基于人因可靠性的數控加工中心安全管理模型分析
2018-12-24 來源：張家口職業技術學院機械系 宣化科技職業 作者：宋桂蓉 曹宏 徐峰
摘要：通過對數控加工中心（ＣＮＣ）人因可靠性分析，闡述了人因可靠性對數控加工中心安全生產的影響，建立了人因可靠性評估模型，為數控加工中心安全生產管理中防治人為差錯提供參考，進而提高數控加工中心的安全管理水平。
關鍵詞：數控加工中心，人因可靠性，安全管理，數學模型
１、引言
人因可靠性分析 最早源自對武器系統人員可靠性的評估，因可以有效預防或減少操作人員失誤等優點，所以人因可靠性分析在工業領域發展迅速，目前正在成為一門涉及人類工程學、認知學和概率分析的新興學科．人因可靠性理論在數控加工中心的研究和應用可以有效杜絕人因機械故障的發生、降低產品的次品率．在數控加工中心建立人因可靠性評估體系有利于在管理制度上杜絕不安全生產事件的發生，使得數控加工中心正常運行，人因可靠性受當日數控機床操作工人的安全因素（比如人員個人因素、操作環境因素）的影響，這些因素的變化影響著操作工人的工作狀態，因此這種評估體系是動態的．建立科學有效的人因可靠性評估體系可以有效評價當日數控加工中心的人因安全程度并作出快速應對反應．隨著科技水平不斷提高，如今的數控機床本身的安全生產水平、可靠性、產品精度已經相當高，機床本身的不安全狀態已經不再成為加工中心發生事故以及產生次品的主要原因，提高數控加工中心的可靠性基本基于人因可靠性，數控機床發生故障或產出次品直接原因是人的不安全行為導致的機床處于不安全狀態．人的因素誘發的數控機床的不穩定性成為產生次品的事故源，可見數控加工中心操作工人的人因可靠性研究的重要性以及安全科學管理的重要性。
２、人因可靠性分析理論
２．１影響操作工人可靠性的因素分析
經研究認為影響操作工人可靠性的干擾因素主要來源于生理因素、心理因素、社會關系因素、工作環境因素以及操作技術等，這因素也影響著數控加工中心安全管理水平的高低，上面的每個因素又由一些具體的次級因素組成．下面將對這些因素進行分析１）生理因素：疲勞度一指操作工人在連續工作較長一段時間后，身體出現的體能衰退現象．疲勞現象的出現會導致人的注意力以致技術水平的降低，直接影響到操作工人的可靠性；個性特征一指人的性格特征，依據調查統計Ｗ，外向型性格的操作工人發生事故次數比內向型性格的操作工人明顯多；生理節律一指操作工人的體力、心情、智力等的節律，當生理節律處于低潮期時，工人的耐力下降，思維反應遲鋪。
２）心理因素：情緒一勞動強度過低、操作過程單調重復容易使工人麻痹大意，導致工人情緒松懈，失誤操作增多；勞動強度過大容易使工人情緒太過緊張導致失誤操作增多；社會關系一包括家庭關系、同事等人際關系、家庭經濟條件，甚至生活中的各種小事等都可以引起工人情緒大起大落都會影響操作工人的正常工作能力。人的心理因素和生理因素一指的是當工人執行相關操作步驟時，運行人員現場的心理和生理狀態對其操作行為的影響，很多錯誤或不規范的操作都是由不良的心理和生理因素造成的，如僥幸心理、逆反心理、從眾心理、疲勞等都會影響運行人員的操作過程 。
３）工作環境因素：機械噪聲、數控機床的人機交互性、微氣候環境（指車間的工作環境中氣體的溫度、濕度、氣流、熱輻射等環境因素），這些因素的質量高低也會影響到工人的可靠性。操作工人的技術熟練程度對于人因可靠性是最重要的，它決定著數控機床的工作穩定性、產品的質量和品質。
２．２人因可靠性數據的采集
采集合適的數據是人因可靠性（ＨＲＡ）研究中極為重要的一環，沒有數據，人因就不能得到量化，就不能建立可靠性模型．人為差錯的發生率簡稱人誤率，它的數據采集通常采用”直接觀測法”、”事故分析調査法”、”專家判斷法”、”現場日蛛記錄法”、”言語交流或問卷調查”、”認知可靠性和失誤分析方法 ”，２００７年沈祖培教授在文獻《人因失誤的后果－前因追溯表》中介紹了后果－前因追溯法這種方法對于長期采集數據十分有用。
２．３影響可靠性的人因量化
影響可靠性的人因量化的目的在于對人因可靠性定性評價，更便于采用適當的數學方法和模型進行對其分析，從概率角度給出一個安全評價．通過對量化后得到的結果進行比較，找出對數控機床最有影響或最有提髙改善可能的人為因素，找出數控加工中心在管理、規程以及人員班組等方面的薄弱環節，為制定科學先進的管理制度提高理論依據。
由于“人”是極為復雜的情緒動物體，人為因素復雜多變，研究涉及的未知數較多，數據采集、人因確認及量化是一個長期的過程，所以，對于不同的人因可靠性，定性評價模型量化方法、過程都不盡相同，模型的成熟度更是不同．人因量化過程一般可采用以下幾種方法：１）直接給出量化，如生理體能指標；２）操作工人的績效考核；３）由專家給出有關人因量化數據，如一些相關心理指標的評定，國內外專家已給出有關數據的量化手段：１６－ＰＦ量表、ＳＣＬ－９０量表、ＭＭＰＩ量表及其他自編量表等４）在資深專家建議下對某些人因主觀打分，如家庭是否和諧，個人情緒等。
２．４操作工人人因可靠性評價模型
依據文獻間可靠度是一個概率，指在數控機床運行的各種條件下，在規定時間內由操作工人安全成功地執行操作規程，完成既定運行方式的概率，記作 （ｔ），其中ｔ＞０為連續正常工作的時間．對任意時刻人因可靠度只⑷是連續正常工作時間隨機變量Ｔ＞ｉ的概率．由于人為差錯可引起數控機床發生故障或產品出現次品，所以人的行為發生差錯的概率叫做人因不可靠度，也稱為累積差錯分布概率，記作Ｐ⑷，其差錯分布密度用／⑷來表示，有關系式
３、安全管理評估模型
３．１安全管理評估模型的建立
由于數控機床操作工人的技術穩定性或可靠性受人為因素影響很大，所以工人的可靠性有很大的可塑性和難以控制性，難以定量評價，因此，下面對人因可靠性采用多因子綜合評價方法來進行評估。
我們對操作工人可靠性分為五等：負－極不可靠，ｉ？２－不可靠，均－可靠，丑４＿比較可靠，極可靠．首先針對某個數控機床操作工人進行評估，設影響該操作工人的某些因素（如下表間：A1, A2 ,A3，．． 已知．
３．２模型的應用
該模型的應用前提是應由資深專家給出權重分配集，而且應對評價等級受人為因素影響程度做到盡可能準確主觀打分．這樣評價等級才能最大限度地接近準確。
４、總結
人因可靠性分析（ＨＲＡ）是以可靠性分析、不可靠性預測、減少與預防操作工人個人或團隊等行為失誤為對象開展研究的一門學科．人因可靠性分析理論中，其對人的行為因素可靠性進行定性和定量的分析與評估，對于數控機床加工中心的安全管理或產品質量管理有重要的研究價值，但其研究難點在于對人因的量化，一般由資深專家給出權重分配氣在專家指導下或咨詢專家的情況下有針對性地對人為因素進行盡可能準確地主觀打分，即使這樣，得到再好的結論往往也是有爭議的。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
