朱明寬 汪 洋

空軍駐西南地區(qū)軍代室

近年來，隨著可靠性工程技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，關(guān)于人—機(jī)系統(tǒng)可靠性問題日益引起了人們的重視。其主要原因是武器系統(tǒng)或裝備都是由人來進(jìn)行研制、生產(chǎn)和使用的，因此，人與武器系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性關(guān)系非常密切。研究表明，系統(tǒng)故障中很大一部分（約占故障總數(shù)的10%～15%）是由于人為差錯(cuò)而產(chǎn)生的。而隨著系統(tǒng)的精度提高和復(fù)雜程度的增加，人對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響將越來越大，且由于人的差錯(cuò)使系統(tǒng)發(fā)生故障造成的損失將不可估量。

而如果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制階段就考慮到人對(duì)產(chǎn)品可靠性的影響，并對(duì)其進(jìn)行分析，在設(shè)計(jì)中給予適當(dāng)考慮，則可以減少人的影響因素，提高產(chǎn)品的可靠性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段遵循有關(guān)人為因素的原則，能夠明顯地降低人對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響。另外，仔細(xì)地挑選和培訓(xùn)有關(guān)人員，也有助于改善人對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響。

一、關(guān)于人的可靠性

研究人對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響問題，實(shí)質(zhì)上就是研究人的可靠性問題。為此定義：

（1）人的可靠性：指在規(guī)定的最小時(shí)間限度內(nèi)（如果規(guī)定有時(shí)間要求），在系統(tǒng)運(yùn)行中的任一階段，由人成功地完成工作或任務(wù)的概率。

（2）人為差錯(cuò)：指未能實(shí)現(xiàn)規(guī)定任務(wù)（或者實(shí)現(xiàn)了禁止的動(dòng)作），可能導(dǎo)致中斷計(jì)劃動(dòng)作或引起財(cái)產(chǎn)和設(shè)備的損壞。

（3）人的動(dòng)作可靠性：指一個(gè)人在規(guī)定條件下能完成全部規(guī)定的人的功能的概率。

二、人對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響

人的作用的重要程度對(duì)不同的系統(tǒng)可能不同，對(duì)同一系統(tǒng)的不同階段也可能不同。這種作用會(huì)由于人為差錯(cuò)而受損害，系統(tǒng)總的可靠度會(huì)由于人不正確地完成他應(yīng)完成的正常任務(wù)而受到影響。

1.人為差錯(cuò)的原因

人為差錯(cuò)的發(fā)生有各種不同的原因。導(dǎo)致人為差錯(cuò)的一般原因有：工作區(qū)域光線不足；有關(guān)人員，如操作人員、維修人員和生產(chǎn)人員缺乏必要的訓(xùn)練和技能；不良的裝備設(shè)計(jì)；工作區(qū)域溫度太高；噪聲太大；不適當(dāng)?shù)墓ぷ骺傮w安排；太擁擠的工作空間；工作動(dòng)力不足；不適當(dāng)?shù)墓ぞ撸痪帉懽玖拥难b備維修和操作程序說明書、手冊(cè)；不適當(dāng)?shù)夭倏v裝備；管理不善；任務(wù)復(fù)雜；缺少口頭交流等。

2.人為差錯(cuò)的后果

人為差錯(cuò)的后果對(duì)不同裝備或同一裝備不同任務(wù)可能是不同的。后果的范圍可以從輕微到嚴(yán)重（例如，從耽誤裝備的運(yùn)行到毀壞裝備）。人為差錯(cuò)對(duì)裝備使用造成的后果可以分為以下三類；第一類，阻礙裝備的正常使用；第二類，裝備的使用有嚴(yán)重的延遲，但不妨礙裝備的使用；第三類，裝備使用的延遲不嚴(yán)重。

3.人為差錯(cuò)的發(fā)生方式

人為差錯(cuò)以各種不同的方式發(fā)生，一般有以下幾種：對(duì)某一出現(xiàn)的問題作出不正確的決策；沒有實(shí)現(xiàn)某一必要的功能；進(jìn)行了一項(xiàng)不應(yīng)進(jìn)行的活動(dòng)；對(duì)某一意外事故的響應(yīng)遲鈍或笨拙；沒有覺察到某一危險(xiǎn)情況。

4.人為差錯(cuò)的分類

人為差錯(cuò)可以細(xì)分為各種不同的類別：操作錯(cuò)誤、裝配錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、檢驗(yàn)錯(cuò)誤、安裝錯(cuò)誤和維修錯(cuò)誤等。

