第5章人的自然傾向與人的可靠性概論=安全人機(jī)工程學(xué)=重慶大學(xué)

第五章人的可靠性第五章人的自然傾向與

人的可靠性概論

5.1習(xí)慣與錯覺

習(xí)慣分個(gè)人習(xí)慣和群體習(xí)慣。

5.1.1群體習(xí)慣 群體習(xí)慣是指在一個(gè)國家或一個(gè)民族內(nèi)部，人們所形成的共同習(xí)慣。

5.1.2動作習(xí)慣 絕大多數(shù)人習(xí)慣用右手操作工具和做各種用力的動作。這一事實(shí)在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該予以考慮。第五章人的可靠性5.1.3錯覺

視錯覺主要是對幾何形狀的錯覺，可分為：長度錯覺；方位錯覺；透視錯覺；對比錯覺。第五章人的可靠性5.2精神緊張與躲險(xiǎn)動作

5.2.1精神緊張、慌張以及驚慌

慌張是作業(yè)者在某種心理狀態(tài)下所出現(xiàn)的一種工作狀態(tài)，表現(xiàn)為著急慌忙，工作急于求成，而且忙中又常出錯。第五章人的可靠性

驚慌是在異常情況下，多數(shù)人心理會驟然發(fā)生變化，內(nèi)心十分緊張，一時(shí)失去正確的判斷能力，行動也隨之失去常態(tài)；或者驚呆不能動彈；或者張皇失措，行動不能自控；也有的在生理上出現(xiàn)種種不正?，F(xiàn)象，如心率加快、血壓升高、大小便失禁、哆嗦、皮膚起雞皮、上下牙齒振碰、口吃等。第五章人的可靠性

5.2.2躲險(xiǎn)行動 躲險(xiǎn)行動的研究十分重要

第五章人的可靠性5.3人為差錯

人為差錯發(fā)生的方式可分為五種：1.人沒有實(shí)現(xiàn)某一個(gè)必要的功能任務(wù)；2.實(shí)現(xiàn)了某一個(gè)不應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的任務(wù)；3.對某一任務(wù)作出了不適當(dāng)?shù)臎Q策；4.對某一意外事故的反應(yīng)遲鈍和笨拙；5.沒有察覺到某一危險(xiǎn)情況。第五章人的可靠性5.3.2人為差錯發(fā)生的原因

設(shè)計(jì)差錯制造差錯檢驗(yàn)差錯安裝差錯維修差錯操作差錯第五章人的可靠性2、人因失誤/事故的危害性和嚴(yán)重性人作為人機(jī)系統(tǒng)中的要素之一，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，在人機(jī)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(jì)數(shù)據(jù)。

第五章人的可靠性表4－3人因失誤造成系統(tǒng)失效的統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)名稱失效類型統(tǒng)計(jì)式樣人因失誤導(dǎo)彈導(dǎo)彈失效9枚導(dǎo)彈系統(tǒng)20～53%導(dǎo)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(gè)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(jī)抽樣28%電子系統(tǒng)人初始引入的錯誤1820份故障報(bào)告23～45%導(dǎo)彈儀表故障1425份故障報(bào)告20%導(dǎo)彈人初始引入的錯誤35000份故障報(bào)告20～30%各類系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的差錯

2～42%飛機(jī)事故

60%核電站人的誤操作30次潛在事故70～80%

近年來公眾熟知的一些重大人因事故

第五章人的可靠性設(shè)備維修時(shí)的人誤使得系統(tǒng)故障加上電廠運(yùn)行人員不了解反應(yīng)堆的運(yùn)行情況所致，操縱員和工程師等沒有及時(shí)診斷出系統(tǒng)的真實(shí)情況，采取了錯誤的操作，使一個(gè)小的事件擴(kuò)大為嚴(yán)重事故.第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性

切爾諾貝利核電站爆炸

1986年4月26日凌晨，位于蘇聯(lián)烏克蘭加盟共和國首府基輔以北130公里處的切爾諾貝利核電站發(fā)生猛烈爆炸，反應(yīng)堆機(jī)房的建筑遭到毀壞，同時(shí)發(fā)生了火災(zāi)，反應(yīng)堆內(nèi)的放射物質(zhì)大量外泄，周圍環(huán)境受到嚴(yán)重污染，造成了核電史上迄今為止最嚴(yán)重的事故。

