人机系统的可靠性讲述.pptx

安全科技概论 ——安全人机工程 安全科技概论 人机系统的可靠性 引言 1 可靠性的定义及其度量 人机系统的可靠性 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。 1 可靠性的定义及其度量 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。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 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。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 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，则该产品可靠度可表示为： R(t)≈ [N-Nf (t)] / N 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。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 不可靠度 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。 F(t) ≈ Nf(t) / N =1- R(t) F(t) 随Nf（t）的增加而增加。 F(t)的变化范围约为0≤F(t)≤1。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 故障率（或失效率） 故障和失效，都表示产品在低功能状态下工作或完全丧失功能，前者可以修复，后者不可修复。 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。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 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。 人机系统的可靠性 1.早期故障期 2.偶发故障期 3.磨损故障期 1 可靠性的定义及其度量 初期故障：发生于机器试制或投产早期的试运转期间。 【思考】初期故障高发的原因是什么？ 人机系统的可靠性 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陷，或检验疏忽等原因存在的固有缺陷陆续暴露出来，此期间故障率较高。 1 可靠性的定义及其度量 随机故障：是在机器处于正常工作状态下的偶发故障。 人机系统的可靠性 这段时间较长，是产品的最佳工作期。这时发生的故障是随机的，是偶然原因引起应力增加，当应力超过设计规定的额定值时，就可能发生故障。 1 可靠性的定义及其度量 耗损故障：也即后期磨损故障。 【思考】损耗故障高发的原因是什么？ 人机系统的可靠性 这个时期的故障迅速上升，因为产品经长期使用后，由于磨损、老化，大部分零部件将接近或达到固有寿命期，所以故障率较高。 ? 1 可靠性的定义及其度量 平均寿命 平均无故障工作时间 式中 ∑t —— 总工作时间； n —— 故障（或失效）次数或试验产品数。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 维修度 是指维修产品发生故障后，在规定条件、维修工具、维修方法及维修技术水平下，在规定时间内能修复的概率，它是维修时间τ的函数，用M(τ)表示，称为维修度函数。 人机系统的可靠性 1 可靠性的定义及其度量 有效度 狭义可靠度与维修度的综合称为有效度，也称广义可靠度。 定义：对维修产品，在规定的条件下使用，在规定维修条件下修理，在规定的时间内具有或维持其规定功能处于正常状态的概率。 人机系统的可靠性 2 人的可靠性 影响人的可靠性的因素 人机系统的可靠性 生理因素：如体力、耐久力、疾病、饥渴、对环境因素承受能力的限度等；大脑的意识水平影响 。 人机系统的可靠性 5月4日，李先生驾车带着家人出游。先后观赏游玩了渝北张关水溶洞、龙兴古镇和民国街，接着去渝北统景泡温泉。连续辛苦7个多小时后，当天下午15时许，车子开出去不到两公里，李先生开始意识模糊，睡眼迷离，一瞬间冲向了路中央的隔离护栏，“嘭嘭嘭”的几声巨响，飞驰的车子在将护栏撞碎近20米后被迫停了下来。 2 人的可靠性 影响人的可靠性的因素 人机系统的可靠性 心理因素：因感觉灵敏度变化引起反应速度变化，因某种刺激导致心理特性波动，如情绪低落、发呆或惊慌失措等。 2 人的可靠性 人机系统的可靠性 环境因素：对新环境和作业不适应，由于温度、气压、供氧、照明等环境条件的变化不符合要求，以及振动和噪声的影响，引起操作者生理、