abd_安全管理——技术讲义作业-技术36-人机系统可靠性计算(doc 8)

管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 人机系统可靠性计算人机系统可靠性计算 大纲考试内容要求 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因素众多且随机变化 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降低和故障时人的成功概率 称为人的基本可靠度 用 r 表示 人 在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示 r a1a2a3 4 10 式中 a1 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 a1 a2 a3 各值如表 4 3 所示 表 可靠度计算 人的作业方式可分为两种情况 一种是在工作时间内连续性作业 另一种是间歇性作业 下面 分别说明这两种作业人的可靠度的确定方法 1 连续作业 在作业时间内连续进行监视和操纵的作业称为连续作业 例如控制人员连续观察 管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 仪表并连续调节流量 汽车司机连续观察线路并连续操纵方向盘等 连续操作的人的基本可靠度可以用时间函数表示如下 r t exp 0 l t dt 4 11 式中 r t 连续性操作人的基本可靠度 t 连续工作时间 l t t 时间内人的差错率 2 间歇性作业 在作业时间内不连续地观察和作业 称为间歇性作业 例如 汽车司机观察汽 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 一 p n N 4 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 考虑了外部环境因素的人的可靠度 RH 为 RH 1 bl b2 b3 b4 bs 1 r 4 一 13 式中 b1 作业时间系数 b2 作业操作频率系数 b3 作业危险度系数 b4 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 b1 b5 可根据表 4 4 来确定 表 4 4 可靠度 RH 的系数 bl b5 管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 二 人机系统的可靠度计算 人机系统组成的串联系统可按下式表达 Rs RH RM 4 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方法来提高 常用的并联方法有并行工作冗余法和后备冗余法 并行 工作冗余法是同时使用两个以上相同单元来完成同一系统任务 当一个单元失效时 其余单元 仍能完成工作的并联系统 后备冗余法也是配备两个以上相同单元来完成同一系统的并联系统 它与并行工作冗余法不同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 一旦发生异常情况应立即切断电源 该系统有以下 两种控制情形 管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 1 异常状况时 相当于两人并联 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 RHb 正确操作的概率 RHb 1 1 R1 1 R2 4 15 2 正常状况时 相当于两人串联 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 RHc 不产生误动作的概率 RHc Rl R2 4 16 从监视的角度考虑 首要问题是避免异常状况时的危险 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 所以两人监控 的人机系统的可靠度度 Rsr 为 异常情况时 Rsr RHb RM 1 1 R1 1 R2 RM 4 17 正常情况时 Rsr RHc RM Rl R2 RM 4 18 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配 从而设计出经 济可靠的人机系统 一般情况下 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 管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 可将人从机器的危险点和危险环境中解脱出来 从根本上提高了人机系统可靠 性 2 高可靠性组成单元要素原则 系统要采用经过检验的 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因素随时间而变化 所以可靠性也是随时间变化的函数 并且随时间的增加 可靠性在降低 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结 构组合方式 1 系统 自动保险 装置 自动保险 就是即使是外行不懂业务的人或不熟练 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根本性指导思想 是本质安全化追求的目标 要通过不断完善结构 尽可能地接近这个目标 2 系统 故障安全 结构 故障安全 就是即使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准确的完成规定功能为前提 可是 由于组成零件产 生故障而引起误动作 常常导致重大事故发生 为达到功能准确性 采用保险 结构方法可保证系统的可靠性 从系统控制的功能方面来看 故障安全结构有以下几种 消极被动式 组成单元发生故障时 机器变为停止状态 积极主动式 组成单元发生故障时 机器一面报警 一面还能短时运转 运行操作式 即使组成单元发生故障 机器也能运行到下次的定期检查 通常在产业系统中 大多为消极被动式结构 5 标准化原则 为减少故障环节 应尽可能简化结构 尽可能采用标准化结构和方式 6 高维修度原则 为便于检修故障 且在发生故障时易于快速修复 同时为考虑经济性和备用方 便 应采用零件标准化 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方法 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 预测和预防的原则 要事先对系统及其组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薄弱环节和部位也要事先制定预防措施 和应变措施 9 人机工程学原则 从正确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因素和输出功能指标 其 中还包括技术功能和经济成本 管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 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 整理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 应充分收集和整理设计者所需要的 数据和各种资料 以有效地利用已有的实际经验 13 信息反馈原则 应对实际使用的经验进行分析之后 将分析结果反馈给有关部门 14 设立相应的组织机构 为实现高可靠性和高安全性的目的 应建立相应的组织机构 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 标准化原则 答案 ABCDE 一 单选题 1 即使是外行不懂业务的人或不熟练的人进行操作 也能保证安全 不受伤 害或不出故障 这是采用了 A 自动保险 装置 B 故障安全 结构 C 标准化结构 D 预测和预防的原则 A B C D 你的答案 标准答案 a 本题分数 1 00 分 你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分 解 析 2 即使个别零部件发生故障或失效 系统性能不变 仍能可靠工作 这是采 用了 A 自动保险 装置 B 故障安全 结构 C 标准化结构 D 预测和预防的原则 A B C D 你的答案 标准答案 b 管理资源吧 提供海量管理资料免费下载 更多相关资料免费下载 请登陆 本题分数 1 00 分 你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分 解 析 3 某人机系统采用 故障安全 结构设计 当组成单元发生故障时 机器一 面报警 一面还能短时运转 这是 A 消极被动式 B 积极主动式 C 运行自检式 D 运行操作式 A B C D 你的答案 标准答案 b 本题分数 1 00 分 你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分 解 析 二 多选题 4 人的基本可靠度主要由以下参数决定 A 性格可靠度 B 技术可靠度 C 输入可靠度 D 判断可靠度 E 输出可靠度 A B