＝e－λ其中故障率λ等于機器或部件平均無故障時間的倒數(shù)，即

λ＝1/平均無故障時間＝1/θ

所以上式可寫為

R（t）＝e-t/θ

顯然，隨著使用時間的增加，機器或部件的可靠度不斷降低，見圖1。2005.2.1圖1機器的可靠度與時間的關系2005.2.11．機器故障機器或部件的故障率λ（t）是隨使用時間的遞增按不同使用階段變化。通?？煞譃槿齻€階段。

(1)初期故障，發(fā)生于機器試制或投產(chǎn)早期的試運轉(zhuǎn)期間。（2）隨機故障，是在機器處于正常工作狀態(tài)下的偶發(fā)故障。（3）耗損故障，也即后期磨損故障。

機器或部件的以上三個階段的故障率與時間的關系見圖2

2005.2.1圖11-7故障率與時間的關系2005.2.12．機器的可靠性分析

可靠性是機器或部件的重要指標之一。在制定設計方案時，就需要考慮可靠性的估計問題，對機器或部件進行可靠性的定量分析。定量分析的方法是根據(jù)故障率來計算機器或部件可能達到的可靠度或計算在實際應用中符合性能要求的概率。一臺機器由許多部件組成，一個生產(chǎn)單元由許多機器或設備組成，許多生產(chǎn)單元組成了整個生產(chǎn)系統(tǒng)。2005.2.1

構(gòu)成系統(tǒng)的各單元之間通?？蓺w結(jié)為串聯(lián)配置方式和并聯(lián)配置方式兩類：

1）串聯(lián)配置方式

系統(tǒng)能量的輸人按順序依次通過功能上獨立的單元Ai=l，2，3，…，n，然后才輸出。如果系統(tǒng)中的任一個單元發(fā)生故障，就會導致整個系統(tǒng)發(fā)生故障。2005.2.1如果每個單元的可靠度為R1，R2，R3，…，Rn，則系統(tǒng)的可靠度

Rs（t）=R1R2R3…Rn

重要的和可靠性要求高的系統(tǒng)，應力求避免采用串聯(lián)配置方式。2005.2.1

2）并聯(lián)配置方式并聯(lián)配置方式的系統(tǒng)可靠性為Rs（t）＝1－（1－R1）(1－R2)…(1－Rn)2005.2.1四、人機系統(tǒng)的可靠度計算

人機系統(tǒng)的可靠度是由人的可靠度和機的可靠度組成的。機的可靠度可以通過大量統(tǒng)計學數(shù)據(jù)得到。人的可靠度的確定包括人的信息接受的可靠度、信息判斷的可靠度和信息處理的可靠度人機系統(tǒng)的可靠度據(jù)不同的系統(tǒng)模型來求出，通常情況下可看成串聯(lián)系統(tǒng)。從人機系統(tǒng)考慮，若將環(huán)境作為干擾因素，而且此處假設環(huán)境是符合指標要求的，設其可靠度為1，則人機系統(tǒng)的可靠度為：2005.2.1l、簡單人機系統(tǒng)的可靠度計算

簡單人機系統(tǒng)的可靠度Rs=RMRHRM可通過上面所述的可靠度函數(shù)求出，亦可通過大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出。

RH＝l－bcdef(l－r)r=rl×r2×r3信息輸入、信息處理、信息輸出三個階段的基本可靠度rl、r2和r3，作業(yè)時間b、操作頻率c、危險程度d、生理心里因素e和環(huán)境條件f（取值見表4－6、4－7）2005.2.1表4－6基本可靠度rl、r2

、r3的取值

類別影響因素rlr2r3簡單變量不超過幾個，人機工程學上考慮全面0.9995～0.99990.99900.9995～0.9999一般變量不超過10個0.9990～0.99950.99500.9990～0.9995復雜變量超過10個，人機工程學上考慮不全面0.9900～0.99900.99000.9900～0.99902005.2.1表4-7影響因素修正系數(shù)

符號項目內(nèi)容取值范圍b作業(yè)時間有充足的富裕時間沒有充足的富裕時間完全沒有富裕時間1.01.0～3.03.0～10.0c操作頻率頻率適度連續(xù)操作很少操作1.01.0～3.03.0～10.0d危險程度即使誤操作也安全誤操作時危險很大誤操作時有產(chǎn)生重大災害的危險1.01.0～3.03.0～10.0e生理心里條件綜合條件（教育訓練、健康、疲勞等）較好綜合條件不好綜合條件很差1.01.0～3.03.0～10.0f環(huán)境條件綜合條件較好綜合條件不好綜合條件很差1.01.0～3.03.0～10.02005.2.12、二人監(jiān)控人機系統(tǒng)的可靠度

兩人監(jiān)控的人機系統(tǒng)的可靠度Rsr為：

異常情況，R′sr=

RHb·RM

=[(1－R1)(1－R2)]RM

正常情況，R〞sr＝RHb·RM=R1·R2·RM

2005.2.13、多人表決的冗余人機系統(tǒng)可靠度上述二人監(jiān)控作業(yè)是單純的并聯(lián)系統(tǒng)，所以正常操作和誤操作兩種概率都增加了，而由多數(shù)人表決的人機系統(tǒng)就可以避免這種情況。若由幾人構(gòu)成控制系統(tǒng)，當其中γ個人的控制工作同時失誤時，系統(tǒng)才會失敗，我們稱這樣的系統(tǒng)為多數(shù)人表決的冗余人機系統(tǒng)設每個人的可靠度均為R，則系統(tǒng)全體人員的操作可靠度RHn為