《安全生产技术》第一章辅导（十）
《安全生产技术》第一章辅导（十）
第十一节人机系统（重点学习）
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、人机功能分配重点）
（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，将这些刺激信息作为输入传递给人的中枢神经。
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，对感知的信息进行检索、加工、判断、评价，然后做出决策。
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几人对外界刺激的反应。
（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：即信息感受、信息处理和决策、操作反映、工作能力等。见图表1－10
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
1.人的基本可靠度
r＝a
a2－－－判断可靠度
a3－－－输出可靠度
（1） 连续作业
（2） 间歇性作业
2.人的作业可靠度
RH＝l－b1b2b3b4b5（l－r）
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－－作业生理心理因素系数
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。
从人机系统考虑，若将环境作为干扰因素，而且此处假设环境是符合指标要求的，设其可靠度为1，则人机系统的可靠度为：
RS＝R人R机＝R人R机器＝RＨRＭ
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。
正确操作的概率为
RHb＝1－（1－R1）（1－R2）
（2）正常状况，相当于两人串联，可靠度降低
正确操作的概率为
RHc＝R1R2
所以两人监控人机系统的可靠度
正常时候：R”Sr＝RHc·RM＝R1·R2·RM
异常时候：R”Sr＝RHb·RM＝[1－（1－R1）（1－R2）]RM
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R Mz，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
第十二节 安全技术规程、规范与标准（略）
