【文章內(nèi)容簡介】 （ 93） 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 人為失誤的定量分析 (e) 人的可靠性模型可由工程可靠性引出，即將人作為硬件對待，導(dǎo)出人的可靠性模型： （ 94） 式中： R（ t） —— 任一時刻人作業(yè)的可靠度； F（ t） —— 特定任務(wù)的失誤率。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 人為失誤的定性分析 人為失誤的定性分析是利用因果分析方法，重點研究系統(tǒng)運(yùn)行中人為失誤的各種可能的原因及類型。主要包括以下幾方面。 1）信息感知 2）信息處理 3）操作實施 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 信息感知 (a) l）信息感知 在人機(jī)系統(tǒng)中，人要接受機(jī)器和環(huán)境各方面的信息，如視覺信息、聽覺信息、觸覺信息等。當(dāng)規(guī)定信息缺乏、不明確、不及時等，人的感知能力就會下降而犯錯誤，造成事故。如果信息量過大，超過人對信息接受能力的限度，也會造成感知上的失誤。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 信息感知 (b) 如在某些典型的核電站控制室內(nèi)有 1200到 1500個信號器，控制室的水損失事故的模擬顯示中，第一分鐘內(nèi)有 500個警告燈亮，第二分鐘內(nèi)有 800個燈亮。這樣多的信息無助于作業(yè)者很好地接受信息并作出正確的判斷，這是造成美國三哩島核電站事故的原因之一。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 信息感知 (c) 環(huán)境因素，如噪聲、振動、超重、失重、高低溫、照明不足等也都會引起人不能正確地感知信息。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 信息處理 (a) 2）信息處理 在信息處理方面的人為失誤，主要取決于人的生理特點、心理狀態(tài)以及人對信息處理和加工的技能。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 信息處理 (b) 人對信息的處理受人的信號決定通道的限制。研究表明，人只有一個單一的決定通道，所有信息都按次序通過這個通道，當(dāng)兩個信息同時傳向大腦時，其中一個必須等另一個放人工作記憶中之后，再執(zhí)行處理和決定。這就是為什么人在同一時刻只能注意一件事情的原因。 當(dāng)人長期從事某項工作時，會產(chǎn)生疲勞，這時人的神經(jīng)活動的協(xié)調(diào)性遭到破壞，思維準(zhǔn)確性下降，感知系統(tǒng)的機(jī)能下降，記憶力減退，從而影響了對信息處理的能力。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 信息處理 (c) 人在工作時的心理狀態(tài)直接關(guān)系到人對信息處理的可靠性。如生活上的壓力、工作態(tài)度和責(zé)任心不強(qiáng)、感情的不穩(wěn)定性等，都會造成工作時的精力不集中而引起失誤。經(jīng)過訓(xùn)練和培養(yǎng)的作業(yè)人員可以在大腦中存貯和長期記憶許多正確的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗越多，人在處理信息時就會從記憶中提取正確的決定方式。否則在處理信息當(dāng)中，由于經(jīng)驗不足、能力低，就會造成誤處理，尤其對于一些復(fù)雜信息的處理。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 操作實施 3）操作實施 由于信息感知和信息處理所造成的失誤，都會歸結(jié)到操作失誤上。除此之外，操作環(huán)節(jié)本身發(fā)生的失誤也與許多因素有關(guān)。 違反操作規(guī)程而造成的失誤是屢見不鮮的；這主要是對作業(yè)安全性重視不夠引起的。 遺漏操作，即某些操作程序和步驟遺漏了，從而導(dǎo)致失誤。 改變操作程序后，操縱者不熟悉、不習(xí)慣，而在新的操作中，采用了大腦保留的原操作程序，因此造成失誤。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 人的不安全行為分析 關(guān)于人的不安全行為分析，是從人的行為、動機(jī)和心理狀態(tài)開始，研究產(chǎn)生人為失誤造成不安全動作的主要原因。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 產(chǎn)生不安全動作的原因 (a) 1）產(chǎn)生不安全動作的原因有： ①缺乏對危險性的認(rèn)識，由于安全教育訓(xùn)練不夠，不懂危險，從而進(jìn)行不安全作業(yè)； ②在操作方法上不合理、不均衡或做無用功； ③準(zhǔn)備不充分、安排不周密就開始業(yè)，因倉促而導(dǎo)致危險作業(yè)； 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 產(chǎn)生不安全動作的原因 (b) ④作業(yè)程序不當(dāng)，監(jiān)督不嚴(yán)格，致使違章作業(yè)自由泛濫； ⑤取下安全裝置，使機(jī)器、設(shè)備處于不安全狀態(tài)； ⑥走捷徑，圖方便，忽略了安全程序； 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 產(chǎn)生不安全動作的原因 (c) ⑦不安全地放置物件，使工作環(huán)境存在不安全因素； ⑧在運(yùn)行的機(jī)器和設(shè)備上檢修、清掃、注油等； ⑨接近危險場所時無防護(hù)裝置。