安全管理——技术讲义作业-技术35-维修性设计(doc 7)1728.docx

维修性设设计【大纲考考试内容容要求】：1、熟悉悉维修性性设计、机机械设备备结构可可靠性设设计要点点。2、了解解人机信信息与能能量交换换系统模模型，人人的可靠靠性分析析。3、熟悉悉人机系系统、人人机功能能分配。【教材内内容】：四、维修修性设计计(一)维维修及维维修性所谓维修修是指使使产品保保持在正正常使用用和运行行状态，以以及为排排除故障障或缺陷陷所采取取的一切切措施，包包括设备备运行过过程中的的维护保保养、设设备状态态监测与与故障诊诊断以及及故障检检修、调调整和最最后的验验收试验验等直至至恢复正正常运行行等一系系列工作作。简言言之，为为保持或或恢复产产品规定定功能采采取的技技术措施施叫做维维修。维修性是是指对故故障产品品修复的的难易程程度，即即在规定定条件和和规定时时间内，完完成某种种产品维维修任务务的难易易程度。(二)产产品结构构的维修修性设计计维修性设设计是指指产品设设计时，设设计师应应从维修修的观点点出发，保保证当产产品一旦旦出故障障，能容容易地发发现故障障，易拆拆、易检检修、易易安装，即即可维修修度要高高。维修修度是产产品的固固有性质质，它属属于产品品固有可可靠性的的指标之之一。维维修度的的高低直直接影响响产品的的维修工工时、维维修费用用，影响响产品的的利用率率。下面面就维修修性设计计中应考考虑的主主要问题题做简要要介绍。1可达达性所谓可达达性是指指检修人人员接近近产品故故障部位位进行检检查、修修理操作作、插人人工具和和更换零零件等维维修作业业的难易易程度。可可达性设设计应从从以下33方面考考虑：1)安装装场所的的可达性性检修人员员在从事事检修作作业，如如拆装故故障零件件时，需需要有一一个足够够的检修修活动空空间，使使维修人人员能够够在舒服服的姿态态下进行行维修作作业，如如“坐”、“蹲”、“跪”、“躺”等作业业姿势。2)设备备外部的的可达性性复杂产品品往往是是由几个个部件或或单元组组成，而而这些部部件或单单元装在在一个箱箱体或壳壳体内，为为了装入入或取出出这些部部件或单单元，或或检查及及观察它它们的工工作状况况需要在在箱体或或壳体壁壁上开口口，设计计时就需需要考虑虑开口部部分的结结构(有有面板、盖盖或门)及其固固定方式式，做到到既可靠靠，又易易打开。3)设备备内部的的可达性性从易检查查易维修修的角度度出发，在在设计内内部零件件时，要要考虑其其结构形形状，考考虑各零零组部件件之间的的合理布布局和安安装空间间等。2零组组部件的的标准化化与互换换性产品设计计时应力力求选用用标准件件，以提提高互换换性，这这将会给给产品的的使用维维修带来来很大方方便。因因为标准准化零件件质量有有保证，品品种和规规格大大大减少，于于是就可可以减少少备件库库存和资资金积压压，既能能保证供供应，又又简化管管理。3维修修人员的的安全产品在结结构设计计时除考考虑操作作工人的的安全外外，还必必须考虑虑维修人人员的安安全，而而这后一一项工作作往往最最容易被被人们忽忽视。(三)可可靠性设设计与维维修性设设计的关关系可靠性设设计和维维修性设设计是从从不同的的角度来来保证产产品的可可靠性。前前者着重重从保证证产品的的工作性性能出发发，力求求不出故故障或少少出故障障，是解解决本质质安全问问题，在在方案设设计和结结构设计计阶段就就设法消消除危险险与有害害因素；后者则则是从维维修的角角度考虑虑，一旦旦产品发发生故障障，其本本身就能能自动及及时发现现故障，并并且显示示故障或或发出警警报信号号，并能能自动排排除故障障或中止止故障的的扩展。人 机 系 统统第五节   人   机   系   统   一一、人机机信息及及能量交交换系统统模型   人人机系统统的任何何活动实实质上是是信息及及能量的的传递和和交换。人人机之间间在进行行信息及及能量的的传递和和交换中中，首先先是人的的感觉器器官(眼眼、耳等等)从显显示装置置上感受受到机器器及环境境作用于于人的信信息，经经大脑中中枢神经经的综合合、分析析、判断断做出决决策，然然后命令令运动器器官(手手或脚)向机器器的控制制器发出出控制信信息，即即操纵机机器相应应的执行行机构(手柄或或按钮等等)完成成各种相相应的运运动机能能(移动动或转动动)，且且将控制制的效果果反映在在显示器器上，构构成一个个信息及及能量传传递的闭闭环系统统。