人的操作可靠性指人在規定條件下、規定的時間內,正確完成人機系統分配的規定功能的能力。
與機器可靠性相比,人的行為是有自由度的。人處理事情的能力隨人的身心狀態、作業環境、社會因素、情緒狀態的變化隨機起伏變化。這種人的不穩定性就不可避免地存在發生人的差錯的可能性,導致人的操作可靠性下降。研究提高人的操作可靠性是提高系統可靠性的重要環節。
評價人的操作可靠性的常用尺度是人的操作可靠度,即作業者在規定條件下和規定時間內正確完成操作功能的概率,用RH表示。與人的操作可靠性相對應的是人的操作不可靠度,即在規定條件下和規定時間內喪失規定功能的概率,用FH表示。兩者為一完備事件組,所以有:
RH+FH=1 或 RH=1—FH
人的可靠性由人的信息接受的可靠性、信息判斷的可靠性和信息處理的可靠性等三個作業過程組成。由于人在系統中完成功能的操作方式有間隙性操作和連續性操作兩類,所以可靠度的計算方法也不一樣。對于間隙性操作,一般不宜用時間來表示其可靠度,工程上常用人差錯頻率的實驗數據來表示。即某人執行某項操作N次,其中失敗n次,則當N足夠大時,人的操作可靠度可按下式計算:
對于連續性操作的可靠度可直接用時間來描述,其數學模型為:
式中t為連續工作時間,λ(t)為t時間內人的差錯率,是隨時間變化的函數。對不同的人或不同的時間是各不相同的。在計算時一般根據不同的人、不同的時間,進行同一操作的差錯率的平均值進行計算的。
為了實際計算的方便,更多的時候,人們根據信息輸入、判斷決策和操作處理等人的行動過程模式首先計算人的操作基本可靠度r,然后再根據作業操作頻率、危險程度、人體身心素質和環境條件對人的操作的影響,對基本可靠度進行修正,求出操作可靠度RH。計算方法如下:
r=r1×r2×r3
式中:r1為與輸入有關的基本可靠度,r2為與判斷決策有關的基本可靠度,r3為與操作處理有關的基本可靠度。
RH=1—a×b×c×d×e×(1—r)
式中:a為作業時間修正系數,b為操作頻率修正系數,c為危險程度修正系數,d為生理心理條件修正系數,e為環境條件修正系數。
基本可靠度r1、r2、r3和修正系數a、b、c、d、e的取值分別見表1和表2。
當n個人的操作可靠度均為等值R,構成串聯作業系統時,總的操作可靠度為RH=Rn,當構成并聯作業系統時,總的操作可靠度為RH=1—(1—R)n。當m個并聯系統包含了n個并聯系統,總的可靠度為RH=1—(1—Rn)m,當m個并聯系統構成了n個串聯系統,總的可靠度為RH=1—[(1—R)m]n。
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