Надежность систем «человек-машина»
Методы оценки надежности системы «человек—машина». Надежность системы «человек—машина» (СЧМ) определяется как свойство системы выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей Ь заданных пределах при заданных условиях эксплуатации. Надежность СЧМ является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения СЧМ и условий ее эксплуатации может включать безотказность, обслуживаемость, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств как для системы, так и для ее частей.
В процессе создания и эксплуатации СЧМ должен быть установлен и обеспечен необходимый уровень надежности системы с учетом следующих факторов, в том числе и эргономических:
СЧМ являются многофункциональными системами, в состав которых входят технические средства, оперативный и обслуживающий персона;
СЧМ являются восстанавливаемыми и обслуживаемыми системами, рассчитанными обычно на длительное функционирование;
СЧМ могут обладать структурным, информационным; временным и функциональным резервированием, поэтому надежность системы в целом может быть выше надежности ее составных частей;
наличие оперативного и обслуживающего персонала и пользователей в системе может, как увеличивать общую надежность выполнения заданных функций, так и уменьшать ее в зависимости от организации обслуживания и эксплуатации системы;
в процессе функционирования СЧМ происходит приспособление (взаимодействие) человека и машины, позволяющее как повысить, так и понизить надежность СЧМ;
уровень надежности СЧМ в значительной степени определяет эффективность системы.
Требования, предъявляемые к надежности СЧМ, а также методы оценки или контроля надежности СЧМ на различных стадиях создания системы должны быть указаны в ТЗ, техническом и рабочем проектах СЧМ, где должны быть приведены необходимые обоснования и расчеты надежности системы.
Функции СЧМ, для которых устанавливают показатели надежности, задаются как выполнение некоторых действий (процедур) (функции первого вида) или как достижение некоторого результата, выраженного в удельных (обычно за единицу времени) технических, экономических или социальных показателях (функции второго вида).
Функции СЧМ подразделяют на простые и составные. Простыми являются функции, рассматриваемые как неразложимые на составляющие. Составные функции включают некоторую совокупность простых функций, объединяемых по общности цели, роли з процессе функционирования, конструктивным, информационным или другим признакам.
Отказом функции, учитываемом при оценке надежности СЧМ, является полная потеря способности системы выполнять эту функцию или нарушение хотя бы одного из требований, предъявляемых к качеству выполнения функции при заданных условиях эксплуатации. Отказом СЧМ в целом (подсистемы СЧМ) является отказ составной функции, реализуемой СЧМ в целом (подсистемой СЧМ).
Требования к безотказности, обслуживаемости и ремонтопригодности устанавливают для отдельных функций, подсистем и СЧМ в целом. Требования к сохраняемости и долговечности устанавливают для отдельных подсистем и для СЧМ в целом.
В тех случаях, если нарушение выполнения некоторой функции может явиться следствием нескольких видов отказов, существенно различающихся по причине возникновения или по вызываемым ими последствиям, требования к безотказности, обслуживаемости и ремонтопригодности допускается устанавливать для каждого вида отказов в отдельности.
Важнейшими показателями надежности СЧМ являются показатели безотказности, обслуживаемости (сюда входят и показатели контроле-пригодности) и ремонтопригодности, которые следует устанавливать для всех СЧМ. В обоснованных случаях по согласованию между заказчиком и разработчиком допускается устанавливать также показатели сохраняемости и долговечности, уровень квалификации персонала, уровень функционального состояния чело-века-оператора и другие.
Основными показателями безотказности СЧМ являются: наработка на отказ 1-й функции (в единицах времени), наработка на отказ 1-й подсистемы СЧМ, наработка на отказ СЧМ в целом, вероятность безотказного выполнения 1-й функции в течение заданного времени, вероятность безотказной работы 1-й подсистемы СЧМ в течение заданного времени, вероятность безотказной работы СЧМ в целом в течение заданного времени.
Основными показателями ремонтопригодности СЧМ являются: среднее время восстановления способности СЧМ к выполнению 1-й функции, среднее время восстановлений работоспособности 1-й подсистемы СЧМ.
Время восстановления работоспособности СЧМ в целом, вероятность восстановления в течение заданного времени способности СЧМ к выполнению-1-Й функции, вероятность восстановления в течение заданного времени I работоспособности 1-й подсистемы СЧМ, вероятность восстановления в течение заданного времени ( работоспособности СЧМ в целом.
Основными показателями обслуживаемости СЧМ являются: среднее Время профилактического обслуживания (ПО) СЧМ по 1-й функции, среднее время ПО 1-й подсистемы СЧМ, среднее время ПО СЧМ в целом, вероятность выполнения ПО в течение 8а да иного времени ( по 1-й функции, вероятность выполнения ПО в течение заданного времени ( 1-й под сисистемы СЧМ, вероятность выполнения ПО в течение заданного времени СЧМ в целом.