【正文】 FtR對任一系統(tǒng)，總會有一個時間 T，當 tT以后，系統(tǒng)徹底失效，也就是可靠度 R(t)降低為 0，不可靠度 F（ t)為 1。相應地，必有： 定義故障概率密度函數為： 1)( ???F可靠度函數與故障率 dttdNNdttdR f )(1)( ??dttdRNdttdN f )()( ?? 設有 N個樣本 ,在 t時間后有 Nf(t)個失效 ,則有 Ns(t)=N Nf(t)個仍正常工作。根據可靠度的定義，有： NtNtF f )()( ?NtNNNtNtR fs )()()( ???對 R（ t)求導，得 即 將上式兩邊同時除以 Ns(t)可得： dttdRtNNdttdNtN sfs)()()()(1 ??可靠度函數與故障率 dttdNf )(dttdRtRdttdRtNNdttdNtNt sfs)()(1)()()()(1)( ??????因此可以定義故障率（失效率） dttdRtNNdttdNtN sfs)()()()(1 ??已知 Ns(t)為 t時刻仍正常工作的樣本數， )()(1)( tdRtRdtt ???中的 dNf(t)為 t時 刻經過一個微小時間段 dt后新增失效樣本數 ,故 )( )(tN tdNsf可看做是在 t至 t+dt時間段內樣本的失效概率 ,因此 dttdNtN fs)()(1可看是所研究樣本在 某一時刻 t,單位時間內發(fā)生故障的概率。 可得： 積分 可靠度函數與故障率 ?????? ?? ?t dtttR0 )(e x p)( ??? ?)(ttt edtttR ?? ???????? ?? ?0 )(e x p)(ttt tI n RtdRtRdtt 000 )()()(1)( ???? ?? ?即 當故障率為常數時，即 可得： 即可靠度服從指數分布。 顯然，對于不可修復系統(tǒng)，可靠度 R（ t)就是系統(tǒng)的壽命大于 t的概率，系統(tǒng)的平均壽命為： ? ??? ?? ? ??? 0 0 1)( ?? dtedttRQ t可靠度函數與故障率 通過以上分析可知，系統(tǒng)的故障率實際就是在某一時刻系統(tǒng)單位時間發(fā)生故障的概率。 一般元器件在其壽命周期內要經過三個階段： ? 早期失效期 ? 隨機失效期 ? 耗損失效期 故障率λ 使用壽命（工作期） 隨機失效期 損耗失效期 調整期 早期失效期 退役期 故障率 λ(t) 隨時間的變化 浴盆曲線 系統(tǒng)可靠度計算 系統(tǒng)可分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng) ? 串聯(lián)系統(tǒng) 串聯(lián)系統(tǒng)是指系統(tǒng)中任何一個子系統(tǒng)發(fā)生故障，都會導致整個系統(tǒng)發(fā)生故障的系統(tǒng)。 ???????niins RRRRR121 ?ttninitissniii eeetRtR ??? ??? ?? ????? ?? ? 11 1)()(若所有子系統(tǒng)的故障率都是常數，則 由故障率為常數的子系統(tǒng)組成的串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度也服從指數分布，且系統(tǒng)的故障率等于各單元故障之和。 提高串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度 ? 提高各子系統(tǒng)的可靠度 ? 減少串聯(lián)級數 ? 縮短任務時間 系統(tǒng)可靠度計算 ? 并聯(lián)系統(tǒng) 只有在所有子系統(tǒng)或單元都發(fā)生故障時系統(tǒng)才發(fā)生故障。 )1()1()1()1(1121 ????????????niins RRRRR ??(1)熱貯備系統(tǒng) 指貯備單元也參與工作，即參與工和的設備數量大于實際所必須的數量，這又叫冗余系統(tǒng)。 1 2 4 3 B A 系統(tǒng)的不可靠度 )1(11?????niis RR可靠度 系統(tǒng)可靠度計算 ? 