安全管理——技術講義作業(yè)-技術35-維修性設計(doc 7)

1、維修性設計【大綱考試內容要求】：1、熟悉維修性設計、機械設備結構可靠性設計要點。2、了解人機信息與能量交換系統(tǒng)模型，人的可靠性分析。3、熟悉人機系統(tǒng)、人機功能分配?！窘滩膬热荨浚核摹⒕S修性設計(一)維修及維修性所謂維修是指使產品保持在正常使用和運行狀態(tài)，以及為排除故障或缺陷所采取的一切措施，包括設備運行過程中的維護保養(yǎng)、設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷以及故障檢修、調整和最后的驗收試驗等直至恢復正常運行等一系列工作。簡言之，為保持或恢復產品規(guī)定功能采取的技術措施叫做維修。維修性是指對故障產品修復的難易程度，即在規(guī)定條件和規(guī)定時間內，完成某種產品維修任務的難易程度。(二)產品結構的維修性設計維修性設計是指

2、產品設計時，設計師應從維修的觀點出發(fā)，保證當產品一旦出故障，能容易地發(fā)現(xiàn)故障，易拆、易檢修、易安裝，即可維修度要高。維修度是產品的固有性質，它屬于產品固有可靠性的指標之一。維修度的高低直接影響產品的維修工時、維修費用，影響產品的利用率。下面就維修性設計中應考慮的主要問題做簡要介紹。1可達性所謂可達性是指檢修人員接近產品故障部位進行檢查、修理操作、插人工具和更換零件等維修作業(yè)的難易程度?？蛇_性設計應從以下3方面考慮：1)安裝場所的可達性檢修人員在從事檢修作業(yè)，如拆裝故障零件時，需要有一個足夠的檢修活動空間，使維修人員能夠在舒服的姿態(tài)下進行維修作業(yè)，如“坐”、“蹲”、“跪”、“躺”等作業(yè)姿勢。2)

3、設備外部的可達性復雜產品往往是由幾個部件或單元組成，而這些部件或單元裝在一個箱體或殼體內，為了裝入或取出這些部件或單元，或檢查及觀察它們的工作狀況需要在箱體或殼體壁上開口，設計時就需要考慮開口部分的結構(有面板、蓋或門)及其固定方式，做到既可靠，又易打開。3)設備內部的可達性從易檢查易維修的角度出發(fā)，在設計內部零件時，要考慮其結構形狀，考慮各零組部件之間的合理布局和安裝空間等。2零組部件的標準化與互換性產品設計時應力求選用標準件，以提高互換性，這將會給產品的使用維修帶來很大方便。因為標準化零件質量有保證，品種和規(guī)格大大減少，于是就可以減少備件庫存和資金積壓，既能保證供應，又簡化管理。3維修人員

4、的安全產品在結構設計時除考慮操作工人的安全外，還必須考慮維修人員的安全，而這后一項工作往往最容易被人們忽視。(三)可靠性設計與維修性設計的關系可靠性設計和維修性設計是從不同的角度來保證產品的可靠性。前者著重從保證產品的工作性能出發(fā)，力求不出故障或少出故障，是解決本質安全問題，在方案設計和結構設計階段就設法消除危險與有害因素；后者則是從維修的角度考慮，一旦產品發(fā)生故障，其本身就能自動及時發(fā)現(xiàn)故障，并且顯示故障或發(fā)出警報信號，并能自動排除故障或中止故障的擴展。人 機 系 統(tǒng)第五節(jié)  人  機  系  統(tǒng)   一、人機信息及能量交換系統(tǒng)模型

5、   人機系統(tǒng)的任何活動實質上是信息及能量的傳遞和交換。人機之間在進行信息及能量的傳遞和交換中，首先是人的感覺器官(眼、耳等)從顯示裝置上感受到機器及環(huán)境作用于人的信息，經(jīng)大腦中樞神經(jīng)的綜合、分析、判斷做出決策，然后命令運動器官(手或腳)向機器的控制器發(fā)出控制信息，即操縱機器相應的執(zhí)行機構(手柄或按鈕等)完成各種相應的運動機能(移動或轉動)，且將控制的效果反映在顯示器上，構成一個信息及能量傳遞的閉環(huán)系統(tǒng)。到此，人機系統(tǒng)完成了一次功能循環(huán)，如圖47所示。       圖4-7  人機系統(tǒng)模型在這個循環(huán)過程中