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 產(chǎn)生不安全動作的原因 (d) 人為失誤而產(chǎn)生的不安全后果，除與操作人員本身的因素有關(guān)之外，指揮不利或違章指揮也是重要的有關(guān)因素，并且在大多數(shù)情況下是引起不安全后果的基本原因。因此，在安全生產(chǎn)中，除建立嚴(yán)格的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，還需加強(qiáng)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的安全管理水平。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 不安全行為分析 2）不安全行為分析 由于千差萬別的個性，人的自由度比機(jī)器大得多。每個人的心理特征和心理狀態(tài)要在人機(jī)系統(tǒng)中得到協(xié)調(diào)一致，是一個非常復(fù)雜的問題。為此，要根據(jù)人的共性和人的信息特征來深入研究和分析操作人員容易產(chǎn)生不安全行為的基本原因以及事故發(fā)生的一般規(guī)律，從而采取必要措施來減少人為失誤，保證安全生產(chǎn)。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 1 (a) 因循守舊，棄難就易圖省力、走捷徑而造成違章作業(yè)。通常由于系統(tǒng)的變化和更新改變了作業(yè)工序。 工人對已經(jīng)掌握的操作方法和工藝流程已形成習(xí)慣。因為人長期工作，運(yùn)用自如的操作已經(jīng)通過信息輸人一判斷一功率輸出的全過程滲透于腦、其他神經(jīng)、肌肉和四肢，形成了一套成熟的人機(jī)程序。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 1 (b) 因此人們對新的安全裝置、新的工藝和工具設(shè)備就會感到不太得心應(yīng)手，有些人便采取走捷徑找竅門的辦法，不執(zhí)行新工藝，不用新工具，而且一經(jīng)試行，取得一點甜頭就會長此以往，重復(fù)照干、相互感染，成為惡習(xí)，而有意漏掉了安全工序，為整個系統(tǒng)埋下了不安全因素。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 1 (c) 例如：某熱軋車間，一掛吊工與吊車司機(jī)配合進(jìn)行鋼管的包裝作業(yè)，即將已捆扎后的鋼管吊運(yùn)到小車上。這是一個較簡單的作業(yè)且長時間形成了一種習(xí)慣性的配合作業(yè)。一次，掛吊工在完成掛吊之后，突然發(fā)現(xiàn)小車上的隔杠竄動，他即上小車拔隔杠，這時司機(jī)將剛掛吊完的一捆鋼管吊起，恰好落在掛吊工的后背上，掛吊工被重壓而死。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 1 (d) 本例中，司機(jī)與掛吊工都是受習(xí)慣作業(yè)的影響，司機(jī)沒有認(rèn)真了望和確認(rèn)被吊物下是否有人就盲目落鉤，掛吊工認(rèn)為人在小車上，司機(jī)不能落鉤，也沒有進(jìn)行正常的聯(lián)系。同時，掛吊工與司機(jī)都疏漏了安全工序。因為吊車司機(jī)應(yīng)服從掛吊工的指揮，而掛吊工必須正確地發(fā)出信號。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 2 (a) 忘記、看錯、念錯、想錯造成記憶與判斷的失誤。 通常人們在應(yīng)急的瞬間忘記了危險。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 2 (b) 例如有一伏案設(shè)計的電氣工程師，突然想起要測一下變電站電機(jī)的某一尺寸。在這種情況下沒有換工作服，而穿著寬松的長袖衫到低矮的變電間屈身去實測。正當(dāng)測量之時長袖衫脫卷，它下意識地舉起右手，并用左手去卷右衣袖，結(jié)果右手指尖接觸電線，觸電死亡。 這就是在完全應(yīng)急的情況下忘憶了危險的不安全行為。防止的辦法就是采用連鎖斷電或根本禁止進(jìn)人這種帶電場所。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 2 (c) 也有正在作業(yè)之時，突然外來干擾（如叫聽電話、別人召喚、環(huán)境吸引）使作業(yè)中斷，等到繼續(xù)作業(yè)時忘記了應(yīng)注意的安全問題。 對信息看錯、念錯、想錯的原因通常有：信號顯示不夠完善，人機(jī)界面設(shè)計不合理；存在環(huán)境干擾，致使輸人信息紊亂；人本身的感知性能低下；在先人感的強(qiáng)烈影響下發(fā)生錯覺。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 3 選錯操縱裝置、記錯操縱方向和錯誤調(diào)整而引起操作失誤。 