某系統(tǒng)為由兩單元組成的熱貯備系統(tǒng)，若兩單元的故障率都為 ，求系統(tǒng)的可靠度和平均壽命。 tetR ???)(tts eeR ?? 22 ?? ??)1(11?????niis RRQeedteedttRQ tttts123212)212()2()(020 02????????????????? ???? ??????????系統(tǒng)可靠度計算 ?熱貯備系統(tǒng)的特點 （ 1）系統(tǒng)的總可靠度總是隨著冗余度的提高而提高，但提高的效率越來越低；用低可靠度的單元構成冗余系統(tǒng)可靠度提高的效率比用高可靠度單元構成冗余系統(tǒng)效率高。（可靠度的絕對數值仍是以高可靠度單元構成的系統(tǒng)高） （ 2）部件級冗余比系統(tǒng)級冗余的效率高 1 2 4 3 B A A B S A1 B1 S1 A2 B2 S2 A1 B1 A2 B2 A B (a)單個系統(tǒng) (b)系統(tǒng)級冗余系統(tǒng) (c)部件級冗余系統(tǒng) ? (2)冷貯備系統(tǒng) 冷貯備系統(tǒng)是指貯備的單元不參加工作，當部件 1失效時，轉換到部件 2，由部件 2頂替 1工作；當部件 2失效時，由部件 3頂替，依此類推，直到所有部件失效時系統(tǒng)失效。 ????Niits itetR0 !)()( ??系統(tǒng)可靠度計算 1 2 3 N+1 A B ?當部件故障率相等時，系統(tǒng)的可靠度： ?系統(tǒng)的平均壽命為： ?1?? NQs? (3)復雜系統(tǒng) 對復雜系統(tǒng)可以通過適當的功能模塊分解，將一個大系統(tǒng)轉化若干個子系統(tǒng)的串聯(lián)或并聯(lián)，然后分別計算各子系統(tǒng)的可靠度，進而再求出整個系統(tǒng)的可靠度或其他參數。 系統(tǒng)可靠度計算 B1 B2 A1 A2 A3 C1 C2 D1 D2 A：液壓系統(tǒng) B：手閘系統(tǒng) C：前輪系統(tǒng) D：后輪系統(tǒng) 汽車制動系統(tǒng)可靠性聯(lián)接框圖 人的工作可靠度預測 ? 人的工作差錯與人的工作可靠度 ? 人的差錯概率 式中 e —— 某項工作（作業(yè)對象）中發(fā)生的差錯數。 Ｅ —— 某項工作（作業(yè)對象）中可能發(fā)生差錯的機會數。 EeH E P ?作業(yè) HEP 從只用標號表示的同型操作器中進行選擇的差錯 (~) 從按功能分類的操作器中進行選擇優(yōu)的差錯 (~) 操縱臺上的操作器選擇差錯 (~) 按錯誤的方向旋轉 (~) 手動控制系統(tǒng)操作差錯概率 H E PR M ?? 1得： 人的行為類型 HEP 閱讀技術說明書 讀取時間（掃描記錄儀） 讀取電流計或流量計 確定多位置電氣開關的位置 常見的人體差錯率 人的工作可靠度預測 ? 運用差錯概率法預測人的工作可靠度 ? 明確系統(tǒng)故障的判定基準 ? 進行作業(yè)分析，評價基本動作間的相互關系 ? 估計人的差錯概率 ? 求系統(tǒng)故障率，評價人的差錯對系統(tǒng)故障的影響 （ 1）繪制人的差錯概率樹圖 設有 A、 B兩項作業(yè)，作業(yè)程序為：執(zhí)行作業(yè) A，執(zhí)行作業(yè) B，只有 A、 B作業(yè)都成功完成時，整個作業(yè)才能成功完成。 a b/a B/a b/A B/A A 1 2 S F F F 設有 a為作業(yè) A成功概率， A為作業(yè) A失敗的概率， b為作業(yè) B成功概率， B為作業(yè) B失敗概率。 人的工作可靠度預測 （ 2）成功與失敗的概率計算 a b/a B/a b/A B/A A 1 2 S F F F ? 作業(yè) A與 B相互獨立 ? 作業(yè) B完全從屬于作業(yè) A ? 