人的可靠性课件.ppt

1、 1 1/30302023-1-22023-1-2人因工程学人因工程学第第5 5节节 人的可靠性人的可靠性 专业：物流工程专业：物流工程学号：学号：137800915137800915姓名：姓名：姚姚 宇宇2023-1-22023-1-2 2 2/30302023-1-22023-1-2人因工程学人因工程学 5.1 人的可靠性与压力人的可靠性与压力5.2 核电站和飞行中的人因失误核电站和飞行中的人因失误5.3 人因可靠性分析方法人因可靠性分析方法2023-1-22023-1-22023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 5.1 人的可靠性与压力 在复杂的人在复杂的人-机系统中，随着科

2、技机系统中，随着科技的发展，设备的可靠性不断提高，运的发展，设备的可靠性不断提高，运行环境得到了较大的改善。行环境得到了较大的改善。但是由于人存在较大的可塑性和但是由于人存在较大的可塑性和难控性，以及系统复杂程度的增加，难控性，以及系统复杂程度的增加，因而造成的事故越来越多，因而造成的事故越来越多，2023-1-22023-1-232023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性各行业中人因事故所占比例各行业中人因事故所占比例2023-1-22023-1-242023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 据统计，据统计，(2090)%(2090)%的系统失效与人有的系统失效与人有关

3、，其中直接或间接引发事故的比率为关，其中直接或间接引发事故的比率为(7090)%(7090)%。因此在进行工程系统的可靠性。因此在进行工程系统的可靠性分析时，必须考虑分析时，必须考虑人的可靠性。人的可靠性定义人的可靠性定义：在规定的最小限度内，在系统在规定的最小限度内，在系统运行的任一要求阶段，由人成功地运行的任一要求阶段，由人成功地完成工作或任务的概率。完成工作或任务的概率。2023-1-22023-1-252023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 影响可靠性的重要方面之一：压力 压力？压力是人在某种条件刺激压力是人在某种条件刺激(在机体内部或外部在机体内部或外部)的的作用下，所

4、产生的生理变化和情绪波动，作用下，所产生的生理变化和情绪波动，使人在心使人在心理上所体验到的一种压迫感或威胁感。理上所体验到的一种压迫感或威胁感。2023-1-22023-1-262023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 工作中造成人压力的原因：2023-1-22023-1-272023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性工作中的挫折会阻碍人达到预定的目标工作中的挫折会阻碍人达到预定的目标2023-1-22023-1-282023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性2023-1-22023-1-292023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 5.2.1 核

5、电站的人因失误1979年美国三哩岛事故（年美国三哩岛事故（Three Mile Island-2）简称简称TIM-2 这次事故是由于二回路的水泵发生这次事故是由于二回路的水泵发生故障后，二回路的事故冷却系统自动故障后，二回路的事故冷却系统自动投入，但操作人员未判明卸压阀没有投入，但操作人员未判明卸压阀没有回座，反而关闭了应急堆芯冷却系统，回座，反而关闭了应急堆芯冷却系统，停止了向堆芯内注水。这一系列的管理停止了向堆芯内注水。这一系列的管理 和操作上的失误与设备上的故障交织在一起，和操作上的失误与设备上的故障交织在一起，使一次小的故障急剧扩大，使一次小的故障急剧扩大，造成堆芯熔化的严重事故造成堆

6、芯熔化的严重事故2023-1-22023-1-2102023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 切尔诺贝利事故-苏联1986年事故现场年事故现场 当年的抢救者当年的抢救者切尔诺贝利事故发生的主要原因是该核电站所采用的核反应切尔诺贝利事故发生的主要原因是该核电站所采用的核反应堆存在严重的设计缺陷。堆存在严重的设计缺陷。运行人员执行的实验程序考虑不周运行人员执行的实验程序考虑不周和违反操作规程也是导致这次事故的原因。和违反操作规程也是导致这次事故的原因。但追朔其根本原因应归于原苏联核电站主管部门安全意识但追朔其根本原因应归于原苏联核电站主管部门安全意识淡漠，因为这种堆型的上述设计缺陷早已

