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:
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—15)、式中 N 失败动作次数;
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)、 (4一16)、
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—6及式(4—13)、求出。b1~b5;可根据表4—6来确定。
表4--6 可靠度RH的系数(bl~b5)、
(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—17)、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—10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。
(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—18)、
(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—19)、
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—20)、
正常情况时,
Rsr″=RHc·RM=Rl·R2·RM (4—21)、