人机系统可靠性计算
人机系统的可靠性和安全性
人机系统的可靠性和安全性1. 引言人机系统是指将人与计算机系统结合起来共同完成任务的系统。
在现代社会，人机系统已经广泛应用于各个领域，包括交通、军事、医疗、工业等。
然而，在人机系统中，可靠性和安全性是至关重要的因素。
本文将讨论人机系统的可靠性和安全性的概念，重点介绍相关的技术和方法。
2. 可靠性人机系统的可靠性是指系统在给定时间内能够正常运行的能力。
一个可靠的人机系统应该能够在各种不确定性和异常情况下保持正常工作。
以下是提高人机系统可靠性的几个关键因素：2.1 设计合理的系统设计是提高人机系统可靠性的基础。
在设计人机系统时，需要考虑各种潜在的故障和问题，并采取相应的措施进行预防和纠正。
例如，采用冗余系统结构可以使系统在某些组件故障时仍然能够正常运行。
2.2 测试对人机系统进行全面的测试是确保其可靠性的重要步骤。
通过模拟真实的使用场景和各种异常情况，可以发现潜在的问题并进行修复。
同时，测试还可以评估系统的性能和稳定性，并为改进和优化提供指导。
2.3 维护及时的维护和修复是保持人机系统可靠性的重要手段。
定期进行系统巡检和维护，及时处理故障和问题，可以减少系统停机时间，提高系统的可靠性和可用性。
3. 安全性人机系统的安全性是指系统在面临各种潜在威胁和攻击时能够保护其数据和功能的能力。
随着计算机技术的发展，人机系统面临的安全威胁也越来越多样化和复杂化。
以下是提高人机系统安全性的几个关键因素：3.1 认证和授权在人机系统中，认证和授权是确保系统安全性的重要手段。
通过对用户身份的验证，可以防止未经授权的访问和操作。
同时，授权机制可以限制不同用户的访问权限，保护系统的关键数据和功能。
3.2 加密和隔离加密是保护数据在传输和存储过程中不被窃取或篡改的常用手段。
人机系统可以使用各种加密算法来对敏感数据进行加密，防止数据泄露和非法访问。
此外，通过隔离不同用户和应用程序的运行环境，可以减少系统遭受攻击的风险。
3.3 安全更新和漏洞修复定期进行安全更新和漏洞修复是保持人机系统安全的重要措施。
人机系统可靠性
●02
第2章 人机界面设计与可 靠性
人机界面设计原 则
人机界面设计的原则包括界面简洁明了、操作 流畅一致、提供清晰的反馈信息以及考虑用户 心理和习惯。这些原则可以帮助设计师创造出 更符合用户需求的界面设计，提升用户体验。
人机界面设计常见问题
操作流程复杂
导致用户迷失在操作过 程中
信息过载
用户难以从大量信息 中获取所需
语音识别技术 智能助手、语音输入
虚拟现实技术 沉浸式体验、虚拟环境
人机交互技术发展趋势
智能化 智能交互设计 智能语音助手
个性化 个性化推荐系统 定制化界面
多模态交互 结合触摸、声音、手势等多种交互 方式
跨平台整合 不同设备之间无缝衔接 数据同步
人机交互技术在 人机系统可靠性
中的应用
人机交互技术在人机系统可靠性方面扮演着重 要的角色。通过提升用户体验，减少操作失误， 增加系统稳定性，人机交互技术能够有效提高 系统的可靠性，从而确保系统的正常运行和用 户满意度。
●05
第5章 人机系统安全性与 可靠性保障
系统安全性概述
系统安全性是指系统对于外部威胁和攻击的抵 抗能力，对于保障信息系统的安全至关重要。 安全漏洞可能导致信息泄露、系统崩溃等严重 后果，因此系统安全性需要得到充分重视和保 障。
安全措施与保障方法
加密技术 数据加密保障信息安全
审计跟踪
记录系统操作痕迹以 便追踪
人机交互技术发展趋势
智能化
智能交互设计、智能语 音助手
多模态交互
结合触摸、声音、手 势等多种交互方式
个性化
个性化推荐系统、定制 化界面
跨平台整合
不同设备之间无缝衔接、 数据同步
人机交互技术在可靠性中的作用
第六章 人机系统的可靠性
图6－1 人机系统模型
在人机系统中，人 起着主导作用。这主 要反映在人的决策功 能上，因为人的决策 错误是导致事故发生 的主要原因之一。
人机工程学 Ergonomics
第二节 人机系统的可靠性
在现实生活和生产工作中，每时每刻都在发生各式 各样的事故，以致夺走大批的生命。这主要归结于人、 机、环境之间关系不相协调的结果。于是，以减少事故、 提高系统安全性为目的的人、机、环境系统的可靠性研 究，日益被人们所重视。
人机工程学 Ergonomics
1.2.3 人为失误的定量分析(a)
人为失误的定量分析可以用人的失误率来表示：
F＝l－R
（6－l）
式中：F——人的失误率；
R——人的行为可靠度。
人机工程学 Ergonomics
