设备管理中人的可靠性分析

设备管理中人的可靠性分析 机自(2)班 蓝钰然 20040430310 摘要:阐述了现代的设备和设备管理的发展特征，提出在设备管理中人的因素的重要性，尤其 是人的可靠性因素，并对设备管理中人的可靠性进行讨论与分析。 关键词:设备管理;人的可靠性;人——机系统 引言 随着科技的进步，当代的设备技术进步飞快，日益朝着大型化或小型化、高速化、功能高级化、连续化、自动化和复杂化的方向发展。现代化的设备复杂并具有更强的系统特性，因此要求更先进的设备维修管理，而人们长期关注设备功能的可靠性、可维修性，一集提高设备可利用率和效率，往往忽视对使用和管理设备的人本身的可靠性研究。在一些核电站的概率危险评价中发现，人为失误因素占9O%以上。很明显，设备愈可靠，人为失误对系统的影响相对愈大。因此，设备管理中人的可靠性的分析与研究是十分必要的。 一、 现代设备管理发展特征 1、 现代设备的特征 设备是企业进行生产活动的重要物质技术基础，在现代化大生产中的作用与影响日益突出。另外随着科学技术的不断进步，整个企业界对现代化设备的需求和依赖程度越来越大，为了能创造更多更好的物质财富，人们要求以新的技术成就改造传统的工业和设备。现代设备一般都具有如下几方面特征。 (1) 日益大型化或超小型化。在传统的工业部门，如电力、钢铁、煤炭、造船和纺织业中，设备的容量，功率、重量都明显地向大型化方向发展。与此相反，由于新材料、新技术的不断出现和采用，微型化、轻量化的设备也得到了重视和发展。 (2) 高速化。设备的容量的增大，意味着设备体积也相应增加。为了减少单位容量的设备体积和提高功效，高速化以成为许多机械产品的重要发展趋势。如超高速磨削机床等。 (3) 功能高级化。功能高级化既是现代化设备的重要指标之一，又是设备现代化的努力目标，世界各国对此非常重视，研究也很活跃。 (4) 连续化、自动化和复杂化。现代设备的连续化和自动化程度越来越高，并由此导致了设备的复杂化。 现代设备的上述特点是现代科学技术进步的必然产物。但随之而来机械设备的发展反过来向人类提出了挑战。设备越复杂越精密，出现故障的环节与机会越多，进行故障诊断和分析的难度也越大。发生故障以后，使其恢复到原有性能指标所要求的技术和条件也越苛刻。所有这些都给设备的维护与管理工作提出了新的要求。 2、 现代化设备与设备管理 现代化的设备复杂并具有更强的系统特性，因此要求更先进的设备维修管理。近年来的企业发展表明，随着设备的技术进步，自动化的设备增多，企业的设备操作人员不断减少， 而设备的维修管理人员则在不断增长。现在的设备多是机电一体化，集光电技术，气动技术，激光技术和计算机技术为一体的复杂设备，随着当前机电系统的复杂性不断增加，对其进行检测、诊断、维修与保障的质量要求也越来越高，对设备维护管理人员的技术水平等方面的要求更高，现代的设备维修已经是传统意义上的维修工难以胜任的工作。因此，先进的设备需要先进的维修技术，更需要先进的设备管理模式。 20世纪90年代以来，设备的生产能力出现了大的飞跃，国际维修体制也在不断变革，出现了不少新的维修管理理论，从预知维修(PM)到状态维修(CBM)、全面质量维修(TPQM)、适应性维修(AM)以及可靠性维修(RBM)等。但无论管理理论如何发展，都离不开人的参与，同时不难看出，在现代的设备管理中人的因素所占的地位是十分重要的，因此对人的管理和以及人的可靠性方面的研究和分析是十分重要的。 二、 设备管理中人的可靠性分析 在设备的维护与管理过程中，人们长期关注设备的可靠性、可维护性、以及提高设备可利用率和效率，往往忽视了作为设备本身的使用者、维护者的人本身的因素，可靠性的研究。 随着系统的复杂程度增加， 系统内不安全和造成经济损失的潜在因素越来越多， 因此，越来越需要进行人的可靠性分析。在一些核电站的概率危险评价中发现，人为失误因素占9O%以上。很明显，设备愈可靠，人为失误对系统的影响相对愈大。1979年美国三哩岛核事故和1986年前苏联的切尔诺贝利核泄漏事故，使人们更加重视系统中人的可靠性研究。 1、 人的可靠性定义及影响因素 人的可靠性的概念是从研究产品可靠性时引发的，这个概念认为人的行为存在着有效性。因此，可将人的行为不发生失误的可能性叫作人的可靠性。人的可靠性的定量指标用可靠度表示，其定义为:在系统工作的任何阶段上，操作者在规定的时间里完成规定作业的概率。 影响人可靠性的重要方面是人所能承受的应力。应力σ=压力,面积(而人的应力是指人在各种压力的作用下。