（1）操作錯(cuò)誤。操作錯(cuò)誤是由操作人員造成的，幾乎所有的操作錯(cuò)誤都是在使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境中發(fā)生的。下列的幾種情況導(dǎo)致了操作錯(cuò)誤的發(fā)生：缺少合適的工藝規(guī)程；任務(wù)復(fù)雜和超載狀態(tài)；人員的挑選和培訓(xùn)不良；操作人員粗心大意或缺少興趣，違反正常的操作規(guī)程等。

（2）裝配錯(cuò)誤。這類錯(cuò)誤是由于人引起的并發(fā)生在裝備裝配時(shí)，它們是工藝不良的結(jié)果。在很多情況下，裝配錯(cuò)誤是在產(chǎn)品發(fā)生故障后，在使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境下被發(fā)現(xiàn)的，例如：使用不正確的零件（元件），遺漏了零件，裝配與藍(lán)圖不一致，不正確的焊接，零件用的導(dǎo)線反接等。產(chǎn)生這些錯(cuò)誤的原因?yàn)椋赫彰鞑蛔?，噪聲太大，設(shè)計(jì)不當(dāng)，信息交流不暢和工作環(huán)境溫度過高，缺少監(jiān)督和培訓(xùn)，藍(lán)圖質(zhì)量差等。

（3）設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。這類錯(cuò)誤是由于設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。錯(cuò)誤的三種類型是：在設(shè)計(jì)中不能實(shí)現(xiàn)人的需要、指派給某人不適當(dāng)?shù)穆氊?zé)，不能保證人機(jī)對(duì)話的有效性。比如設(shè)計(jì)時(shí)的過分草率、設(shè)計(jì)師對(duì)某一特殊設(shè)計(jì)答案的傾向和對(duì)系統(tǒng)需求的分析不當(dāng)?shù)纫蛩兀际菍?dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的原因。

（4）檢驗(yàn)錯(cuò)誤。檢驗(yàn)的目的是發(fā)現(xiàn)缺陷，檢驗(yàn)錯(cuò)誤的發(fā)生是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)不是100%精確，由于檢驗(yàn)錯(cuò)誤，在公差范圍內(nèi)的零件可能被拒絕，或超差的零件可能被接受等。

（5）安裝錯(cuò)誤。這類錯(cuò)誤發(fā)生在裝備設(shè)計(jì)的安裝階段，屬于短期錯(cuò)誤。安裝錯(cuò)誤的主要原因之一是，人們沒有按照說明書或藍(lán)圖來安裝裝備。

（6）維修錯(cuò)誤。這類錯(cuò)誤發(fā)生在對(duì)有問題的裝備沒有正確維修和排除故障。比如：對(duì)裝備的調(diào)試不正確，在裝備的某些部位采用了錯(cuò)誤的潤(rùn)滑脂等等，一般隨著裝備的老化，發(fā)生維修錯(cuò)誤的可能性會(huì)增加，這是由于機(jī)械件的耗損而使裝備維修頻率增大的結(jié)果。

另外，心里壓力也是影響人的動(dòng)作及其可靠性的一個(gè)重要方面。顯然，一個(gè)承受著過重壓力的人會(huì)有較大的可能性造成人為差錯(cuò)。研究表明，壓力并不完全是消極的影響，事實(shí)上，適度的壓力是有益的，它能使人的效率提高到最佳狀態(tài)。一方面，壓力過輕時(shí)人會(huì)覺得沒有挑戰(zhàn)和變得遲鈍，因而人的表現(xiàn)不會(huì)處于巔峰狀態(tài)。另一方面，當(dāng)承受的壓力過重時(shí)，將引起人為工作效率急劇下降。壓力過重的原因是多方面的，如憂慮、恐懼或其他心理上的壓力等。適度的壓力應(yīng)該定在足夠使人保持警覺的壓力水平上。當(dāng)操作人員在很高的壓力下執(zhí)行任務(wù)時(shí)，發(fā)生人為差錯(cuò)的概率通常要比其在適度的壓力下工作時(shí)高。

三、減少人為差錯(cuò)的主要措施

1.進(jìn)行防差錯(cuò)設(shè)計(jì)