7、为人所知，但未淡漠，因为这种堆型的上述设计缺陷早已为人所知，但未引起重视。引起重视。2023-1-22023-1-2112023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 2003-2005国内各运行核电厂人因事件统计2023-1-22023-1-2122023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 2003-20052003-2005年，国内各运行核电厂共报年，国内各运行核电厂共报告事件告事件432432起。在与人员相关的因素中位居起。在与人员相关的因素中位居首位的是首位的是 工作实践工作实践中出现的问题，共中出现的问题，共115 115 起起事件，占该类总数的事件，占该类总数的53

8、%53%；其次是其次是规程、规程、制度和文件的错误制度和文件的错误，2929起；再次是起；再次是培训培训/资资格格存在不足，有存在不足，有2525起事件。起事件。2023-1-22023-1-2132023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 进一步分析，工作实践过程中出现的问进一步分析，工作实践过程中出现的问 题多数根源于：题多数根源于：2023-1-22023-1-2142023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性工作实践中会有各种各样的失误，那么工作实践中会有各种各样的失误，那么 企业应该企业应该如何做？如何做？才能有效减少人因事件才能有效减少人因事件发生的概率发生的概率

9、！文化建设文化建设个性测试个性测试情绪管理情绪管理轮班制度轮班制度防范措施防范措施2023-1-22023-1-2152023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性5.2.2 飞行中的人因失误 1986年 美国挑战者号航天飞机失事2023-1-22023-1-2162023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 机组资源管理机组资源管理 CRMCRM（Crew Resource ManagementCrew Resource Management）和）和威胁威胁与失误处置与失误处置TEM(The Threat and Error Management)TEM(The Threat

10、and Error Management)这两个这两个模型的提出为避免各种飞行失误提供了可能。模型的提出为避免各种飞行失误提供了可能。CRM CRM 是指充分、有效、合理地利用一切可以利用的是指充分、有效、合理地利用一切可以利用的资源来达到安全有效飞行运行的目的，它是客服人因失误资源来达到安全有效飞行运行的目的，它是客服人因失误的一种人因训练方法，通过机组成员之间的有效沟通和协的一种人因训练方法，通过机组成员之间的有效沟通和协作来相互抑制团队驾驶中的操作失误，从而最大限度的减作来相互抑制团队驾驶中的操作失误，从而最大限度的减少威胁飞行安全的潜在因素。少威胁飞行安全的潜在因素。TEM TEM是机

11、组失误检测与控制模型，机组人员要检测是机组失误检测与控制模型，机组人员要检测威胁、失误、和不理想的飞机状态这些日常事件可能带来威胁、失误、和不理想的飞机状态这些日常事件可能带来的失误，并作出有效的处理。的失误，并作出有效的处理。2023-1-22023-1-2172023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性5.3.1 人的失误率预测技术（THERP）(1)(1)建立人因事件树建立人因事件树 （小写表示任务完成，大写表示失败）（小写表示任务完成，大写表示失败）Aab/aB/ab/AB/ASFFF两个子任务的两个子任务的HRA事件树示例事件树示例2023-1-22023-1-2182023

12、-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 每个任务的人因失误概率（每个任务的人因失误概率（HEPHEP）值可以从人因手册）值可以从人因手册 中查出中查出（2 2）对人因失误概率进行修正）对人因失误概率进行修正 首先根据紧张程度进行修正。通常对极度紧张条件首先根据紧张程度进行修正。通常对极度紧张条件应两外赋值，极低紧张和轻度紧张条件下乘以应两外赋值，极低紧张和轻度紧张条件下乘以2 2。然后根据任务间的相依性进行修正。人因分析中有然后根据任务间的相依性进行修正。人因分析中有两种相依性，一种是直接相依，一种是共因。直接相依两种相依性，一种是直接相依，一种是共因。直接相依是指相继完成是指相继完成A