所产生的生理变化和情绪波动。使人在心理上所体验到的一种压迫感和威胁感。应力是影响人的行为和人员可靠性的一个重要方面(显然一个承受着过重压力的人会产生较大的人为差错。另外，无论是注意力的分散、心理反应机制还是习惯固定模式的作用，都会造成人类工作的差错。 研究表明，人的工作效率与忧虑或压力之间的关系见图1。 图1 人的工作效率与压力或忧虑之间的关系图 由上图可以看出，当人在感觉到压力很大或忧虑的情况下是会影响工作效率的，例如当人在机床前工作，当机床的转速过高时，会产生巨大的噪音，使人产生不适，并会给人一种工件可能会飞出来的忧虑，这样对人的工作效率有很大的影响，使操作出现差错的几率增大。可以看到，现在的高速车床等多是采用数控操作。 2、 人的可靠性分析内容 人的可靠性分析可定义为一种定量评价人为失误对人—— 机系统影响的方法。因此，人的可靠性分析也是一种预测方法，具有定性和定量的性质。 人的可靠性分析的定性分析主要包括人为失误隐患的辨识。辨识的基本工具是作业分析， 这是一个反复分析的过程。通过观察调查、谈话、失误等方式分析确定某个人——机系统中人的行为特性。在系统元素相互作用过程中，人为失误隐患包括不能执行系统要求的动作，不正确的操作行为(包括时间选择错误)，或者进行不需要的损害系统功能的操作。对系统进行不正确的输入可能与一个或多个操作形成因素(PSFs)有关，如设备和工艺的设计不台理，培训不当， 通讯联络不正确等。不正确的操作形成因素可导致错误的感觉、理解、判断、决策以及(或)控制失误。上述几种过程中的任何一个过程都能直接或问接地对系统产生不正确的输入。定性分析是人机学专家在设计或改进人机兼统时为减少人为失误的影响使用的基本方法。如上所述，定性分析也是人的可靠性分析方法中定量分析的基础。 人的可靠性分析的定量分析包括评价与时问有关或无关的影响系统功能的人为失误概率(HEPs)， 评价不同类型失误对系统功能的影响。这类评价是通吐使用人的行为统计数据，人的行为模型以及与人的可靠性分析有关的其它分析方法来完成的，对于复杂系统，人的可靠性分析工作最好由一个专家组来完成，专家组中包括有人的可靠性分析的人机学专家、系统分析专家 有关工程技术人员、尤其是对分析对象非常熟悉的有关人员，让他们参予概率危险评价和人的可靠性分析是非常必要的。 3、 人的可靠性研究的特点 人——机——环境系统在任何时候都存在着潜在失效。对于现代企业生产系统，其潜在的失效主要存在于生产系统日常的操作、运行、管理、维护和培训之中，构成了潜在的人为失误，如操作人员、设计人员、决策人员、管理过程等做出的不当决定( 从人的可靠性分析的角度入手，在民用航空、核电工业、机械制造、汽车工业等许多领域，开展了人的失误心理学、失误生理学、人体科学、人类工效学和人的行为科学分析等多方面对人的失误规律进行研究。通过以上研究得出人的可靠性研究具有下列特点: (1)在系统可靠性分析中，把人的动作作为系统来考虑人的可靠性问题; (2)人的可靠性具有不确定性， 环境对人的行为影响很大。一个人在不同环境中和不同的人在同样的环境中都可能有不同的反应; (3)人本身存在弱点， 一是生理的，包括体力、反应速度、生物节律以及对外部环境变化的适应能力。二是主体意识(包括人本身的意识、动机、期望、感知、情感以及对自我行为的控制能力; (4)人的失误是不可避免的，既频繁又带有突发性和不可预见性。很难掌握其发生的规律性导致人为失误的可能情况有:? 有缺陷的工艺过程:?不合适、无效或失效的仪表;?相关知识缺乏;?不符合操作规程;? 不合适的标示;? 错误的反馈信息;?身体的不 适;? 失效的设备;? 内部的联络沟通不够;?用脑过于疲劳;?频繁出现失误;?不适用的工具;? 工作环境的安全性;? 紧张的人际关系;? 内部体制所引起的不满情绪。 (5)人具有的主观能动性，在大多数场合人能及时发现自己的失误(并存产生失误之前得到纠正。因此(在研究人的可靠性时(还应考虑人的动作可修正性。 4、 人为差错的发生方式 人为差错的发生方式可以归纳为图2所示的几种情况。 图2 人为差错的发生方式 人为差错可以按照不同的分类方法细分为各种不同的类别，常用的方法是按照人在执行任务时的错误性质进行分类:(1)操作错误;(2)装配错误;(3)设计错误;(4)检验错误; (5)安装错误;(6)维修错误。 通过对人为差错进行分类，找出导致差错的原因。从而制订避免错误的对策(在对人为差错的发生的研究中，一些科学家认为80%以上的失误是由于管理不善造成的。