安全人机工程课件人机系统安全与可靠性要点.ppt

人机系统安全可靠性 3 对机械产品进行可靠性设计 4 加强机械设备的维护保养 5 改善作业环境 * 2 减少人为失误 （1）使操纵意识始终处于最佳意识状态 （2）建立合理的安全规章制度、规范，并严格执行，以约束不按操作规程操作的人员的行为。 （3）安全教育和安全训练。 （4）按照人的生理特点安排工作 （5）减少单调作业，克服单调作业导致人的失误。 * * * 在现实生活和生产工作中，经常都在发生各式各样的事故。以减少事故、提高系统安全性为目的的人机系统的可靠性研究，日益被人们所重视。 长期以来，可靠性研究对象被局限在“机”，事实上很多事故是由人的差错造成的。人在系统中的可靠性越来越重要。 人机系统的可靠性、安全性决定于构成该人机系统的人、机器、环境三方面因素及其它们间的协调关系。 * 一、可靠性的定义及其度量 l、可靠性的定义 可靠性是指研究对象在规定条件下、规定时间内、完成规定功能的能力。 2、可靠性度量指标 可靠性度量指标是指对系统或产品的可靠程度作出定量表示。常用的基本度量指标有可靠度、不可靠度（或累积故障概率）、故障率（或失效率）、平均无故障工作时间（或平均寿命）、维修度、有效度等。 * （1）可靠度 可靠度是可靠性的量化指标，即系统或产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，常用以R(t)表示，称为可靠度函数。 产品出故障的概率是通过多次试验中该产品发生故障的频率来估计的。例如，取N个产品进行试验，若在规定时间t内共有Nf(t)个产品出故障，则该产品可靠度的观测值可用式（8-1）近似表示： R(t)≈ [N — Nf (t)] / N (8—1) 当t=0，Nf（t）＝ 0，则R（t）＝l。 随着t的增加，出故障的产品数Nf（t）也随之增加，则可靠度 R(t)下降。当 t→∞， Nf(t)→N ，则 R(t)→0。 可靠度的变化范围约为0≤R(t)≤1。 * 与可靠度相反的一个参数叫不可靠度。它是指系统或产品在规定条件和规定时间内未完成规定功能的概率，即发生故障的概率，所以也称累积故障概率。 不可靠度也是时间的函数，常用F(t)表示。同样对N个产品进行寿命试验，试验到t瞬间的故障数为Nf(t)，则当N足够大时，产品工作到t瞬间的不可靠度的观测值（即累积故障概率）可近似表示，见式（8-2）： F(t) ≈ Nf(t) / N (8—2) F(t) 随Nf（t）的增加而增加 F(t)的变化范围约为0≤F(t)≤1。 * （2）故障率（或失效率） 故障和失效这两个概念，其基本含义是一致的，都表示产品在低功能状态下工作或完全丧失功能，只是前者一般用于维修产品，可以修复，后者用于非维修产品，表示不可修复。 产品在工作过程中，由于某种原因使一些零部件发生故障或失效，为反映产品发生故障的快慢，引出故障率参数。 故障率是指工作到t时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，故障率也是时间的函数，记为λ(t)，称为故障率函数。产品的故障率是一个条件概率，它表示产品在工作到t时刻的条件下，单位时间内的故障概率。它反映t时刻产品发生故障的速率，称为产品在该时刻的瞬时故障率以λ(t)，习惯称故障率。 * 故障率的观测值等于N个产品在t时刻后单位时间内的故障产品数ΔNf(t)/Δt与在t时刻还能正常工作的产品数Ns(t)之比，见式（8-3） λ(t) = ΔNf(t) / Ns(t) ·Δt （8—3） 平均故障率 是指在某一规定的时间内故障率的平均值。其观测值，对于非维修产品是指在一个规定的时间内失效数r与累积工作时间∑t之比；对于维修产品是指它的使用寿命内的某个观测期间一个或多个产品的故障发生次数r与累积工作时间之比，即两种情况均可用式（8-4）表示： （8—4） 产品在其整个寿命期间内各个时期的故障率是不同的，其故障率随时间变化的曲线称为寿命曲线，也称浴盆曲线，如图8－1所示。 * 图8-1 产品寿命曲线 1、早期故障期 2、偶发故障期 3、磨损故障期 * 图8-2 故障率与时间的关系 * 产品的失效过程可分为三个阶段： ?1）初期故障，发生于机器试制或投产早期的试运转期间。产品在使用初期，由于材质的缺陷，设计、制造、安装、调整等环节造成的缺