第五章人的可靠性該事故主要是由兩個(gè)因素共同造成的:一是其反應(yīng)堆設(shè)計(jì)不完善;更為重要的是嚴(yán)重的人因錯誤和管理缺陷,即運(yùn)行人員多次嚴(yán)重而粗暴地違反安全條例和操作規(guī)程并進(jìn)行一系列錯誤的操作和處理。第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性挑戰(zhàn)者-1由于固體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)人員的失誤和發(fā)射管理人員的失誤造成

第五章人的可靠性

史無前例的博帕爾大災(zāi)難

印度博帕爾(Bhopal)災(zāi)難是歷史上最嚴(yán)重的工業(yè)化學(xué)事故，死傷者數(shù)以十萬計(jì)，對環(huán)境更造成難以補(bǔ)救的破壞。1984年12月3日晚上，聯(lián)合碳化公司(UnionCarbide)在印度MadhyaPradesh的博帕爾的化工廠發(fā)生毒氣泄漏事件，估計(jì)導(dǎo)致3,500至7,500人實(shí)時(shí)死亡。當(dāng)晚約40噸致命氣體(主要是用來生產(chǎn)殺蟲劑的中間產(chǎn)物methylisocyanate)從工廠泄漏，6個(gè)防漏保險(xiǎn)裝置不是發(fā)生故障就是被關(guān)閉，加上警報(bào)器沒有開啟，附近居民根本無從得悉意外的發(fā)生。結(jié)果導(dǎo)致很多居民在睡夢中死去，其它則勉強(qiáng)蹣跚到街上等待救援。吸入有毒氣體的最初反應(yīng)包括嘔吐，眼鼻喉被毒氣灼傷引致劇烈的刺痛，大多數(shù)受害者的死因是由于呼吸困難窒息致死。事故已導(dǎo)致16,000人死亡，另外有幾十萬名居民的健康受到不同程度的影響,他們除了肺部功能受到損害，神經(jīng)、腸胃、生殖及免疫系統(tǒng)亦受到傷害。第五章人的可靠性第五章人的可靠性美軍“格林維爾”號核潛艇-1.美核潛艇艇長魯莽指揮致日漁船被撞沉事發(fā)當(dāng)天核潛艇上出現(xiàn)了一連串失誤：午餐時(shí)間過長延誤了“緊急上浮”演習(xí)的時(shí)間、演習(xí)時(shí)間緊迫導(dǎo)致潛艇官員忽略正常程序開始上浮、火控人員沒有及時(shí)通知艇長“愛媛”號就在附近等等。正是這一系列失誤，直接導(dǎo)致了撞船慘劇的發(fā)生。第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性JCO示意圖-1日本茨城縣東海村的核燃料加工公司核泄漏事故。工廠為提高生產(chǎn)效率，擅自修改由核安全管理局制定的工作安全程序，而操作工人又毫無核安全知識，違章操作，加之工廠面對事故毫無應(yīng)急措施，致使事故加劇與擴(kuò)散和失控。第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性俄羅斯一架圖154飛機(jī)和一架波音757飛機(jī)在德國瑞士邊境附近的康士坦茨湖上空約35400英尺的高度相撞，造成71人喪生。第五章人的可靠性第五章人的可靠性俄羅斯一架圖-154客機(jī)在伊爾庫茨克機(jī)場附近突然墜毀，機(jī)上的136名乘客和9名機(jī)組人員全部遇難第五章人的可靠性第五章人的可靠性俄羅斯庫爾斯克－1（艦載導(dǎo)彈）演習(xí)時(shí)艇上的官兵違反操作規(guī)定和北方艦隊(duì)多年來無視正常操作程序。第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性二00三年十二月二十三日，與開縣羅家二井屬同一井場所的羅家十六號井發(fā)生特大井噴事故，共造成二百四十三人死亡。第五章人的可靠性第五章人的可靠性1993年深圳大爆炸－1（爆炸現(xiàn)場）死傷近800人清水河的干雜倉庫被違章改作化學(xué)危險(xiǎn)品倉庫及倉內(nèi)化學(xué)危險(xiǎn)品存入嚴(yán)重違章是事故的主要原因。干雜倉庫4號倉內(nèi)混存的氧化劑與還原劑接觸是事故的直接原因。新疆大火災(zāi)-1新疆克拉瑪依發(fā)生特大火災(zāi)，死亡325人，其中中小學(xué)生288人，教師及工作人員37人，受傷住院者130人?；痣U(xiǎn)隱患久拖不改，致使養(yǎng)患面成災(zāi)。安全管理混亂，沒有明確的責(zé)任?？耸薪涛?、工會、職工文化藝術(shù)活動中心等主管部門對組織這樣近800人參加的大型活動，沒有一個(gè)人去考慮安全方面的問題。消防裝備設(shè)施的落后增加了火災(zāi)撲救工作的難度。