到此此，人机机系统完完成了一一次功能能循环，如如图47所示示。        图4-7  人机系系统模型型在这个循循环过程程中，人人机系统统完成了了人所希希望的功功能，达达到人的的预期目目的。 二、人人机系统统 在人机机系统中中，人与与机器为为完成一一定功能能，各自自发挥自自己的作作用，又又必须相相互联系系，相互互配合，二二者之间间有着相相互依存存、相互互影响、又又相互制制约的关关系，而而且这些些关系随随系统自自动化程程度的变变化而变变化。   为为了取得得人机系系统的最最佳效果果，对人人和机分分别提出出“人适适应于机机”、“机机适宜于于人”的的不同要要求，即即“人适适机”与与“机宜宜人”。所所谓“机机宜人”是是指机器器作为人人从事生生产和生生活活动动的工具具，要求求设计、制制造出来来的机器器应尽量量满足使使用者的的体格、生生理、心心理等条条件的要要求，做做到显示示的信息息便于接接受、判判断，控控制系统统的尺寸寸、力度度、位置置、结构构、形式式等均应应适合操操作者的的生理要要求，工工具、器器具及用用品等的的使用得得心应手手，人所所处的作作业空间间安全舒舒适，达达到有利利于人的的身心健健康，有有利于发发挥劳动动者的效效能和效效率。   人人适机是是指使人人去适应应机器的的要求。机机器的结结构决定定了其客客观的运运动规律律，其操操作环境境也会因因各种因因素在时时间和空空间上受受到某种种限制，如如经济上上的可行行性、技技术上的的可能性性、机器器本身性性能要求求的条件件以及使使用机器器时的外外界环境境条件(如高温温、高压压作业)等。为为了适应应机器的的这些情情况，就就需要对对人的因因素予以以限制，对对人进行行教育、训训练，并并且尽量量发挥人人的因素素，利用用有一定定可塑性性这一特特点。   在在人机系系统中，机机宜人与与人适机机是相对对的。机机适宜于于人是以以人的因因素为条条件的，而而人的因因素是比比较复杂杂的，而而且是变变化的，有有的是随随时代的的进步而而变化，有有的是因因时、因因地、因因性别、因因年龄等等不同而而变化；人的因因素有的的可量化化，有的的则难以以准确量量化。机机器本身身也在不不断发展展，自动动化程度度越来越越高，控控制系统统智能化化，所以以机适宜宜于人的的程度也也在不断断提高。而而人适应应于机的的程度是是有限的的，因为为尽管人人的因素素有一定定的可塑塑性，但但是毕竟竟有一定定的限度度。解决决的办法法是通过过学习和和训练，提提高人的的文化和和技术素素质，或或采取必必要的辅辅助措施施(如使使用劳保保用品等等)去适适应机器器的要求求。   三三、人机机功能分分配   在在人机系系统中，人人与机完完成各自自的功能能，只有有二者合合理配合合，协调调一致，才才能使人人机系统统达到最最佳效果果。为此此，需要要深入了了解和研研究人机机各自的的特征，进进行比较较，扬长长避短，充充分发挥挥各自的的特长。      (一)人人在人机机系统中中的主要要功能   人人在人机机系统中中主要有有3种功功能：   (1)传传感功能能。通过过人体感感觉器官官的看、听听、摸等等感知外外界环境境的刺激激信息，如如物体、事事件、机机器、显显示器、环环境或工工作过程程等，将将这些刺刺激信息息作为输输入传递递给人的的中枢神神经。   (2)信信息处理理功能。大大脑对感感知的信信息进行行检索、加加工、判判断、评评价，然然后做出出决策。   (3)操操纵功能能。将信信息处理理的结果果作为指指令，指指挥人的的行动，即即人对外外界的刺刺激作出出反应，如如操纵控控制器、使使用工具具、处理理材料等等，最后后达到人人的预期期目的，如如机器被被开动运运转、零零件被加加工成形形、机器器的故障障已被排排除、缺缺陷零件件已被修修复或者者更换等等。   (二)人人机特性性的比较较   人人体本身身就是一一部复杂杂的、特特殊的机机器。人人与机器器的特性性包括许许多内容容，但就就从人机机系统中中信息及及能量的的接受、传传递、转转换过程程来讲，我我们可以以归纳为为以下44个方面面来比较较，即信信息感受受、信息息处理和和决策、操操作反应应、工作作能力等等，详见见表42。   