1.2.3 人为失误的定量分析(b)
可靠度是指系统中的研究对象人或机器在规定
条件下和规定时间内能正常工作的概率。
人机工程学 Ergonomics
1.2.2 介绍S－O－R (a)
为了考察系统中人为失误的发生过程，就根据 人的作用建立了一个S—O—R（刺激一机体一反应） 行动模型。它是用于研究人和机器相互作用和相互 协调的一个模式，在这个模型中存在着涉及人和机 器的两个联接点。第一个是S—O联接点，在这个联 点上人必须识别刺激井作出判断；第二个是O—R联 接点，在这个联接点上，人必须作出反应和行动。
当一组作业序中有多个作业单元时，其可靠度
为每个作业单元可靠度的乘积，即R=RFra bibliotekR2R3…Ri
（6－2）
人机工程学 Ergonomics
1.2.3 人为失误的定量分析(c)
例如读电流表，人的可靠度为0.9945，而把读数 记录下可靠度为0.9966。若一个作业序中只有这两个 作业，那么这个作业序的可靠度。
人机可靠度计算公式并联
人机可靠度计算公式并联人机可靠度是一个在工程、技术和管理等领域中相当重要的概念。
简单来说，它就是用来评估人和机器一起工作时的可靠性程度。
咱们先从一个最基本的概念说起，啥叫可靠度？可靠度就是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。
那放到人机系统里，就是人和机器共同完成某个任务的成功概率。
要计算人机可靠度，并联系统可是个常见的情况。
比如说，一个生产线上，有工人操作机器，同时还有自动检测设备在一旁“把关”。
这工人和自动检测设备就可以看作是并联的关系。
那并联系统的人机可靠度计算公式是啥呢？假设人的可靠度是R1，机器的可靠度是 R2，那么并联系统的可靠度 R 就可以用这个公式来算：R = 1 - (1 - R1) × (1 - R2) 。
我给您举个例子来说明这个公式。
假设一个工厂的某个生产环节，工人操作的可靠度是 0.9，机器设备的可靠度是 0.8。
那按照咱们刚才说的公式来算，并联系统的可靠度就是 1 - (1 - 0.9) × (1 - 0.8) = 0.98 。
这意味着在这个生产环节中，人和机器一起工作，成功完成任务的概率是 98% 。
再给您说个我亲身经历的事儿。
有一次我去一家工厂参观，正好看到他们在调试一条新的生产线。
这条生产线需要工人和一台先进的机器人协同工作。
一开始，因为工人和机器人之间的配合还不熟练，经常出现一些小失误，导致产品合格率不高。
后来，经过技术人员的反复调试和对工人的培训，工人的操作水平提高了，机器人的程序也优化了。
我就好奇地问了问技术人员，他们现在这个生产线的人机可靠度能达到多少。
技术人员笑着跟我说，他们算过了，人的可靠度从原来的0.8 提高到了 0.9，机器人的可靠度本来就挺高，有 0.95 。
按照并联系统的计算公式一算，人机可靠度能达到 0.995 ！这可真是个巨大的提升啊。
从这个例子咱们也能看出来，要提高人机并联系统的可靠度，一方面要提高人的技能和素质，另一方面也要保证机器设备的性能和稳定性。
人机系统可靠性计算通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD700人机系统可靠性计算通用版In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards人机系统可靠性计算通用版使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。
文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。
(一)、系统中人的可靠度计算由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化，因此人的可靠性是不稳定的。
人的可靠度计算(定量计算)、也是很困难的。
1．人的基本可靠度系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率，称为人的基本可靠度，用r表示。
人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示：r＝a1a2a3 (4—13)、式中a1——输入可靠度，考虑感知信号及其意义，时有失误；a2——判断可靠度，考虑进行判断时失误；a3——输出可靠度，考虑输出信息时运动器官执行失误，如按错开关。
