1.Система и элемент. Наработка до отказа. Функция надежности.

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.

Промежуток времени от начала функционирования объекта до момента его отказа называется временем безотказной работы.

Время безотказной работы не является объективным показателем надежности, так как объект не постоянно занят работой. Суммарное время работы между моментом начала работы объекта и моментом отказа объекта называется наработкой до отказа. Если объект работает без перерывов, наработка до отказа совпадает с временем безотказной работы.

Заранее указать наработку до отказа невозможно, будем рассматривать ее как непрерывную случайную величину Т, имеющую функцию распределения F(t)=P{T<t} и плотность f(t), которую в теории надежности называют частотой отказов. Так как наработка до отказа Т - положительная величина, то F(t)=f(t)=0 при t 0.

Функция надежности или вероятность безотказной работы объекта p(t) определяется как  - вероятность того, что объект будет работать безотказно в течение времени t. Функция надежности определена при t 0.

Чтобы отличать функцию надежности от вероятности договоримся, что запись p(...) будет обозначать функцию надежности, а запись Р{...} - вероятность.

Свойства функции надежности:

1. р(t) - убывающая функция.

2. р(0)=1, .

3. .

2.Общая характеристика эргономических исследований.

Эргономическое изучение и оптимизация деятельности человека с техникой имеют свою специфику. Во-первых, направленность эргономики на проектирование деятельности и ее средств требует применения не только экспериментальных, но и априорных проектировочных методов, а также приемов, с помощью которых удается формализовать то, что ранее задавалось лишь описательно. Во-вторых, оперирование обобщенными показателями активности, напряженности и комфортности деятельности обусловливает процедуры получения интегральных критериев на основе комплекса частных показателей. В-третьих, эргономическое исследование, проектирование или оценка, как правило, предполагают одновременное применение различных методов, отражающих взаимосвязи между компонентами и основными свойствами системы "человек — машина". Перечисленные особенности определяют стратегию выбора методов для решения конкретных эргономических задач.

Методы исследования в эргономике условно могут быть разделены на три группы: аналитические, или описательные, экспериментальные и расчетные. В большинстве исследований они тесно переплетены между собой и применяются одновременно, дополняя и обогащая друг друга.

Практически каждая эргономическая проблема возникает в результате переформулировки реальных задач, которые анализируются эргономистами с точки зрения выявления специфики деятельности человека или группы людей с техникой в производственной или иной среде. Эргономист должен уметь квалифицированно анализировать производственную сферу деятельности — производительность труда, профессиональный опыт, условия труда, брак, текучесть кадров, ошибочные действия, травматизм и т. п.

Эргономическое исследование начинается с анализа деятельности человека и функционирования системы "человек — машина". Его цель — определение места и роли человека в системе; описание функциональной структуры его деятельности, присущих ей психических и психофизиологических функций; выявление человеческих факторов в технике, влияющих на эффективность и надежность системы в целом и ее частей.

Цели анализа зависят от конкретной задачи. Если предстоит проводить экспериментальные исследования, то анализ нужен главным образом для выбора адекватной модели деятельности или отдельных действий, а также для определения задач эксперимента. Если требуется экспертиза системы "человек — машина", то целью анализа будет выявление тех компонентов системы, по которым должна производиться эргономическая оценка. При разработке критериев и методов профессионального отбора анализ будет направлен на определение свойств личности, существенно влияющих на качество выполнения деятельности.

Усовершенствование технических средств или системы с целью наиболее полного учета возможностей и особенностей работающего человека предполагает, во-первых, точное знание причин неудовлетворенности существующими видами техники с точки зрения эргономики, во-вторых, ясное представление о том, в каком направлении следует их модифицировать. Ответы на эти вопросы можно получить, если в ходе предварительного анализа деятельности вскрыты недостатки в организации взаимодействия человека и техники и определены требования, которые данный вид деятельности предъявляет к реализующим ее психофизиологическим свойствам человека и техническим средствам. В идеальном случае результатом аналитического этапа должно быть решение эргономических проблем усовершенствования существующего или проектирования нового технического средства, системы. На аналитическом этапе эргономического исследования оказываются полезными многие современные методы проектного анализа.

Экспериментальное исследование позволяет выявить такие особенности организации взаимодействия человека с техническими средствами, которые не обнаруживаются непосредственно в процессе анализа. Важным методическим приемом является усложнение деятельности (постановка дополнительных задач, моделирование аварийной ситуации и др.), что позволяет выявить преимущество одного среди нескольких проектных решений в сравнительных исследованиях. Выполнение дополнительной задачи одновременно с основной деятельностью, подлежащей оценке, используется для регистрации резервного времени. Оно представляет собой избыточное время (сверх минимально необходимого), которым может располагать работающий человек для предотвращения отклонения регулируемого параметра за допустимые пределы. В свою очередь, величина резервного времени, меняющаяся в зависимости от уровня мобилизации возможностей человека, служит одним из показателей, на основании которого предсказывается, при какой степени усложнения деятельности надежность работы человека резко снизится.

При организации эргономических исследований необходимо учитывать, что на результаты испытуемых влияют присутствие экспериментатора, его установки и ожидания. Не менее существенно, что испытуемый способен экспериментировать над экспериментатором. Проблема "экологической валидности" лабораторных исследований (возможность проецирования лабораторных результатов на ситуации "реальной жизни"), первоначально поставленная в области социально-психологических исследований, продолжает оставаться предметом пристального внимания и в эргономике.

БИЛЕТ №3.