系统可靠性分析法D人机系统对可靠资料

第Fra Baidu bibliotek节 人机系统的可靠度
如果是3个人同时进行监测，构成并联冗余， 此时系统的的可靠度为：
若由3个人进行安全监视，串联时的可靠度为:
不同情况下系统的可靠度比较贱图9-11所示。
三、人机系统的可靠度的计算
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可靠度R大于0.5时，其系统的可靠度将 会提高，若R小于0. 5，则可靠度反而会降低。
r 1
Rs Cni 1 R R i ni i0
(9 40)
将此原则用到安全监视上可以进一步提高避免事故的可靠度，同时也减 少了正常状态的误动作。 例如：3个人进行安全监视，有2个人执行操作才能切断电源。这种多数表决方
式的可靠度为:
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统 (3)表决冗余
例如：3个人进行安全监视，有2个人执行操作才能 切断电源。这种多数表决方式的可靠度为(此 时n=3,r=2):
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统 (4)系统并联与单元串联 示例：有一汽车的制动系统可靠性连接关系如图2-19所示，求系统的可靠度。 已知组成系统各单元的可靠度分别为: R(A1)=0.995, R(A2)=0.975, R(A3)=0.972, R(B1)=0.990, R(B2)=0.980, R(C1)=R(C2)=R(C3)=R(C4)=0.995。
第二节人的操作可靠度 一、机器的可靠度计算
第二节人的操作可靠度 一、机器的可靠度计算
一 、 机 器 的 可 靠 度 计 算 例：求汽车离合器在使用1000h条件下其可靠度为多少?
二、人机系统的可靠度
人机系统的可靠度是评价人机系统设计的重要内容，人机系统最重要的形 式就是人与机器的相互结合。
为了获得人机系统的最高效能，除了机器本身可靠度指标要高外，还要求 操作者的操作可靠度指标也要高。一般情况下，人机系统的可靠度RS由机子系 统的可靠度RM和人的操作可靠度RM，两部分串联组成，如图9 -6所示。
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统 (4)系统并联与单元串联
解：(1)系统分析 由图中可见，该系统有两套独立的子系统，一套是脚踏操作式液压系统（脚刹系统）
A，另一套是手控机械系统（手刹系统）B，二者是并联关系。 脚刹系统由3个单元组成：脚踏板A1、液压系统A2、制动盘A3；同时动作。 手刹系统由2个单元组成：手控干B1、机械联动装置B2；同时动作。 两个刹车子系统控制同一套阀瓦，或者同时两个前轮、或者同时两个后轮，只要有
例如，当RM=0.95, RH=0.8时，RS=0.76， 若改进机器,使机器可靠度RM=0.99, RH=0.79 ，RS=0.79，并没有什么改善。此种情况下， 应考虑提高人的操作可靠度RH。
在目前，科学技术的进步和发展，使得机 器的可靠度有了很大的提高。那么，提高人的 可靠度就显得越来越重要了，这一点应当引起 我们的重视。
三、人机系统的可靠度的计算
第三节 人机系统的可靠度
人机系统的可靠度计算是一个比较复杂的技术。为了进行可靠度计算，首先要 对组成人机系统的功能及其相互关系及其可靠度取值，其次是人的操作可靠度的确 定，同时还要画出可靠性逻辑图。 1.串联系统
如果组成系统的任何一个单元发生故障，就会导致整体系统发生故障。那么 这种系统称为串联系统。如图9 -8所示。
图9-8中，在功能上独立的单元i=1,2,3, …,n串联布置，假定各单元的可靠 度分别为R1,R2,R3, …, Rn，根据概率的独立事件乘法定理，应为:
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统
在一些可靠性要求较高的人机系统中，常采用冗余的方式，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。并联系统的结构形式有许多种类，现扼要介绍常用的几种。
(1)并联冗余 如图9-9所示，将n个单元并联起来同时工作，执行同一功能，并且只要不是
所有的单元都发生故障，系统就不会发生故障，这种连接称为并联冗余。系统的 可靠度Rs(t)可按概率相容事件加法公式计算。
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统 (1)并联冗余
第三节 人机系统的可靠度
结果应该为：
1.5 1
三、人机系统的可靠度的计算
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可靠度的数字模型及计算方法，实际上人机系 统的联接是极其复杂的。 如果把m个由n个相同可靠度单元组成的串联系统再并联起来，就称为系统并 联，其可靠度计算的表示式为:
如果把n个由m个相同可靠单元组成的并联系统再串联起来，就称为单元并联， 其可靠度计算表示式为:
可见，待机冗余系统的平均寿命或平均故障间隔时间为单个系统的2倍。
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统 (3)表决冗余
为了减少正常状态下的误动作和异常状态下没有做出正确动作的概率，可 采用由监视者或作业者或单元多数表决的方式。
假定有一个由n个单元组成的系统，当其中有r个单元发生故障时，系统便失 去功能，若单元组成部分的可靠度均为R，则整个系统的可靠度为:
三、人机系统的可靠度的计算
2.并联系统 (2)待机冗余 在图9-10中，一个单元发生故障时，有同样功能的另一单元立即接上去进行工作，
使系统得以继续维持，这种方式称为待机冗余或后备冗余。即开始时不是常用冗余， 只是主单元处于工作状态，另一个单元处于待命状态。这种替换操作犹如司机和副司 机等。
假定有n个单元，其可靠度R1=R2=R3= …=Rn，故障率λ1= λ2 = …= λn ，则待 机冗余系统的可靠度R(t)为:
此系统要求人、机两子系统均处于正 常状态，即人和机器同时处于较高的可靠 性时，人机系统才有较高的可靠性。按串 联系统的概率计算原则，人机系统的可靠 度RS为:
二、人机系统的可靠度
根据式(9-36 )，可绘成图9 -7的关系曲线。 根据以上分析可知，要提高人机系统的可靠 度，必须从提高RM和RH两个方面人手，过分提 高某一个值，往往收效不大。
通常在异常状态下正确操作的概率R1一般都比较高，假定R1=0.90； 而正常状况下误操作的概率F一般比较低，假定F = 0.15，即R2=(1-F)=0. 85， 则3人的多种表决冗余系统在异常状态下的可靠度R1S，在正常状态下的可靠度R2S、 分别为:
由此可见，多数表决冗余系统中，异常状况下的可靠性和正常状态下的 可靠性都得到改善。