上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。
a1，a2，a3，各值如表4—5所示。
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。
人机系统可靠性设计基本原则
人机系统可靠性设计的基本原则1．系统整体可靠性原则从人机系统的整体可靠性出发，合理确定人与机器的功能分配，从而设计出经济可靠的人机系统。
一般情况下，机器的可靠性高于人的可靠性，实现生产的机械化和自动化，人们可以从机器的危险点和危险环境中解脱出来，从根本上提高了人机系统可靠性。
2．高可靠性元件原理系统要采用经过检验的、用于设计的高可靠性单元元件。
3．带安全系数的设计原则由于负荷条件和环境因素随时间而变化，所以可靠性也是随时间变化的函数，并且随时间的增加，可靠性在降低。
因此，设计的可靠性和相关参数应具有一定的安全系数。
4．高可靠性模式原理为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动安全装置等高可靠性结构的组合方式。
(1)、系统“自动保险”装置。
自动保险，也就是说，即使它是由不懂商业或不熟练的人经营的，也能保证安全，不受伤害或不出故障。
这是机械设备设计和装置设计的基本指导思想，是本质安全化追求的目标。
要通过不断完善结构，尽可能地接近这个目标。
(2)、系统“故障安全”结构。
故障安全，即使单个零件出现故障或，系统性能不变，仍能可靠工作。
系统安全通常基于正常和准确地完成指定功能。
可是，由于组成零件产生故障而引起误动作，常常导致重大事故发生。
为达到功能准确性，采用保险结构方法可保证系统的可靠性。
从系统控制的功能来看，故障安全结构有以下几种：①消极被动式。
当组件单元发生故障时，机器变为停止状态。
②积极主动式。
当组件单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。
③运行操作式。
即使组成单元发生故障，机器也可以运行，直到下一次定期检查。
通常在产业系统中，主要是被动结构。
5．标准化原则为减少故障环节，应尽可能简化结构，尽量采用标准化的结构和方法。
6．高维护原则为便于检修故障，故障时易于快速修复，同时为考虑经济性和备用方便，应采用零件标准化、部件通用化、设备系列化的产品。
7．提前测试和评估原则对于缺乏实践测试和实践经验的材料和方法，必须事先进行试验和科学评价，然后再根据其可靠性和安全性而选用。
安全人机工程学 第八章 人机系统的可靠性分析与评价
8.3 人机系统评价
1.评价原则
(1)评价方法的客观性 (2)评价方法的通用性 (3)评价指标的综合性
8.3 人机系统评价
2.评价指标的建立
(1)技术评价指标 (2)经济评价指标 (3)环境评价指标
8.3 人机系统评价
3.评价指标体系
人机系统设计评价指标(要素)体系中,可 以从整体性、技术性、宜人性、安全性、经济 性、环境舒适性等角度进行评价。
4.多人表决的冗余人机系统可靠度
8.2 人机系统可靠性分析
5.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按 下式计算:
RSk=[1-(1-RMkRH)(1-RH)]RM
8.2 人机系统可靠性分析
6.自动控制冗余人机系统可靠度 设自动控制系统的可靠度为RMz,则人机系统的可靠度 RSz按下式计算:
8.3 人机系统评价
4.评价方法
(1)校核表评价法(安全检查表法)
国际人类工效学学会提出的人类工效学系统,其 主要内容如下:
1)作业空间的分析。 2)作业方法的分析。 3)环境分析。 4)作业组织分析。 5)负荷分析。 6)信息的输入和输出分析。
8.3 人机系统评价
4.评价方法 (2)海洛德分析评价
分析评价仪表与控制器的配置和安装位置对人是否 适 当 , 常 用 海 洛 德 (Human Error and Reliability Analysis Logic Development,HERALD)法,即人的失误 与可靠性分析逻辑推算法。海洛德法规定,先求出人们 在执行任务时成功与失误的概率,然后进行系统评价。
• 2.故障率(或失效率)
基于耦合条件下的船舶人机系统可靠性计算
ｄ 当软件 可靠性 没有 纳入 系统 可靠性 模 型时 ， ） 应假设 整 个软 件是 完全 可靠 的 ； ｅ当人员 可靠性 没有 纳入 系统 可靠 性模 型时 ， ） 应假 设人 员是 完全 可靠 的 。
２ 船舶 人机系统可 靠性分析