13、 A、B B两任务，前一任务的执行结果直接两任务，前一任务的执行结果直接影响影响B B任务的执行，有任务的执行，有3 3种可能情况如下：种可能情况如下：2023-1-22023-1-2192023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性a.a.执行执行A A任务失误，执行任务失误，执行B B任务时势必更加任务时势必更加注意，所以执行注意，所以执行B B任务的成功概率增加。任务的成功概率增加。b.b.执行执行A A任务时失误，致使执行任务时失误，致使执行B B任务时更任务时更加紧张，所以执行加紧张，所以执行B B任务的失误概率增加任务的失误概率增加。c.c.执行执行A A任务失误，致使执行任

14、务失误，致使执行B B任务时更加任务时更加困难，失误概率增加。困难，失误概率增加。2023-1-22023-1-2202023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性)()|(:)(.520)(191)|()(.47)(61)|()(.32)(1)|(:)(.21)|()(.1BPABPCDBPABPHDBPABPMDBPABPLDABPZD完全相依：高相依：中相依低相依：零相依在在THERPTHERP模型中，相依分为模型中，相依分为5 5个等级：个等级：P(B)P(B)是独立情况下是独立情况下B B任务完成的概率；任务完成的概率；P P（B|AB|A）是在）是在A A完成下完成下B B完

15、成的概率完成的概率 2023-1-22023-1-221（3 3）人因失误概率计算）人因失误概率计算 在操作成功概率和失败概率均已进行操作员在操作成功概率和失败概率均已进行操作员紧张程度和相依性修正后，进行总的人因失误概紧张程度和相依性修正后，进行总的人因失误概率计算。率计算。人员作业成功概率人员作业成功概率:Pr(S)=aPr(S)=a (b/a)(b/a)失败概率失败概率:Pr(F)=aPr(F)=a(B/a)+A(B/a)+A(b/A)+A(b/A)+A(B/A)(B/A)2023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性2023-1-22023-1-2222023-1-22023-1

16、-2人的可靠性人的可靠性5.3.2 人的认知可靠性模型（HCR）人的认知可靠性模型的背景：人的认知可靠性模型的背景：人的认知可靠性模型是第一代人的可靠性分人的认知可靠性模型是第一代人的可靠性分析析HRAHRA（Human Reliability AnalysisHuman Reliability Analysis）模型中较有影）模型中较有影响的一种。由于响的一种。由于THERPTHERP主要是描述与时间无关的主要是描述与时间无关的人因失误，而现代的人人因失误，而现代的人机系统常常是与人的认机系统常常是与人的认知判断有关知判断有关,人的认知可靠性模型（人的认知可靠性模型（Human Human

17、Cognitive ReliabilityCognitive Reliability，HCRHCR）法就是为了评价运行）法就是为了评价运行班组未能在有限的时间内完成动作的概率而开发班组未能在有限的时间内完成动作的概率而开发的。的。2023-1-22023-1-2232023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 方法描述：方法描述：（1 1）将人员行为类型归结为技能型、规则型和知识型三类）将人员行为类型归结为技能型、规则型和知识型三类 技能型技能型规则性规则性知识型知识型操作员经过很好的培训操作员经过很好的培训,有完成任务的有完成任务的动机，清楚地了解任务并具有完成任动机，清楚地了解任务

18、并具有完成任务的经验。失误率为十万分之一。务的经验。失误率为十万分之一。操作员操作员根据当时情况能够清楚地理解其根据当时情况能够清楚地理解其所需运用的运行规程。什么样的情况采所需运用的运行规程。什么样的情况采取什么样的措施。失误率增到千分之一。取什么样的措施。失误率增到千分之一。面对几乎完全不熟悉的情况，人们必面对几乎完全不熟悉的情况，人们必须依靠自己的知识作出正确的决定和须依靠自己的知识作出正确的决定和选择。失误率高达二分之一。选择。失误率高达二分之一。2023-1-22023-1-2242023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性2 2）计算失误概率。失误概率仅与允许时间计算失误概

