装备设计中应考虑的人机因素及主要措施探讨

2014-03-14杨小良董安华

中国军转民 2014年12期

关键词：机件系统可靠性差错

■ 杨小良董安华

■ 杨小良董安华

针对影响人—机系统可靠性的因素，提出了提高人的可靠性的一些措施，并对当前人—机系统可靠性急需解决的难点问题进行了讨论，供参考。

引言

装备的使用和保障总是要直接或间接地通过人在一定的环境条件下完成的，这就构成了人—装备—环境之间的关系，即人—机—环系统。研究人、机、环之间的关系，使之相互协调，充分发挥产品或装备的效能，这也是可靠性工程的任务。在装备研制中就要把人的能力数据和特性，以及环境对人、机的影响等方面的因素考虑到装备及保障系统的规划和设计中去，开展人素工程工作。

人素工程活动的结果可作为保障性分析（LSA）及制定培训要求和技术手册的输入。所有的人机工程活动必须与系统工程过程中其它各专业工程或学科一起协调、综合权衡，以期获得最大的效益。

人的可靠性概念是从研究产品可靠性时引出的，这个概念认为人的行为存在着有效性，在预先规定的范围外发生的失误行为叫做差错。因此，可将人的行为不发生差错的可能性叫做人的可靠性。

随着装备复杂程度和自动化程度的提高，必须使系统的设计同操作者的能力相匹配。

然而，由于人的能力达到极限仍不能满足系统任务需要，以致问题经常发生，迫使人们开始研究通过改进系统设计便于发挥人的效能，在工程设计中通常采用有关设计措施人—机系统可靠性。

1.提高人—机系统可靠性的主要措施

除了按照人素工程要求对装备及保障设备进行设计外，减少人为差错的主要措施有：

1.1 要进行系统防差错设计

著名的墨菲定律告诉我们：“人们做某一件事情，如果存在着发生差错的可能性,那么差错迟早总要发生”。这个规律在指导人们消除差错、保证安全具有重要意义。因为它明确告诉我们，要想避免差错，必须消除差错的可能性。

机件产生差错的可能性，是机件本身具有的一种属性，它存在于机件之中，按一定的统计规律表现出来，机件不同产生差错的统计规律也不同。要想改变这种属性只有从设计入手，采用“防差错设计”，以防止在连接、装配、安装和其他使用维修操作中发生差错，即使发生差错也能立即发现，不致损坏机件、设备，而危及安全。在具体设计中应考虑以下几点：

1.1.1 谨防对称性。几年前曾有一家汽车公司设计了一个在美学上令人喜爱的对称性仪表操纵盘，不久就发现区别仪表显示的位置很困难，导致驾驶员眼睛注意操纵盘而离开道路的时间比希望的长。因此，从功能观点看，对称性设计并不好。

1.1.2 作为监视器使用的人是薄弱单元。人是一个不可靠的监视器，他在系统中的作用比较消极，因为人的注意力不容易集中，因此倾向于人与系统分离。人知道系统将出现什么现象，应该如何处理，应该把操纵员当作应急的备用单元，以便在必要时介入工作。

1.1.3 诱发执行任务的兴趣。没有必要拙笨地执行枯燥的重复而单调的操作任务。但是，总有使操作率增加的倾向，当超过一定水平时就会促使差错发生。例如，一架B—36飞机的电子设备使用了2700个电子管，在12个小时的飞行任务期间可能有12个失效。某导弹大约有5000个焊点，在常规条件下焊接时，若每5000个焊点有1个失效，工作12小时将有63%的导弹发生故障。因此，操作员应知道这些事实，并在可能的条件下拟定作业规范。

1.1.4 进行维修性设计。在系统中，尤其是在复杂系统的装配中连接错误或维修错误是很重要的问题，必须引起特别注意。例如，底特律爱迪生公司的用户服务部报告过维修量很大，在典型的一年里修理了600000个小型装置，主要的批评意见是设备的维修性太差。在某些实例中，甚至像更换不重要的工作灯那样的东西，也必须完全离位维修。因此，设备应设计成容易维修（例如，可达性、可见性、以及可更换性等）；标注彩色代号；用不同类型的插销和插座等，以便减少人为差错。

1.2 应重视操作人员素质与能力的培训

操作人员素质包括责任心和心理素质；操作能力是技术水平、知识水平和能力的综合反映。有些人认为，现代自动化的装备对操作能力的要求降低了，因此放松操作能力的训练，这是一种误解。在复杂紧张而迅速变化的战斗条件下，装备使用的成功，很大程度上取决于操作人员的心理训练和专业训练，以及对所维护使用的装备特点的了解程度。

所以，人员的训练十分重要，应按专业分类进行培养。培训精通专业知识、适应战争的心理状态、善于利用先进装备的人，是防止差错事故，克敌制胜的重要因素。

1.3 加强装备使用和维修中的管理

为防止人为差错，要加强装备使用维修工作的管理。要完善有关的规章制度，加强防差错、防事故教育，养成使用和维修人员严格遵守操作规程的良好作风；要注意把握使用和维修人员的心理因素，如避免情绪波动或思想负担过大的人员上关键岗位操作等。