２ １ 系统可 靠性计 算 ．
针对图 １ 所示 可靠性 模 型 ， 定各个 子 系统 的寿命 服从 指数 分 布 ， 假 各个 子 系统 的失效 率分 别为 ， ＝ １ ｉ ， ２ ３ … ，５键 盘机 、 ，， １ ， 传感 器 、 它输 入设 备 （ ３到第 ５ 子系统 ） 其 第 个 构成 的输 入 系统 之 间存 在 相关 性 ， 它们 与 其 他子 系统 之间相 互独 立 。 以本地 状态 系统 可靠性 计算 为 例 。
１ 人一 机 系统 可 靠 性 模 型 构 建
以某船舶 人机 系统结 构 特性 为 例 ， 系 其 统可靠 性模 型是 图 １ 所示 的 串并混 合 模 型 。 系统可 靠性模 型［ ］ 述 系统 及 其组 成 单元 ５描 间 的故 障逻辑 关 系 ， 采用 可 靠性 框 图及 其 数 学模型 ， 建立 可靠 性 模 型 时 ， 用 的假 设 主 采
Ｒ （） ￡
‘
Ｒｓ（ ） ｚ ￡
要有 ： 通
ａ 系统 及组 成 单 元 只有 故 障 与 正 常 两 ）
种状态 ， 不存 在第 ３种状 态 ；
图 ｌ 船舶人机 系统 串并混合可靠性模型
收稿 日期 ：２ Ｏ 一Ｏ —１ ０８ ３ ８ 基金项 目：船舶行业横向委托项 目（４ ４ １－Ｊ ０ １０ ７ ）
作 者简 介 ：金 立 （９ ２ １７ 一 ） 男 ． 州 人 ， 师 ， 士 ， 事舰 船 机 械 性 能 、 靠 性 等 的研 究 。 ， 杭 讲 硕 从 可
第17讲 人机系统的可靠性和安全性
第十七讲人机系统的可靠性和安全性通过本章的学习，应能够：1．描述人机系统的可靠性、可靠度；2．掌握人、人机系统的可靠度计算方法；3．说明人机系统可靠性设计的要求；4．运用故障树对人机系统得安全性进行描述和分析。
一、基本概念1．可靠性定义：可靠性是指研究对象在规定条件下和规定时间内功能的能力。
研究对象：指系统、机器、部件或人员。
本学科只研究人的操作可靠性，即以引起系统故障或失效的人为因素为研究对象。
可靠性高低与研究对象所处的规定条件和规定时间有密切关系。
研究对象所处的条件包括温度、湿度、振动、冲击、负荷、压力等，还包括维护方法、自动操作还是人工操作、作业人员的技术水平等广义的环境条件。
规定的时间一般指通常的时间概念，根据研究对象的不同也使用周期、距离、次数等相当于时间指标的量。
研究对象的功能：是指对象的某些特定的技术指标。
2．可靠度定义：可靠度R是指在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的概率。
不可靠度或失效概率F：研究对象在规定的条件下、规定时间内丧失规定的功能的概率。
R十F＝1或R＝l—F可靠度的获得：研究对象的不可靠度可以通过大量的统计实验得出。
3．人的操作可靠度定义：作业者在规定条件下、规定时间内正确完成操作的概率，用R H表示。
人的操作不可靠度(人体差错率)F H，R H+F H=1。
人的操作可靠度计算：人的行动过程包括：信息接受过程、信息判断加工过程、信息处理过程。
人的可靠性也包活人的信息接受的可靠性、信息判断的可靠性、信息处理的可靠性。
这三个过程的可靠性就表达了人的操作可靠性。
（1）间歇性操作的操作可靠度计算。
间歇性操作的特点是在作业活动中，作业者进行不连续的间断操作。
例如，汽车换挡、制动等均属间歇性操作。
这种操作可能是有规律的，有时也可能是随机的。
因此，对于这种操作不宜用时间来表达其可靠度，一般用次数、距离、周期等来描述其可靠度。
若某人执行某项操作N次，其中操作失败n次，则当N足够大时，则此人的操作不可靠度为：F H＝n/N人在执行此项操作中，其操作可靠度为：R H＝1—F H＝1—n/N例如，汽车司机操纵刹车5000次，其中有1次失误项操作的可靠度为：R H＝1—1/5000＝0．9998（2）连续性操作的操作可靠度计算。
人机可靠度计算公式
人机可靠度计算公式引言：随着人工智能技术的不断发展和应用，人机交互已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
然而，在人机交互过程中，我们对于机器的可靠度常常是非常关注的。
因此，我们需要一种可靠的方法来评估人机系统的可靠度。
本文将介绍一种常用的人机可靠度计算公式，帮助我们更好地评估人机系统的可靠性。
一、人机可靠度的概念人机可靠度是指人机系统在特定任务中能够正确完成任务的能力。
它是评估人机交互过程中机器的可靠性的一个重要指标。
人机可靠度的高低直接影响着人机系统的稳定性和用户体验。