6、，人機系統(tǒng)完成了人所希望的功能，達到人的預期目的。 二、人機系統(tǒng) 在人機系統(tǒng)中，人與機器為完成一定功能，各自發(fā)揮自己的作用，又必須相互聯(lián)系，相互配合，二者之間有著相互依存、相互影響、又相互制約的關系，而且這些關系隨系統(tǒng)自動化程度的變化而變化。   為了取得人機系統(tǒng)的最佳效果，對人和機分別提出“人適應于機”、“機適宜于人”的不同要求，即“人適機”與“機宜人”。所謂“機宜人”是指機器作為人從事生產和生活活動的工具，要求設計、制造出來的機器應盡量滿足使用者的體格、生理、心理等條件的要求，做到顯示的信息便于接受、判斷，控制系統(tǒng)的尺寸、力度、位置、結構、形式等均應

7、適合操作者的生理要求，工具、器具及用品等的使用得心應手，人所處的作業(yè)空間安全舒適，達到有利于人的身心健康，有利于發(fā)揮勞動者的效能和效率。   人適機是指使人去適應機器的要求。機器的結構決定了其客觀的運動規(guī)律，其操作環(huán)境也會因各種因素在時間和空間上受到某種限制，如經(jīng)濟上的可行性、技術上的可能性、機器本身性能要求的條件以及使用機器時的外界環(huán)境條件(如高溫、高壓作業(yè))等。為了適應機器的這些情況，就需要對人的因素予以限制，對人進行教育、訓練，并且盡量發(fā)揮人的因素，利用有一定可塑性這一特點。   在人機系統(tǒng)中，機宜人與人適機是相對的。機適宜于人是以人的因素為條件的

8、，而人的因素是比較復雜的，而且是變化的，有的是隨時代的進步而變化，有的是因時、因地、因性別、因年齡等不同而變化；人的因素有的可量化，有的則難以準確量化。機器本身也在不斷發(fā)展，自動化程度越來越高，控制系統(tǒng)智能化，所以機適宜于人的程度也在不斷提高。而人適應于機的程度是有限的，因為盡管人的因素有一定的可塑性，但是畢竟有一定的限度。解決的辦法是通過學習和訓練，提高人的文化和技術素質，或采取必要的輔助措施(如使用勞保用品等)去適應機器的要求。   三、人機功能分配   在人機系統(tǒng)中，人與機完成各自的功能，只有二者合理配合，協(xié)調一致，才能使人機系統(tǒng)達到最佳效果。為此

9、，需要深入了解和研究人機各自的特征，進行比較，揚長避短，充分發(fā)揮各自的特長。     (一)人在人機系統(tǒng)中的主要功能   人在人機系統(tǒng)中主要有3種功能：   (1)傳感功能。通過人體感覺器官的看、聽、摸等感知外界環(huán)境的刺激信息，如物體、事件、機器、顯示器、環(huán)境或工作過程等，將這些刺激信息作為輸入傳遞給人的中樞神經(jīng)。   (2)信息處理功能。大腦對感知的信息進行檢索、加工、判斷、評價，然后做出決策。   (3)操縱功能。將信息處理的結果作為指令，指揮人的行動，即人對外界的刺激作出反應，如

10、操縱控制器、使用工具、處理材料等，最后達到人的預期目的，如機器被開動運轉、零件被加工成形、機器的故障已被排除、缺陷零件已被修復或者更換等。   (二)人機特性的比較   人體本身就是一部復雜的、特殊的機器。人與機器的特性包括許多內容，但就從人機系統(tǒng)中信息及能量的接受、傳遞、轉換過程來講，我們可以歸納為以下4個方面來比較，即信息感受、信息處理和決策、操作反應、工作能力等，詳見表42。   由表42可見，人優(yōu)于機器的能力主要有：信號檢測、圖像識別、靈活性、隨機應變、歸納、推理、判斷、創(chuàng)造性等；機器優(yōu)于人的能力主要有反應、操作速度快，精確性