因此，当人为差错发生后，在对事故原因调查时，不能只考虑事故发生的本身原因，还应考虑是否有管理上的漏洞出现。管理可以在以下几个方面造成人为的失误: (1)组织结构不合理。 (2)工作划分不科学。 (3)定量化、目视化、表计划、现场管理不善，没有做到让容易发生失误的失误很难发生，让难于做正确的事情容易实现。 (4)对人员的培训不良。 (5)企业文化、员工愿景、心智模式、学习氛围不良。 (6)对资源的投入不足。 例如在夜间对设备的巡检，巡检人员可能由于生理原因在巡检过程中没有按要求完成巡检任务，造成潜在的危险未被察觉，从而发生事故，这些不单是巡检人员自身的问题，也反映出企业管理方面的问题，如工作划分不科学，企业氛围不好，员工的积极性不高等。 5、 提高人的可靠性的方法 以不安全行为的人的可靠性评估方法为基础，通过测量人的可靠度能比较直观地发现不安全行为的发生频率，从而得知系统中人的可靠性水平;通过人的可靠性分析系统，可以有效地对人的可靠性进行分析和评估。从系统安全的角度来看，由于人为失误事故的存在，提 高人的可靠性已成为复杂人——机——环境系统中避免事故发生的一个重要途径。 要提高人的可靠性首先必须对人的可靠性有一个科学、可行的定性和定量分析的评价方法，同时在评价过程中指出提高人的可靠性途径。 综合文献有关人的可靠性研究成果和实践经验，总结以下几点提高人的可靠性的基本方法: ? 提高操作人员的素质和能力,发挥人的主观能动性; ? 人员选择与岗位的合理配置，做到人适机、机宜人; ? 团队的凝聚力与向心力，使员工有一个心情舒畅的良好工作氛围; ? 加强员工技术技能的培训，有计划地开展职工继续教育; ? 创造良好的工作环境; ? 提高组织和系统的综合管理水平。 三、 人的可靠性研究的发展趋势 可靠性工程是70年代以来发展最快的应用科学之一。如今，尽管人们一直在努力以尽可能用机器代替人的作用以及用计算机来监视人，从而减少人为差错的发生，但是事实上，即使是高度自动化的系统也不能全部排除人的舟入，所以，对人的可靠性研究越来越受到重视(该领域研究目前的主要发展趋势是: 1(现有分析方法的进一步完善。例如对用蒙特卡铬方法模拟人员可靠性的改进与完善、复杂系统中存在多状态人为差错时的可靠性模型的建立与求解以及深入研究描述人员行为的动态模型以改进人——机系统特性等。 2(可靠性研究方法与工程生理学、心理学及信息论等学科的进一步的渗透。从而将人所特有的心理活动过程及生理反应特点体现在人——机系统的可靠性评估中。 3(人——机系统中人的可靠性与设备可靠性的综合方法研究。现有的人——机系统可靠性及有效性评估方法对实际情况进行了较多的简化，需进一步改进。 4(对人员工作环境的研究。例如研究人员工作环境的最合适光线强度、车辆在高速公路上的最高安全速度以及用排队理论分析操纵台的仪表选用与布置等。 5(进一步完善人的可靠性数据库以及数据收集与处理方法、管理。 6(填辑人的可靠性手册。 7(加速人的可靠性研究在工程领域的应用。过去人的可靠性研究与应用范围仅限于核电站及军事部门。如今正推广应用于下述工业领域:(1)其他能源生产系统;(2)交通运输系统;(3)过程控制:(4)商业信息系统。 结论 任何系统的可靠性都是由人和设备的可靠性共同来决定的，在提高设备可靠性的同时，必须强调人本身的可靠性。因此，在现代设备管理中对人的可靠性进行分析和研究是十分必要的。人的体力、精力是有限的，要求任何时候都不产生人为失误是不现实的。这是人本身不可避免的一种特性，但可以针对人的失误原因，采取有效的措施来减少人为失误的发生。 通过这次论文，对人的可靠性的定义、分析与研究的内容方法以及人的可靠性研究的发展有了大致的了解，并认识到人的可靠性分析在设备维护管理中的重要性和必要性。在设备维护管理中，不应只考虑设备的可靠性，也应该考虑人的可靠性，因为人——机系统是一个 有机的整体。 参考文献: 中国电力出版社, 2005 1. 巫世晶. 设备管理工程. 2. 黄祥瑞,可靠性工程. 北京. 清华大学出版社, 1990 3. 高志坚. 设备管理. 机械工业出版社, 2002.3 4. 高佳,黄祥瑞. 人的可靠性分析研究的进展. 人类工效学, 1996. 2(4):52-57 5. 岳玉山,王晓文,孙秋献,汪洋. 人的可靠性研究应用与进展. 石油工业技术监督, 2006. 22(10):60-64 6. 阎青松. 工程机械设备管理中人的能动性. 机械管理开发, 2006. 1: 117-118