因此，人机可靠度的计算对于人机交互技术的发展具有重要意义。
二、人机可靠度计算公式人机可靠度计算公式是通过评估人机系统的故障概率来计算的。
人机系统的故障概率可以通过以下公式来计算：可靠度 = 1 - 故障概率故障概率是指人机系统在特定任务中出现故障的概率。
它可以通过以下公式来计算：故障概率 = 故障次数 / 总任务次数其中，故障次数是指人机系统在特定任务中出现故障的次数，总任务次数是指人机系统在特定时间内执行的任务总次数。
三、人机可靠度计算实例为了更好地理解人机可靠度计算公式的使用，我们可以通过一个实例来进行说明。
假设我们要评估一款语音识别软件的可靠度。
我们选择了100个不同的语音样本作为测试集，然后让人机系统对这些语音样本进行识别。
在测试过程中，我们记录下了系统的故障次数。
假设在测试过程中，语音识别软件出现了5次故障。
根据人机可靠度计算公式，我们可以计算出故障概率：故障概率 = 5 / 100 = 0.05然后，我们可以通过故障概率计算出人机系统的可靠度：可靠度 = 1 - 0.05 = 0.95这意味着在特定任务中，该语音识别软件的可靠度为0.95，即在95%的情况下能够正确识别语音样本。
四、人机可靠度的影响因素人机可靠度的计算不仅仅与故障次数有关，还受到其他因素的影响。
以下是一些常见的影响因素：1. 设备质量：设备的质量和稳定性直接影响着人机系统的可靠度。
人机系统可靠性计算
人机系统可靠性计算1. 引言在现代工业制造中，人机系统已经成为了相当重要的组成部分，它不仅直接影响产品或生产线的效率和性能，也会对人员工作安全和健康产生影响。
因此，对人机系统可靠性的计算和评估也变得尤为重要。
2. 人机系统可靠性的定义人机系统可靠性是指人机交互过程中系统正确执行所需的能力。
在这个系统中，人员作为系统的一部分，与机械、电子、软件等组成部分之间建立了一系列交互过程。
人机系统可靠性的提高，不仅能够减少错误发生的可能性，还能保障人员的安全，提高整个系统的生产效率和性能。
3. 人机系统可靠性的计算方法人机系统可靠性的计算方法通常采用传统的可靠性理论，包括失效模式和失效率、功能模式和功能下限、可行度和可行度下限、可靠性指标等。
其中，失效率和可靠度是最为关键的评估指标。
3.1 失效率和失效模式失效率是指单位时间内系统失效的概率，可通过以下公式进行计算：λ = NF / T其中λ表示失效率，NF表示系统故障数，T表示故障的总时间。
失效模式是指系统失效的方式和原因，通过对系统运行过程的分析，可以确定不同的失效模式，进而进行针对性的预防措施。
3.2 功能模式和功能下限功能模式是指系统能够完成的工作或功能，例如人机系统可以完成显示、输入、处理、输出等多种功能。
功能下限是指能够满足系统功能要求的最小条件限制，包括输入能力、处理能力、输出能力等。
3.3 可行度和可行度下限可行度是指人机系统在特定环境下运行的能力，例如在恶劣的环境中，系统是否仍然能够保持正常的运行。
可行度下限是指可以保障系统正常运行的最低条件或限制。
3.4 可靠性指标可靠性指标是指反映系统实际可靠性水平的指标，包括平均无故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）、成功概率等。
这些指标可以帮助进行系统可靠性的评估和改进。
4. 结论人机系统可靠性是现代工业制造中不容忽视的重要组成部分，对系统可靠性的计算和评估，能够帮助提高整个系统的效率和性能，保障人员的安全，降低错误发生的可能性。
人机系统可靠性设计基本原则
人机系统可靠性设计基本原则一、概述人机系统可靠性设计是指在人机交互系统的设计过程中，通过合理的设计、可靠性测试和维护，以保证系统的质量和可靠性。
人机系统可靠性设计的目的是建立一个安全、高效、可靠、易用和可维护的系统，能够满足用户的需求和期望。
人机系统可靠性设计是一项复杂的任务，需要综合考虑多个因素，包括使用环境、用户需求和使用习惯、硬件和软件的可靠性、维护成本等。
本文将介绍人机系统可靠性设计的基本原则，以帮助设计人员建立高效、可靠和用户友好的人机系统。
二、基本原则1. 用户为中心人机系统的设计应该以用户为中心，强调用户需求和体验。
设计人员应该考虑用户的使用环境、心理和认知特点，设计易用性高、操作简洁、界面友好的系统。
设计人员还需考虑用户的使用习惯和习惯动作，避免用户在使用时出现不适应的情况。
2. 可靠性系统的可靠性是一个基本的设计原则。
为了提高系统的可靠性，需要关注软件和硬件的质量，以及系统的维护成本。