作業(yè) B與作業(yè) A一定的依存性 可通過五個水平來表現(xiàn)：無依存（ ZD）、低度依存（ LD）、中度依存（ MD）、高度依存（ HD）、完全依存（ CD） ZD LD MD HD CD S F S F S F S F S F 0 0 0 0 第 i號作業(yè)失敗后 ,第 i+1號作業(yè)的成功與失敗概率 條件概率 人的工作可靠度預測 N1作業(yè)失敗 覺察失敗 未覺察失敗 N1作業(yè)成功 N作業(yè)失敗 覺察失敗 未覺察失敗 N作業(yè)成功 覺察失敗 未覺察失敗 ?回復 人發(fā)生工作差錯后，馬上發(fā)覺 并改正的情況，稱為 “ 回復 ” 梅遜公式 ? ???iii sSQssG )()()(1)(?事故的因果性 因果分析圖法（魚刺圖法） 事故是由一系列因素造成的。一個因素可能造成另一個因素的發(fā)生，或者多個因素共同作用造成了一個因素的發(fā)生。 事故 事故 事故致因理論 因果分析圖法（魚刺圖法） ?事故的因果類型 ?海因里希 M P H D A M — 遺傳及社會環(huán)境； P — 人的缺點； D — 發(fā)生事故； H — 人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)； A— 受到傷害； 因果分析圖法（魚刺圖法） ?魚刺圖的繪制 魚刺圖是由原因和結果兩部分組成。 一般情況下，可從 人的不安全行為 （安全管理、設計者、操作者等）和 物質條件構成的不安全狀態(tài) （設備缺陷、環(huán)境不良等）兩大因素中從大到小、從粗到細，由表及里、深入分析。 ?魚刺圖的繪制步驟： ? (1)確定要分析的某個特定問題或事故，寫在圖的右邊，畫出主干，箭頭指向右端。 ?(3)將上述項目深入發(fā)展，中枝表示對應的項目造成的原因， 一個原因畫出一個枝，文字記在中枝線的上下； ?(2)確定造成事故的因素分類項目，如安全管理、操作者、材料、方法、環(huán)境等，畫大枝； 因果分析圖法（魚刺圖法） ?魚刺圖的繪制步驟： ?(5)確定因果魚刺圖中的主要原因，并標上符號，重點控制。 ?(4)將上述原因層層展開， 一直到不能再分為止； 安全管理 操作者 環(huán)境 操作對象 中枝 小枝 細枝 中 小 細 魚刺圖 因果分析圖法（魚刺圖法） ?魚刺圖舉例 某建筑隊在平硐掘進時，用耙斗裝巖機裝巖。放炮后，當班司機無先檢查設備就開機裝巖，運行一段時間后，牽引鋼絲繩實然斷裂，且耙斗裝巖機沒安裝護身保險杠，以致司機被斷裂后彈回來的鋼絲繩打中頭部以致身亡。 主要原因可以從該建筑隊的安全管理、操作者、設備著手。 分析 因果分析圖法（魚刺圖法） 裝巖機缺乏安全管理 操作者 裝巖機存在嚴重缺陷 設備帶病作業(yè) 沒經過培訓就開機 大因素深入分析，找出直接構成相應大因素的較小因素： ③ 耙斗裝巖機存在嚴重缺陷：鋼絲繩損傷，機身沒安裝保險杠。 無健全操作制度 司機缺乏安全知識 違章作業(yè) 鋼絲繩損傷 機身無安裝保險杠 裝巖機傷人事故 ① 耙斗裝巖機缺乏安全管理：無健全操作制度，設備帶病作業(yè)； ② 操作者：沒經過培訓就開機，司機違章作業(yè)，司機缺乏安全知識； 預先危險分析（ PHA） 指一個系統(tǒng)或子系統(tǒng) (包括設計、施工、生產）運轉活動之前，對系統(tǒng)存在的危險類別、出現(xiàn)條件及可能造成的結果，進行宏觀概略的一種方法。 ? 識別危險，確定安全性關鍵部位 ? 評價各種危險的程度 ? 確定安全性設計準則，提出消除或控制危險的措施 ※ 預先危險分析的主要目的 ※ 預先危險分析程序 預先危險分析 確定系統(tǒng) 調查收集資料 系統(tǒng)功能分解 分析、識別危險性 確定危險等級 制定措施 措施實施 ※ 預先危險分析步聚 預先危險分析 ? 收集有關資料和其他類似系統(tǒng)以及使用類似設備、工藝物質的系統(tǒng)的資料。對于分析系統(tǒng)，要弄清其功能、構造以及為實現(xiàn)其功能所采用的工藝過程、設備、物質、材料等。 鍋爐 :鍋和爐以及相配套的附件，安全閥、壓力表和水位表、溫度測量裝置、超溫報警裝置、高低水位警報裝置、排污閥等。 燃油燃氣鍋爐的熱力系統(tǒng) 構成 ※ 預