还剩3页未读，继续阅读
文本内容:
安全生产技术精讲班第讲讲义42四人机系统可靠性计算【考试大纲规定】:
1、熟悉人机系统可靠性计算；
2、掌握人机系统可靠性设计原则【教材内容】
四、人机系统可靠性计算一系统中人的可靠度计算由于人机系统中人的可靠性的原因众多且随机变化，因此人的可靠性是不稳定的人的可靠度计算定量计算也是很困难的
1.人的基本可靠度系统不因人体差错发生功能减少和故障时人的成功概率，称为人的基本可靠度，用r表达人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表达ala2a34110式中al——输入可靠度，考虑感知信号及其意义，时有失误；a2——判断可靠度，考虑进行判断时失误；a3——输出可靠度，考虑输出信息时运动器官执行失误，如按错开关上式是外部环境在理想状态下的可靠度值al,a2,a3,各值如表4一3所示表4-3可靠度计算作业类别内容al~a3a2简单变量在6个如下，已考虑人机工程学原则
0.9995-
0.
99990.999变量在10个如下
0.9990-
0.
99950.995一般变量在10个以上,
0.990-
0.
9990.990复杂考虑人机，程学不充足人的作业方式可分为两种状况，一种是在工作时间内持续性作业，另一种是间歇性作业下面分别阐明这两种作业人的可靠度确实定措施⑴持续作业在作业时间内持续进行监视和操纵的作业称为持续作业，例如控制人员持续观测仪表并持续调整流量；汽车司机持续观测线路并持续操纵方向盘等持续操作的人的基本可靠度可以用时间函数表达如下rt=exp[f o+°°l tdt]4-11式中rt——持续性操作人的基本可靠度；t——持续工作时间；lt——t时间内人的差错率2间歇性作业在作业时间内不持续地观测和作业，称为间歇性作业，例如，汽车司机观测汽车上的仪表，换挡、制动等对间歇性作业一般采用失败动作的次数来描述可靠度，其计算公式为r=l-pn/N4—12式中N——总动作次数；n——失败动作次数；P——概率符号
2.人的作业可靠度考虑了外部环境原因的人的可靠度RH为RH=l-bl•b2•b3•b4•bsl—r4一13式中bl——作业时间系数；b2——作业操作频率系数；b3——作业危险度系数；b4一一作业生理和心理条件系数；b5——作业环境条件系数；1-r——作业的基本失效概率或基本不可靠度r可根据表4―4及式4―10求出bl b5；可根据表4—4来确定〜表4—4可靠度RH的系数bl b5〜系数作业时间系数bl操作频率系数b2危险度系数b3环境条件系数b5生理心理条件系数b
41.0宽余时间充足宽合适人身安全良好良好
1.0~
3.0余时间不充足无继续进行有人身危险不好非常不好不好非常不好宽余时间
3.0~
10.0很少进行可导致重大恶性事故二人机系统的可靠度计算二人机系统的可靠度计算人机系统构成的串联络统可按下式体现Rs=RH•RM4—14式中Rs——人机系统可靠度；RH——人的操作可靠度；RM——机器设备可靠度人机系统可靠度采用并联措施来提高常用的并联措施有并行工作冗余法和后备冗余法并行工作冗余法是同步使用两个以上相似单元来完毕同一系统任务，当一种单元失效时，其他单元仍能完毕工作的并联络统后备冗余法也是配置两个以上相似单元来完毕同一系统的并联络统它与并行工作冗余法不一样之处在于后备冗余法有备用单元，当系统出现故障时，才启用备用单元
1.两人监控人机系统的可靠度当系统由两人监控时，控制如图4—8所示一旦发生异常状况应立即切断电源该系统有如下两种控制情形电源3图4一8两人监视系统⑴异常状况时，相称于两人并联，可靠度比一人控制的系统增大了，这时操作者切断电源的可靠度为对的Rb操作的概率:Rllb=1-1-R.1-R4—152⑵正常状况时，相称于两人串联，可靠度比一人控制的系统减小了，即产生误操作的概率增大了，操作者不切断电源的可靠度为不产生误动作的概率Rik=R•R4—162从监视的角度考虑，首要问题是防止异常状况时的危险，即保证异常状况时切断电源的可靠度，而提高正常状况下不误操作的可靠度则是次要的，因此这个监控系统是可行的因此两人监控的人机系统的可靠度度Rsr为异常状况时，Rsr,=Rib-RM=[1-1-R1l-R2]Ry4—17正常状况时，RsJ=Rh•R、产Ri•R2•比4—182•多人表决的冗余人机系统可靠度上述两人监控作业是单纯的并联络统，因此正常操作和误操作两种概率都增长了，而由多数人表决的人机系统就可以防止这种状况若由几种人构成控制系统，当其中r个人的控制工作同步失误时，系统才会失败，我们称这样的系统为多数人表决的冗余人机系统设每个人的可靠度均为R,则系统全体人员的操作可靠度Rm为；一・RHn=Z c1RiRn D4—19氏中；个人中有个人同意时事件数，；且规定；多数人C—n iC=n!/[i!•n-i!],C=L表决的冗余人机系统可靠度的计算公式为〈卜R d=[^C l-RRMi R4-20M2-0X控制器监控的冗余人机系统可靠度