设计人员需要使用可靠的技术，进行可靠的计算和测试，并进行适当的维护和监测，以保证系统的稳定。
3. 系统安全系统的安全是一个重要的设计原则。
设计人员需要考虑安全问题的发生可能性，并采取相应的措施来保障用户的信息和隐私安全。
4. 可维护性系统的可维护性是一个重要的设计原则。
设计人员需要考虑系统的维护成本，并设计相应的功能和界面，以方便维修和维护。
5. 合理的反馈机制系统必须建立一套完善的反馈机制，帮助用户了解看到的操作结果，让用户知道操作的行为是否有效，反馈的内容应该具体且明确。
同时，反馈机制应该合理，不能因过度反馈，导致用户的疲劳和不适应。
6. 弹性和容错性在设计系统时，应该考虑到错误操作或系统故障的情况。
设计人员应该设计系统弹性和容错性，以防止错误和故障的发生，并提供相应的解决方案。
并且，设计人员也应该在用户错误操作，或系统故障时，给予用户积极的、及时的建议和解决方案。
7. 可定制化设计人员应该考虑到不同用户对系统的需求和使用情况，使用合适的机制和手段，以便用户可以定制化自己的操作界面或工具。
人机系统可靠性(31页)
1可靠性的定义及其度量 平均寿命
人机系统 的可靠性
平均无故障工作时间
t-Yt/n
式中Et——总工作时间； n 故障（或失效）次数或试验产品数。
1可靠性的定义及其度量 来维修度
人机系统 的可靠性
__工具屬 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T的函数，用表示，称为维修度函数。
安全科技概论 --安全人机工程
1可靠性的定义及其度量
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。
人机系统 的可靠性
1可靠性的定义及其度量
人机系统 的可靠性
可靠性度量指标：是指对系统或产品的可靠程度作出定量 表不•
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。
F(t)，t)/ N=l-R⑴
F(t) BtNf (t)的増加而増加。 F(t)的变化范围约为0<F(t)<h
1可靠性的定义及其度量 *故障率（或失效率）
人机系统 的可靠性
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 为沁），称为故障率函数。
人机系统 的可靠性
2人的可靠性 影响人的可靠性的因素
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。
人机系统 的可靠性
2人的可靠性
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、心 理上的不舒适。
人机系统可靠性
未来发展方向与展望
人工智能技术的进一步发展将 提高人机系统的可靠性。
人机协作模式将更加成熟，提 高系统的稳定性和安全性。
未来人机系统将更加注重人的 因素，提高人的参与度和体验 感。
人机系统可靠性将进一步推动 各行业的智能化进程。
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汇报人：
案例三：智能交通系统中的可靠性优化，通过采用智能技术和大数据分 析，优化交通信号控制和车辆调度，提高了交通系统的可靠性和效率。
案例四：医疗设备中的人机交互设计优化，通过改进医疗设备的人机交互 设计，降低操作难度，提高设备的可靠性和安全性，从而提高了医疗质量。
06
人机系统可靠性发展趋势与展望
发展趋势与挑战
发展趋势：人机系统可靠性不断提高，智能化、自动化技术广泛应用 挑战：人机交互界面设计、数据安全与隐私保护等问题亟待解决 未来展望：人机系统可靠性将进一步提升，更好地服务于人类生产和生活 应对策略：加强技术研发，提高人机系统可靠性，同时关注人机交互与数据安全等问题
技术创新与应用前景
人工智能技术的快速发展，提高了人机系统的可靠性。 物联网技术的应用，实现了人机系统的远程监控和维护。 云计算技术的发展，为人机系统提供了强大的数据处理能力。 5G通信技术的应用，提高了人机系统的实时性和响应速度。
容错设计
定义：在系统中 增加冗余组件或 功能，以降低系 统故障的概率
目的：提高系统 的可靠性和稳定 性
方法：硬件容错、 软件容错、混合 容错
考虑因素：成本、 技术可行性、系 统复杂性
冗余设计
目的：在系统发生故障时， 冗余设计可以提供备用功能， 确保系统继续正常运行
定义：在系统中增加额外的 组件或功能，以提高系统的 可靠性和安全性