第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性第五章人的可靠性

對于人為差錯發(fā)生的機(jī)理，目前尚不清楚，但可以肯定人為差錯是人、環(huán)境、機(jī)械、技術(shù)和管理等諸多因素相互作用的結(jié)果，粗略地可歸納如下圖。第五章人的可靠性導(dǎo)致人為差錯發(fā)生的因素第五章人的可靠性5.4人的生理節(jié)律

生理功能所顯示出的周期性變化，通常稱為生理節(jié)律。

5.4.1日周節(jié)律以及其它周期節(jié)律第五章人的可靠性

頻閃融合閾限及心搏動數(shù)的日周節(jié)律

第五章人的可靠性5.4.2PSI周期節(jié)律

第五章人的可靠性5.5人的可靠性模型及其

研究方法

人的可靠性一般定義為：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以及規(guī)定的條件下，人無差錯地完成所規(guī)定任務(wù)的能力。人的可靠性的定量指標(biāo)為人的可靠度。根據(jù)人的可靠性定義便可將人的可靠度定義為在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以及規(guī)定的條件下，人無差錯地完成所規(guī)定任務(wù)（或功能）的概率。第五章人的可靠性5.5.1基本可靠性指標(biāo)以及常用的概率分布函數(shù)

可靠度函數(shù)為

，并定義為

這里是隨機(jī)變量，為規(guī)定的時(shí)間。顯然，時(shí)刻的可靠度反映了產(chǎn)品在內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。第五章人的可靠性

不可靠度為即時(shí)刻的不可靠度，表示產(chǎn)品在內(nèi)發(fā)生故障的概率。兩者之間的關(guān)系為

第五章人的可靠性設(shè)在規(guī)定條件下，產(chǎn)品總數(shù)N,產(chǎn)品累積故障數(shù)目為r(t)引入故障密度函數(shù)f(t)第五章人的可靠性對于有限樣本，故障密度函數(shù)的估計(jì)值為則：由概率基礎(chǔ)知識，則：第五章人的可靠性與的關(guān)系圖

第五章人的可靠性故障率：表示工作到某時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在t時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。其中：第五章人的可靠性討論已知R(t)時(shí)，求其它函數(shù)第五章人的可靠性已知f(t)時(shí)，求其它函數(shù)。第五章人的可靠性不可修復(fù)產(chǎn)品的平均壽命：產(chǎn)品失效前的平均工作時(shí)間（MeanTimeToFailure:MTTF)第五章人的可靠性幾種常用的概率分布函數(shù)

指數(shù)分布正態(tài)分布威布爾（Weibull）分布第五章人的可靠性正態(tài)分布時(shí)的變化曲線

第五章人的可靠性正態(tài)分布時(shí)的變化曲線

第五章人的可靠性連續(xù)作業(yè)時(shí)人的可靠性模型第五章人的可靠性不連續(xù)作業(yè)時(shí)人的可靠性模型第五章人的可靠性5.5.4人的可靠性研究方法

第一代人的可靠性研究方法最有代表性的是人的失誤預(yù)測技術(shù)（THERP），又稱人為差錯率預(yù)測方法第二代人的可靠性研究方法目前比較流行的第二代人可靠性模型有：GEMS模型、CES模型、IDA模型、ATHEANA模型以及CREAM模型等。第五章人的可靠性5.6人的可靠性的基本數(shù)據(jù)

日本東京大學(xué)井口雅一教授還根據(jù)人的行動過程模式（即信息輸入（S