著名的墨菲定律告訴我們：“人們做某一件事情，如果存在著發(fā)生差錯(cuò)的可能性，那么差錯(cuò)遲早總要發(fā)生?！边@個(gè)規(guī)律對(duì)指導(dǎo)人們消除差錯(cuò)、保證安全具有重要意義，因?yàn)樗鞔_告訴人們，要想避免差錯(cuò)，必須消除出現(xiàn)差錯(cuò)的可能性。

機(jī)件產(chǎn)生差錯(cuò)的可能性，是機(jī)件本身具有的一種屬性，它存在于機(jī)件之中，按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律表現(xiàn)出來。機(jī)件不同，產(chǎn)生差錯(cuò)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律也不同。只有從設(shè)計(jì)入手，采用“防差錯(cuò)設(shè)計(jì)”，以防止在連接、裝配、安裝和其使用維修操作中發(fā)生差錯(cuò)，即使發(fā)生差錯(cuò)也能立即發(fā)現(xiàn)，不致?lián)p壞機(jī)件、設(shè)備，而危及安全。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）謹(jǐn)防對(duì)稱性。幾年前曾有一家汽車公司設(shè)計(jì)了一個(gè)在美學(xué)上是令人喜愛的對(duì)稱性儀表操縱盤，但不久就發(fā)現(xiàn)區(qū)別儀表顯示的位置很困難，導(dǎo)致駕駛員眼睛注意操縱盤而離開道路的時(shí)間比希望的長(zhǎng)。因此，從功能觀點(diǎn)看，對(duì)稱性設(shè)計(jì)并不好。

（2）應(yīng)理解作為監(jiān)視器使用的人是薄弱單元。人是一個(gè)不可靠的監(jiān)視器，他在系統(tǒng)中的作用比較消極，因?yàn)槿说淖⒁饬Σ蝗菀准?，因此傾向于人與系統(tǒng)分離。人知道系統(tǒng)將出現(xiàn)什么現(xiàn)象，應(yīng)該如何處理，應(yīng)該把操縱員當(dāng)作應(yīng)急的備用單元，以便在必要時(shí)介入工作。

（3）誘發(fā)執(zhí)行任務(wù)的興趣。沒有必要拙笨地執(zhí)行枯燥的重復(fù)而單調(diào)的操作任務(wù)。但是，當(dāng)有使操作率增加的傾向，當(dāng)超過一定水平時(shí)就會(huì)促使差錯(cuò)發(fā)生。例如，一架B—36飛機(jī)的電子設(shè)備使用了2700個(gè)電子管，在12h的飛行任務(wù)期間可能有12個(gè)失效。某導(dǎo)彈大約有5000個(gè)焊點(diǎn)，在常規(guī)條件下焊接時(shí)，若每5000個(gè)焊點(diǎn)有1個(gè)失放，工作12h將有63%的導(dǎo)彈發(fā)生故障。因此，操作員應(yīng)知道這些事實(shí)，并在可能的條件下擬定作業(yè)規(guī)范。

2.重視操作人員素質(zhì)與能力的培訓(xùn)

操作人員素質(zhì)包括責(zé)任心和心理素質(zhì)。操作能力是技術(shù)水平、知識(shí)水平和能力的綜合反映。有些人認(rèn)為，現(xiàn)代自動(dòng)化的裝備對(duì)操作能力的要求降低了，因此放松了操作能力的訓(xùn)練，這是一種誤解。在復(fù)雜緊張而迅速變化的戰(zhàn)斗條件下，裝備使用的成功，很大程度上取決于操作人員的心理訓(xùn)練和專業(yè)訓(xùn)練，以及對(duì)所維護(hù)使用的裝備特點(diǎn)的了解程度。

四、結(jié)束語

人機(jī)系統(tǒng)可靠性問題是當(dāng)代裝備研制中值得重視的問題，在裝備研制時(shí)，研制人員應(yīng)當(dāng)充分考慮人對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響，并采取必要的設(shè)計(jì)措施，將可能發(fā)生的人為差錯(cuò)減少到最低限度，以提高產(chǎn)品的使用可靠性。

然而，我國(guó)目前對(duì)人可靠性的研究尚未深入開展，在有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)人可靠性的影響未有明確的規(guī)定，于是往往會(huì)發(fā)生由人的一個(gè)小差錯(cuò)造成系統(tǒng)故障的事件，因此加強(qiáng)人機(jī)系統(tǒng)可靠性的研究并在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其予以規(guī)定，將是今后我國(guó)可靠性工程技術(shù)值得重視的問題。