Основные понятия теории надежности

БИЛЕТ №1.

Предмет, подлежащий изучению, называется объектом. Каждый объект предназначен для выполнения определенных функций. Способность объекта выполнять требуемые функции характеризуется набором параметров. Для каждого параметра в нормативно-технической документации установлены допустимые предельные значения.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени значения всех параметров в допустимых диапазонах. ГОСТ дает следующие определение термина надежность:

" Свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования ".

Работоспособным называется такое состояние объекта, при котором значения всех параметров находятся в заданных пределах.

Неработоспособным называется состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра выходит за установленные пределы.

Событие, заключающееся в переходе объекта из работоспособного состояния в неработоспособное, называется отказом. Обратное событие - переход из неработоспособного состояния в работоспособное, называется восстановлением.

Понятие "восстановление" следует понимать не только как ремонтные операции, но и как замену отказавшего объекта.

В теории надежности принято различать два типа отказов: внезапные и постепенные.

Под внезапным отказом объекта подразумевается мгновенный выход из строя, означающий невозможность его применения. Внезапный отказ возникает в какой-то случайный момент времени. Примеры: перегорание электрической лампочки, обрыв проводника и т.п.

Под постепенным подразумевается отказ объекта, связанный с постепенным ухудшением его характеристик. Для устранения таких отказов требуется регулировка.

Постепенные отказы можно условно рассматривать как внезапные: как только значение хотя бы одного из параметров выходит за заданные пределы, объект считается отказавшим. В нашем курсе будем рассматривать только внезапные отказы.

Объект относится к невосстанавливаемым, если его восстановление после отказа нецелесообразно или невозможно.

Если после отказа проводится восстановление, то объект относится к восстанавливаемым.

Один и тот же объект в различных условиях применения может быть отнесен к невосстанавливаемым (например, если он расположен в помещении, куда невозможен доступ) и к восстанавливаемым.

В теории надежности вводятся понятия элемента и системы.

Системой называется совокупность элементов, взаимодействующих между собой в процессе выполнения заданных функций.

Элементом называют составную часть системы, которая рассматривается без дальнейшего разделения как единое целое.

Различие между элементом и системой чисто условное и состоит в том, что при определении надежности системы элемент считают неделимым, его надежность считается заданной или определяется экспериментально. Систему же представляют в виде совокупности отдельных элементов, надежность каждого из которых определяют отдельно. Надежность системы будет зависеть от количества образующих систему элементов, от способа их объединения в систему и от характеристик надежности каждого отдельного элемента.

Система может представлять собой не только совокупность технических устройств, но и включать в себя в качестве элементов и нетехнические средства, например, программные обеспечение, обслуживающий персонал и т.п.

Деление объектов на "системы" и образующие их "элементы" носит условный характер и зависит от постановки задачи и цели исследования. Один и тот же объект может рассматривать и как система, состоящая из элементов, и как элемент более сложной системы.

2.Классификация эргономических методов.

Классификации методов эргономики имеет много общего с классификацией методов человекознания.

Первую группу методов условно называют организационными. К ним относятся методологические средства эргономики, обеспечивающие системный и деятельностный подходы к исследованию и проектированию. Они выступают в качестве инструмента интеграции методов различных наук и сфер практической деятельности, на стыке которых возникают и решаются качественно новые проблемы изучения и проектирования систем "человек — машина". Характерной чертой таких исследований и проектирования является не синтез результатов, полученных на основе независимых исследований, а организация такого исследования и проектирования, в ходе которых используются в определенном сочетании принципы и методы различных дисциплин.

Вторую группу методов составляют эмпирические способы получения научных данных. К этой группе относятся наблюдение и самонаблюдение; экспериментальные процедуры (лабораторный, производственный, "формирующий" эксперименты), диагностические методики (различного рода тесты, анкеты, социометрия, интервью и беседы); анализ процессов и продуктов деятельности; моделирование (предметное, математическое и т. д.).

Третью группу методов составляют различные способы количественной и качественной обработки данных.

Наконец, в четвертую группу методов входят различные способы интерпретации полученных данных в контексте целостного описания функционирования систем "человек — машина".

Наиболее обширна вторая группа методов, внутри которой в зависимости от целей и характера исследований выделяется целый ряд конкретных методических процедур.

В методический арсенал эргономики входят многие психофизиологические методики: измерение времени реакции (простой сенсомоторной реакции, реакции выбора, реакции на движущийся объект и т. д.); психофизические методики (определение порогов и динамики чувствительности в различных модальностях); психометрические методы исследования перцептивных, мнемических, когнитивных процессов и личностных характеристик.

