第5章人的自然傾向與人的可靠性概論=安全人機工程學=重慶大學

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習慣與錯覺

習慣分個人習慣和群體習慣。

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

5.1.2動作習慣 絕大多數(shù)人習慣用右手操作工具和做各種用力的動作。這一事實在人機系統(tǒng)設(shè)計時應(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躲險行動 躲險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.人沒有實現(xiàn)某一個必要的功能任務(wù)；2.實現(xiàn)了某一個不應(yīng)該實現(xiàn)的任務(wù)；3.對某一任務(wù)作出了不適當?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)計差錯制造差錯檢驗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)。

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

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(shè)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%

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)備維修時的人誤使得系統(tǒng)故障加上電廠運行人員不了解反應(yīng)堆的運行情況所致，操縱員和工程師等沒有及時診斷出系統(tǒng)的真實情況，采取了錯誤的操作，使一個小的事件擴大為嚴重事故.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)堆機房的建筑遭到毀壞，同時發(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)境受到嚴重污染，造成了核電史上迄今為止最嚴重的事故。

第五章人的可靠性該事故主要是由兩個因素共同造成的:一是其反應(yīng)堆設(shè)計不完善;更為重要的是嚴重的人因錯誤和管理缺陷,即運行人員多次嚴重而粗暴地違反安全條例和操作規(guī)程并進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)動機設(shè)計人員的失誤和發(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)難是歷史上最嚴重的工業(yè)化學事故，死傷者數(shù)以十萬計，對環(huán)境更造成難以補救的破壞。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，估計導致3,500至7,500人實時死亡。當晚約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個防漏保險裝置不是發(fā)生故障就是被關(guān)閉，加上警報器沒有開啟，附近居民根本無從得悉意外的發(fā)生。結(jié)果導致很多居民在睡夢中死去，其它則勉強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)當天核潛艇上出現(xiàn)了一連串失誤：午餐時間過長延誤了“緊急上浮”演習的時間、演習時間緊迫導致潛艇官員忽略正常程序開始上浮、火控人員沒有及時通知艇長“愛媛”號就在附近等等。正是這一系列失誤，直接導致了撞船慘劇的發(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飛機和一架波音757飛機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客機在伊爾庫茨克機場附近突然墜毀，機上的136名乘客和9名機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（艦載導彈）演習時艇上的官兵違反操作規(guī)定和北方艦隊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危險品倉庫及倉內(nèi)化學危險品存入嚴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，其中中小學生288人，教師及工作人員37人，受傷住院者130人。火險隱患久拖不改，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)生的機理，目前尚不清楚，但可以肯定人為差錯是人、環(huán)境、機械、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

這里是隨機變量，為規(guī)定的時間。顯然，時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：表示工作到某時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在t時刻后單位時間內(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，求其它函數(shù)第五章人的可靠性已知f(t)時，求其它函數(shù)。第五章人的可靠性不可修復產(chǎn)品的平均壽命：產(chǎn)品失效前的平均工作時間（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)分布時的變化曲線

第五章人的可靠性正態(tài)分布時的變化曲線

第五章人的可靠性連續(xù)作業(yè)時人的可靠性模型第五章人的可靠性不連續(xù)作業(yè)時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)

日本東京大學井口雅一教授還根據(jù)人的行動過程模式（即信息輸入（S