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2018年安全工程师《生产技术》第一章:第十一节 人机系统

来源 :中华考试网 2018-07-24

  第十一节 人机系统

  人机信息及能量交换系统模型

  人机功能分配

  人机系统可靠性计算

  人机系统可靠性设计基本原则

  一、人机信息及能量交换系统模型

  机器及环境刺激→人的感觉器官→大脑分析做出决策→发出控制信息→完成动作→反馈于显示器上

  由此构成一个信息及能量传递的闭环系统。

  二、人机功能分配 (熟悉)

  (一)人的主要功能

  l、传感功能——通过感觉器官(视觉、听觉、触觉等)接受信息,感知系统的作业情况和机器的状态

  2、信息处理功能——将接受的信息和已储存在大脑中的经验和知识信息进行比较分析后,作出决定,如作出继续、停止或改变操作的决定

  3、操纵功能——根据决定采取相应行动,如开关机器或增减其速度等

  (二)人机特性比较

  在人机系统设计中,首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点,以便研究人与机器的功能分配,从而扬长避短,各尽所长,充分发挥人与机器的各自优点;从设计开始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安全状态,做到安全生产。

  人和机各有自己的能力和长处,归纳起来各表现在四个方面:

  人的功能的限度是准确性、体力、速度和知觉能力;

  机器功能的限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。

  1)人优于机器的能力主要有:信号检测、图象识别、灵活性、随机应变、归纳推理、判断创造性。(掌握)

  2)机器优于人的能力主要有:对控制信号迅速作出反应,操作速度快、精确性高,输出功率大、耐久力强,重复性好,短期记忆,同一时间执行多种不同的功能,演绎推理以及能在恶劣环境下工作。(掌握)

  (三)人机功能分配原则(P60,掌握)

  笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、规律性的、单调的、高阶运算的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业,分配给机器承担

  研究、创造、决策、指令和程序的编排,检查、维修、故障处理及应付突然事件等工作,由人承担

  三、人机系统可靠性计算(熟悉)

  (一)系统中人的可靠度计算

  r = a1a2a3

  a1 ---输入可靠度

  a2 ---判断可靠度

  a3 ---输出可靠度

  1、人的基本可靠度

  2、人的作业可靠度

  RH = l- b1·b2·b3·b4·b5(l- r)(1--29)

  b1--作业时间系数

  b2 --作业操作频率系数

  b3 --作业危险程度系数

  b4 --作业生理和心理条件系数

  b5 --作业环境条件系数

  (二)、人机系统的可靠度计算

  人机系统的可靠度是由人的可靠度和机的可靠度组成的。

  机的可靠度可以通过大量统计学数据得到。

  人机系统的可靠度据不同的系统模型来求出,通常情况下可看成串联系统。

  (二)、人机系统的可靠度计算

  人机系统的可靠度是采用并联方法提高。常用方法为并行工作冗余法和后备冗余法。

  1 两人监控人机系统的可靠性。

  (1)异常情况时,相当于并联,可靠度大。

   2 多人表决的冗余人机系统

  若由几个人构成控制系统,当其中r个人的控制系统工作同时失误的时候,系统才会失败。

  3 控制器监控的冗余人机系统可靠度

  设监控器的可靠度为RMk,则人机系统的可靠度RSk为:

  RSk=[1-(1-RMk·RH)(1-RH)]·RM

  4 自动控制系统的可靠度

  设自动控制系统的可靠度为RMz,则人机系统的可靠度RSz为:

  RSz=[1-(1-RMz·RH)(1-RMz)]·RM

  四、人机系统可靠性设计基本原则(掌握)

  1、系统的整体可靠性原则

  2、高可靠性组成单元要素原则

  3、具有安全系数的设计原则

  4、高可靠性方式原则

  5、标准化原则

  6、高维修度原则

  7、事先进行试验和进行评价的原则

  8、预测和预防的原则

  9、人机工程学原则

  10、技术经济性原则

  11、审查原则

  12、整理准备资料和交流信息原则

  13、信息反馈原则

  14、设立相应的组织机构

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