В эргономике широкое распространение получили методы электрофизиологии, изучающей электрические явления в организме человека при различных видах его деятельности. Они позволяют оценивать временные параметры многих процессов, их выраженность, топографию, механизмы их регуляции и т. д. К ним относятся:

1) электроэнцефалография (ЭЭГ) — запись электрической активности мозга с поверхности головы. ЭЭГ дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния собственной активности мозга и его реакций при действии раздражителей;

2) электромиография (ЭМГ) — запись электрической активности мышц (чувствительный показатель включения в двигательную активность или статическую работу определенных мышечных групп), которая играет важную роль при оценке состояния мышечного тонуса и незаменима при исследовании позы и рабочих движений;

3) регистрация кожно-гальванической реакции (КГР) — изменение разности потенциалов кожи (показатель электропроводимости кожи) — весьма чувствительный показатель эмоционального состояния человека;

4) электрокардиография (ЭКГ) — запись электрической активности сердца — индикатор состояния сердечно-сосудистой системы, позволяющий выявить, например, характер зависимости частоты сердечных сокращений от величины физической нагрузки при работе;

5) электроокулография (ЭОГ) — запись электрической активности наружных мышц глазного яблока, использующаяся в эргономике как объективный показатель перемещения взора человека при рассматривании какого-либо объекта.

Включает эргономика в свой методический арсенал и биотелеметрию — дистанционное исследование функций и измерение показателей жизнедеятельности человека, которое осуществляется в реальной обстановке в течение длительного времени.

Функциональное состояние человека оценивается с помощью физиологических и психологических методов. В последнюю группу входят методы оценки эффективности выполнения различных психометрических тестов и анализа субъективных признаков конкретных видов функциональных состояний. Содержательный психофизиологический анализ конкретных видов трудовой деятельности является необходимым условием создания комплексных систем тестов, пригодных для оценки динамики функциональных состояний в процессе реального производства. Для интегральной оценки функционального состояния используется полиэффекторный метод регистрации психофизиологических параметров.

Фиксация количественного и качественного снижения работоспособности, а также нарушения координации процессов, связанных с выполнением работ, позволяет наблюдать за развитием утомления без отрыва человека от трудового процесса, причем часто выявляется снижение работоспособности еще до изменения количественных и качественных показателей работы.

Методы измерения рабочей нагрузки разнообразны, само же определение рабочей нагрузки продолжает быть предметом научных дискуссий. Измерение рабочей нагрузки на практике необходимо прежде всего для установления того, что действия, которые должен выполнять человек, осуществимы и для выявления тех из них, которые вызывают наибольшую нагрузку.

В эргономических исследованиях находят применение методы биомеханики: ускоренная киносъемка, циклография, киноциклография, видеозапись, тензометрия, электрическая регистрация механических величин с помощью датчиков угловых перемещений, опорных динамографов и др. С их помощью характеризуется двигательная активность человека с точки зрения эффективности трудовых движений, работы различных звеньев опорно-мышечного аппарата.

В проектировании находит применение соматография — технико-антропологический анализ положения тела и изменения рабочей позы человека, соотношения размеров человека и машины. Результаты этого анализа обычно представляются в графической форме. Соматография позволяет рассчитывать зоны легкой и оптимальной досягаемости, находить оптимальные способы организации рабочего места с учетом пропорциональных отношений между элементами оборудования и человеком.

Для изучения условий деятельности и влияния их на здоровье человека используются физические, химические, физиологические, токсикологические и другие методы гигиены труда.

Используемые в эргономике социометрические методы исследования межличностных отношений позволяют: выявить факт предпочтения или установки, выраженный индивидом в отношении других членов группы в определенных ситуациях управления и технического обслуживания сложных систем; описать положение индивида в группе так, как оно представляется самому субъекту, и сопоставить это с реакциями других членов группы; выразить взаимоотношения внутри сравниваемых групп с помощью формальных методов.

Кроме методов изучения человека и его деятельности по управлению (использованию) и техническому обслуживанию системы (изделия), имеются еще два блока эргономических методов. Первый блок — это применение данных при проектировании, т. е. синтез данных в эргономических концепциях, прототипах и конечных результатах проектирования. Эти методы служат для перевода данных о человеке и его деятельности в критерии и другую информацию, полезную для задачи проектирования, а также касаются самого процесса проектирования. Второй блок методов — это последующая оценка процесса и результатов проектирования, т. е. проектируемой и спроектированной системы и того, насколько правильно и полно применена эргономика при проектировании.

Дата добавления: 2015-04-30