19、率。失误概率仅与允许时间t t和执行时间和执行时间T T1/21/2的比值有关，且遵从三参数的威布尔分布：的比值有关，且遵从三参数的威布尔分布：T T1/2 1/2=T=T1/21/2，n n（1+K11+K1）（1+K21+K2）（1+K31+K3）式中式中 t t：允许操纵员进行响应的时间允许操纵员进行响应的时间 T T1/21/2：操纵员执行时间操纵员执行时间 T T1/21/2，n n：一般状况的执行时间一般状况的执行时间 K1K1：操作经验操作经验 修正系数修正系数 K2K2：心理压力修正系心理压力修正系数数 K3 K3：人机界面修正系数人机界面修正系数 、：操作人员行为类型参数：操

20、作人员行为类型参数 2/1/Ttep2023-1-22023-1-2252023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 参数、选取表行为类型行为类型 熟练熟练（SKILL）0.4071.20.7规则规则（RULE）0.6010.90.6知识知识(KNOWLEDGE）0.7910.80.52023-1-22023-1-2262023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性 HCR模型的行为形成因子及其取值 操作员经验操作员经验(K1)1.专家，受过很好训练专家，受过很好训练 -0.22 2.平均训练水平平均训练水平 0.00 3.新手，最小训练水平新手，最小训练水平 0.44心理压力心

21、理压力(K2)1.严重应激情景严重应激情景 0.442.潜在应激情景潜在应激情景/高工作负荷高工作负荷 0.283.最佳应激情况最佳应激情况/正常正常 0.004.低度应激低度应激/放松情况放松情况 0.28人机界面（人机界面（K3）1.优秀优秀 -0.222.良好良好 0.003.中等（一般）中等（一般）0.444.较差较差 0.785.极差极差 0.922023-1-22023-1-2272023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性5.3.3 成功似然指数法（SLIM）当人因失误的数据非常缺乏时，对人的评价就要依当人因失误的数据非常缺乏时，对人的评价就要依靠靠SLIMSLIM。这是

22、一种由专家集体进行评判的方法，主要用这是一种由专家集体进行评判的方法，主要用于多维因素影响状态下的人因可靠性分析，并且只有当于多维因素影响状态下的人因可靠性分析，并且只有当对人员的各种响应的绩效形成因子已知的条件才可能进对人员的各种响应的绩效形成因子已知的条件才可能进行定量化计算。行定量化计算。5.3.4 THERP+HCR模式（该模式已在大亚湾 核电站和岭澳核电站概率分析风险中得 到实际运用）事故诊断阶段，用事故诊断阶段，用HCRHCR分析方法分析方法 用用THERPTHERP分析方法干预操作行为中的失误分析方法干预操作行为中的失误 两者相互补充，共同构成一个有机整体两者相互补充，共同构成一

23、个有机整体 2023-1-22023-1-2282023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性5.3.5 新二代的人因失误分析技术（ATHEA)-基于运行经验改进的HRA方法 这是一种基于运行经验的改进的这是一种基于运行经验的改进的HRAHRA方法，方法，建立在多种学科（认知心理学、行为科学、可靠建立在多种学科（认知心理学、行为科学、可靠性工程）基础上。性工程）基础上。该模型认为人的行为是按照不可改变的该模型认为人的行为是按照不可改变的3 3个阶个阶段（感知、诊断段（感知、诊断/决策、响应）循序渐进的。它通决策、响应）循序渐进的。它通过结合系统的实际运行经验和数据，探究和查找过结合系统的实际运行经验和数据，探究和查找人的不同认知阶段的人的不同认知阶段的“诱发失误环境诱发失误环境”以及其如以及其如何通过人的失误机理产生人的非安全动作，并且何通过人的失误机理产生人的非安全动作，并且给出了定量分析方法给出了定量分析方法2023-1-22023-1-2292023-1-22023-1-2人的可靠性人的可靠性2023-1-22023-1-230