3.设监控器的可靠度为及则人机系统的可靠度兄为m,kR$k=♦R1-R]♦R4-21H HM自动控制冗余人机系统可靠度
4.设自动控制系统的可靠度为，则人机系统的可靠度为R R$zMZR$z=[1-1-R♦RH1-RR4-22MZ M]♦M
五、人机系统可靠性设计基本原则
五、人机系统可靠性设计基本原则
1.系统的整体可靠性原则从人机系统的整体可靠性出发，合理确定人与机器的功能分派，从而设计出经济可靠的人机系统一般状况下，机器的可靠性高于人的可靠性，实现生产的机械化和自动化，就可将人从机器的危险点和危险环境中解脱出来，从主线上提高了人机系统可靠性
2.高可靠性构成单元要素原则系统要采用通过检查的、高可靠性单元要素来进行设计
3.具有安全系数的设计原则由于负荷条件和环境原因随时间而变化，因此可靠性也是随时间变化的函数，并且随时间的增长，可靠性在减少因此，设计的可靠性和有关参数应具有一定的安全系数
4.高可靠性方式原则为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动保险装置等高可靠度构造组合方式⑴系统“自动保险”装置自动保险，就是虽然是外行不懂业务的人或不纯熟的人进行操作，也能保证安全，不受伤害或不出故障这是机器设备设计和装置设计的主线性指导思想，是本质安全化追求的目的要通过不停完善构造,尽量地靠近这个目的⑵系统“故障安全”构造故障安全，就是虽然个别零部件发生故障或失效，系统性能不变，仍能可靠工作系统安全常常是以正常的精确的完毕规定功能为前提可是，由于构成零件产生故障而引起误动作,常常导致重大事故发生为到达功能精确性，采用保险构造措施可保证系统的可靠性从系统控制的功能方面来看，故障安全构造有如下几种
①消极被动式构成单元发生故障时，机器变为停止状态
②积极积极式构成单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转
③运行操作式虽然构成单元发生故障，机器也能运行到下次的定期检查一般在产业系统中，大多为消极被动式构造
5.原则化原则为减少故障环节，应尽量简化构造，尽量采用原则化构造和方式
6.高维修度原则为便于检修故障，且在发生故障时易于迅速修复，同步为考虑经济性和备用以便，应采用零件原则化、部件通用化、设备系列化的产品
7.事先进行试验和进行评价的原则对于缺乏实践考验和实用经验的材料和措施，必须事先进行试验和科学评价，然后再根据其可靠性和安全性而选用
8.预测和防止的原则要事先对系统及其构成要素的可靠性和安全性进行预测对已发现的问题加以必要的改善，对易于发生故障或事故的微弱环节和部位也要事先制定防止措施和应变措施
9.人机工程学原则从对的处理人一机一环境的合理关系出发，采用人类易于使用并且差错较少的方式
10.技术经济性原则不仅要考虑可靠性和安全性，还必须考虑系统的质量原因和输出功能指标其中还包括技术功能和经济成本
11.审查原则既要进行可靠性设计，又要对设计进行可靠性审查和其他专业审查，也就是要重申和贯彻各专业各行业提出的评价指标
12.整顿准备资料和交流信息原则为便于设计工作者进行分析、设计和评价，应充足搜集和整顿设计者所需要的数据和多种资料，以有效地运用已经有的实际经验
13.信息反馈原则应对实际使用的经验进行分析之后，将分析成果反馈给有关部门
14.设置对应的组织机构为实现高可靠性和高安全性的目的，应建立对应的组织机构，以便有力推进综合管理和技术开发【例题】人机系统可靠性设计基本原则包括（）A、系统的整体可靠性原则B、高可靠性方式原则C、高维修度原则D、技术经济性原则E、原则化原则【答案】ABCDE。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0