11、高，輸 表42  人與機器的特性比較能力種類 人  的  特  性 機器的特性信息感受感覺范圍有限能感覺微小刺激，敏感性高，絕對域低對刺激反應時間較長，最小值為200ms能在高噪聲環(huán)境下檢出需要的信號抗干擾性低，有主觀傾向性識別圖形的能力強能閱讀和接受口頭指令，靈活性很強接受信息只能單通道能在人不能感覺的領域里工作，在感覺范圍外(紅外線、超聲波、電磁波等)工作沒有像人那樣低的感覺閾限，敏感性比人低反應時間可達微秒級較難檢出噪聲掩蓋下的信號抗干擾性高，重復性好識別圖形的能力弱學習能力較低，靈活性很差能夠多通道同時接受信息信息處

12、理與決策計算速度慢，易出差錯能實現(xiàn)大容量的、長期的記憶，并能實現(xiàn)同時和幾個對象聯(lián)系，但短時記憶相對較差有隨機應變的能力，可利用不同的方法達到相同的目的有歸納思維的能力，但不易得到戰(zhàn)略的最佳效果有創(chuàng)造能力，對尚未接觸的事物可誘發(fā)進入決策能處理完全出乎預料之外的緊急事件，適應性強，有一定的預測能力難以監(jiān)控偶然發(fā)生的事件計算速度快，且準確、重復性好，但不會修正錯誤能進行大容量短期的數(shù)據(jù)記憶和取出無隨機應變的能力，但對常規(guī)重復機能有很高的可靠性只能理解特定的事物，但能用程序使事件得到最佳方案沒有自發(fā)的創(chuàng)造推理能力，只能作出是與否的簡單決策只能處理已知的事件，適應性弱，預測能力有很大的局限性監(jiān)控能力強操

13、作能力超精密重復操作差，可靠性較低能夠進行復雜的藝術性工作，有從經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用經(jīng)驗改變操作的能力易疲勞，對簡單的重復動作厭煩，不能容忍長時間、大負荷的操作輸出功率有限，效率低，但能做精細調整通用性強要求環(huán)境舒適，但對特定的環(huán)境能很快適應能連續(xù)進行超精密重復操作和按程序進行常規(guī)操作，可靠性較高只能進行特定的工作，不能利用經(jīng)驗數(shù)據(jù)不疲勞，可不厭其煩地重復簡單或復雜動作，能勝任長時間、大負荷的操作輸出功率可大可小，效率高，但較難進行精細調整缺乏通用性，有的只能專用可在惡劣環(huán)境下工作，但不能隨意改變工作條件工作能力短期內可在超負荷下堅持工作，但耐久性差，易疲勞技術水平、熟練程度、生理狀態(tài)、心理狀

14、態(tài)等的不穩(wěn)定性均會影響可靠性耐久性好，維持保養(yǎng)良好時，可長期使用在保證設計質量、材料、加工質量等情況下，一般比人可靠  出功率大，耐久力強，重復性好，短期記憶，能同時完成多種操作、演繹推理以及能在惡劣環(huán)境下工作等。   (三)人機功能分配原則   根據(jù)人機特性的比較，為了充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，人機功能合理分配的原則應該是：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、規(guī)律性的、單調的、高價運算的、操作復雜的、環(huán)境條件差的工作，適合于機器來做；而研究、創(chuàng)造、決策、指令和程序的編排、檢查、維修、故障處理及應付不測等工作，適合于人來承擔。 【

15、例題】人優(yōu)于機器的能力主要有：（）A. 信號檢測能力強    B、精確性高     C、圖像識別能力強D、反應、操作速度快E、隨機應變能力強【答案】ABE一、單選題: 1、 （）是指檢修人員接近產品故障部位進行檢查、修理操作、插入工具和更換零件等維修作業(yè)的難易程度。A. 維修性B. 操作性C. 可靠性D. 維修可達性 A B C D 你的答案： 標準答案：d 本題分數(shù)： 21.43 分，你答題的情況為 錯誤 所以你的得分為 0 分 解析： - 二、多選題: 2、 產品結構的維修性設計中應考慮的主要問題是（）。A. 維修可達性B. 免維修性C. 機器自修復性D. 零組部件的標準化與互換性E. 維修人員的安全 A B C D E 你的答案： 標準答案：a, d, e 本題分數(shù)： 42.86 分，你答題的情況為 錯誤 所以你的得分為 .00 分 解析： - 3、 人在人機系統(tǒng)中主要