提高生产效率和产品质量 保障人员安全和减少事故风险 增强系统稳定性和可靠性 提升人机交互体验和用户满意度
2.9-系统可靠性分析法(D)--人机系统对可靠度资料
三、人机系统的牢靠度的计算
2.并联系统 (4)系统并联与单元串联 以上介绍了串联和并联系统的牢靠度的数字模型及计算方法，实际上人机系 统的联接是极其简洁的。 假设把m个由n个一样牢靠度单元组成的串联系统再并联起来，就称为系统并 联，其牢靠度计算的表示式为:
假设把n个由m个一样牢靠单元组成的并联系统再串联起来，就称为单元并联， 其牢靠度计算表示式为:
图9-8中，在功能上独立的单元i=1,2,3, …,n串联布置，假定各单元的牢靠 度分别为R1,R2,R3, …, Rn，依据概率的独立大事乘法定理，应为:
三、人机系统的牢靠度的统中，常承受冗余的方式，它用一系列平行工 作的单元组成，只有当各构造单元全发生故障时，这个系统才会发生故障，这种 系统为并联系统。并联系统的构造形式有很多种类，现扼要介绍常用的几种。 (1)并联冗余
套发挥作用汽车就不会失控。而刹车系统和车轮系统是串联关系。 该制动系统可看做是由A-B子系统和C-D子系统组成的牢靠性串联系统。
A-B子系统是由A子系统和B子系统组成的牢靠性并联系统; A子系统是A1、A2和A3三个单元组成的牢靠性串联子系统; B子系统是B1和B2两个单元组成的牢靠性串联子系统;
C-D子系统是由C子系统和D子系统组成的牢靠性并联系统; C子系统是C1和C2两个单元组成的牢靠性串联子系统; D子系统是D1和D2两个单元组成的牢靠性串联子系统。
第三节 人机系统的牢靠度
假设是3个人同时进展监测，构成并联冗余， 此时系统的的牢靠度为：
假设由3个人进展安全监视，串联时的牢靠度为:
不同状况下系统的牢靠度比较贱图9-11所示。
三、人机系统的牢靠度的计算
2.并联系统 (3)表决冗余 由图可见，当表决冗余系统中各单元的牢靠度R大于0.5时，其系统的牢靠度将 会提高，假设R小于0. 5，则牢靠度反而会降低。
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人机系统可靠性计算
Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
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文件编号：KG-AO-3138-34 人机系统可靠性计算
使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行
具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或
活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
(一)、系统中人的可靠度计算
由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化，因此人的可靠性是不稳定的。
人的可靠度计算(定量计算)、也是很困难的。
1．人的基本可靠度
系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率，称为人的基本可靠度，用r表示。
人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示：
r＝a1a2a3 (4—13)、
式中a1——输入可靠度，考虑感知信号及其意义，时有失误；
a2——判断可靠度，考虑进行判断时失误；
a3——输出可靠度，考虑输出信息时运动器官执行失误，如按错开关。
上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。
a1，a2，a3，各值如表4—5所示。
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)、
2．多人表决的冗余人机系统可靠度
上述两人监控作业是单纯的并联系统，所以正常操作和误操作两种概率都增加了，而由多数人表决的人机系统就可以避免这种情况。
若由几个人构成控制系统，当其中r个人的控制工作同时失误时，系统才会失败，我们称这样的系统为多数人表决的冗余人机系统。
设每个人的可靠度均为R，则系统全体人员的操作可靠度Rm为：
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