選錯操縱裝置的原因有：操縱器的各種編碼不明顯以及操作人員對各種操縱器不深入了解和掌握所致。失去方向性，搞錯開關(guān)的正反方向，如要“前進(jìn)”卻按了“后退”鈕，致使井下巷道裝巖機(jī)司機(jī)將自己擠壓于巖壁而死亡。有的設(shè)備運(yùn)行方向與人的習(xí)慣方向相反，也易引起誤操作。此外由于技術(shù)不熟練，對復(fù)雜操作產(chǎn)生調(diào)整錯誤。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 4 (a) 體力不支、疲勞和異常狀態(tài)下也易發(fā)生事故。 年齡高、身體動作遲緩、反應(yīng)遲鈍的老工人，在礦山露天開采作業(yè)中遭受滾石傷害的概率，要比身輕敏捷的年輕工人的大，這是實踐中人所共知的。 人在疲勞時對輸人信息的判斷能力下降，輸出動作缺乏準(zhǔn)確性，容易產(chǎn)生不安全行為。所以人在連續(xù)勞動、加班加點或激烈運(yùn)動之后不易正確控制自己的動作，應(yīng)在工間稍加休息。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 4 (b) 人在異常狀態(tài)下，特別是當(dāng)發(fā)生意外事件、生命攸關(guān)之際，接受信息的瞬間十分緊張而引起沖動，對信息的方向性不能選擇和過濾，只能將注意集中于眼前的事物之一而無暇它顧，產(chǎn)生行為失誤，造成危險。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 分析 4 (c) 某礦兩工人在獨(dú)頭巷道中點地未完而礦燈熄滅，由于緊張和摸黑向外跑，結(jié)果迷失了方向，又摸回了掌子頭，炮響而導(dǎo)致一死一傷。某工人在巷道中坐在空車道上等礦車，突然來了重車，該工人由于睡眼朦朧竟向重車迎面跑去，致使被壓身亡。這些都是在異常狀態(tài)下的不安全行為所致。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 在人機(jī)系統(tǒng)中，由于機(jī)器設(shè)備本身的故障以及人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的協(xié)調(diào)性差而導(dǎo)致了許多事故的發(fā)生。因此，人們就要對機(jī)器設(shè)備的安全性進(jìn)行預(yù)測，并運(yùn)用已有的經(jīng)驗和知識，及時調(diào)整和更正事先的預(yù)測，使預(yù)測的準(zhǔn)確性達(dá)到最優(yōu)。由此所決定的人的行動和機(jī)器性能方面的預(yù)測在實際工作中與最初設(shè)想達(dá)到一致的程度就是可靠性。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 機(jī)器設(shè)備的可靠性 (a) 就機(jī)器設(shè)備而言，可靠性是指機(jī)器、部件、零件在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 規(guī)定條件包括使用條件、維護(hù)條件、環(huán)境條件、貯存條件和工作方式等。某些電子元器件在實驗室中使用和在火箭上使用，其可靠性就可以相差幾個數(shù)量級。機(jī)器在超負(fù)荷下使用和連續(xù)不斷工作都會使可靠性降低。相反，產(chǎn)品在減負(fù)荷（低于使用負(fù)荷）下使用，可靠性提高。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 機(jī)器設(shè)備的可靠性 (b) 規(guī)定功能是指機(jī)器設(shè)備本身的性能指標(biāo)和包括人方便、安全、舒適地操縱機(jī)器的使用功能。當(dāng)機(jī)器和設(shè)備達(dá)到規(guī)定功能，則可靠；當(dāng)產(chǎn)品喪失規(guī)定功能，則稱其發(fā)生故障、失效或不可靠。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 可靠度 (a) 度量可靠性指標(biāo)的特征量稱為可靠度。可靠度是在規(guī)定時間內(nèi)，機(jī)器設(shè)備或部件能完成規(guī)定功能的概率。若把它視為時間的函數(shù)，就稱為可靠度函數(shù)。就概率而言，可靠度是累積分布函數(shù)，它表示在該時間內(nèi)成功完成功能的機(jī)器或部件占全部工作的機(jī)器或部件的百分率。 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 可靠度 (b) 可靠度為 R（ t），不可靠度為 F（ t），則 R（ t）＝ 1－ F（ t） （ 95） 若 F（ t）對時間微分，即可得函數(shù) f（ t），稱為故障密度函數(shù)，即 f(t)＝ dF(t)/dt＝－ dR(t)/dt （ 96） 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 可靠度 (c) λ（ t）＝ f(t)/R(t)＝－ dR(t)/R(t)dt （ 97） 如 λ（ t）已知，可將上式變?yōu)榉e分形式，即可求得λ（ t）與 R（ t）的關(guān)系： （ 98） 中國地質(zhì)大學(xué)安全工程系 人機(jī)工程學(xué) 可靠度 (d) 當(dāng) λ（ t）是常數(shù)時，即 λ（ t）＝ λ，則有 R（ t）＝ e－ λ