由由表42可见见，人优优于机器器的能力力主要有有：信号号检测、图图像识别别、灵活活性、随随机应变变、归纳纳、推理理、判断断、创造造性等；机器优优于人的的能力主主要有反反应、操操作速度度快，精精确性高高，输  表42  人与机机器的特特性比较较能力种类 人  的  特  性 机器的特性信息感受感觉范围有限能感觉微小刺激，敏感性高，绝对域低对刺激反应时间较长，最小值为200ms能在高噪声环境下检出需要的信号抗干扰性低，有主观倾向性识别图形的能力强能阅读和接受口头指令，灵活性很强接受信息只能单通道能在人不能感觉的领域里工作，在感觉范围外(红外线、超声波、电磁波等)工作没有像人那样低的感觉阈限，敏感性比人低反应时间可达微秒级较难检出噪声掩盖下的信号抗干扰性高，重复性好识别图形的能力弱学习能力较低，灵活性很差能够多通道同时接受信息信息处理与决策计算速度慢，易出差错能实现大容量的、长期的记忆，并能实现同时和几个对象联系，但短时记忆相对较差有随机应变的能力，可利用不同的方法达到相同的目的有归纳思维的能力，但不易得到战略的最佳效果有创造能力，对尚未接触的事物可诱发进入决策能处理完全出乎预料之外的紧急事件，适应性强，有一定的预测能力难以监控偶然发生的事件计算速度快，且准确、重复性好，但不会修正错误能进行大容量短期的数据记忆和取出无随机应变的能力，但对常规重复机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没有自发的创造推理能力，只能作出是与否的简单决策只能处理已知的事件，适应性弱，预测能力有很大的局限性监控能力强操作能力超精密重复操作差，可靠性较低能够进行复杂的艺术性工作，有从经验中发现规律、利用经验改变操作的能力易疲劳，对简单的重复动作厌烦，不能容忍长时间、大负荷的操作输出功率有限，效率低，但能做精细调整通用性强要求环境舒适，但对特定的环境能很快适应能连续进行超精密重复操作和按程序进行常规操作，可靠性较高只能进行特定的工作，不能利用经验数据不疲劳，可不厌其烦地重复简单或复杂动作，能胜任长时间、大负荷的操作输出功率可大可小，效率高，但较难进行精细调整缺乏通用性，有的只能专用可在恶劣环境下工作，但不能随意改变工作条件工作能力短期内可在超负荷下坚持工作，但耐久性差，易疲劳技术水平、熟练程度、生理状态、心理状态等的不稳定性均会影响可靠性耐久性好，维持保养良好时，可长期使用在保证设计质量、材料、加工质量等情况下，一般比人可靠  出功功率大，耐耐久力强强，重复复性好，短短期记忆忆，能同同时完成成多种操操作、演演绎推理理以及能能在恶劣劣环境下下工作等等。   (三)人人机功能能分配原原则   根根据人机机特性的的比较，为为了充分分发挥各各自的优优点，人人机功能能合理分分配的原原则应该该是：笨笨重的、快快速的、持持久的、可可靠性高高的、精精度高的的、规律律性的、单单调的、高高价运算算的、操操作复杂杂的、环环境条件件差的工工作，适适合于机机器来做做；而研研究、创创造、决决策、指指令和程程序的编编排、检检查、维维修、故故障处理理及应付付不测等等工作，适适合于人人来承担担。 【例题】人人优于机机器的能能力主要要有：（）A. 信信号检测测能力强强     B、精精确性高高      C、图图像识别别能力强强D、反应应、操作作速度快快E、随随机应变变能力强强【答案】AABE一、单选选题: 1、 （）是是指检修修人员接接近产品品故障部部位进行行检查、修修理操作作、插入入工具和和更换零零件等维维修作业业的难易易程度。A. 维维修性B. 操操作性C. 可可靠性D. 维维修可达达性 AA BB CC DD 你的的答案： 标标准答案案：d 本题题分数： 211.433 分，你你答题的的情况为为 错误误 所以以你的得得分为 0 分分 解析： -二、多选选题: 2、 产产品结构构的维修修性设计计中应考考虑的主主要问题题是（）。A. 维维修可达达性B. 免免维修性性C. 机机器自修修复性D. 零零组部件件的标准准化与互互换性E. 维维修人员员的安全全 A B C D E 你的的答案： 标标准答案案：a, d, e 本题题分数： 422.866 分，你你答题的的情况为为 错误误 所以以你的得得分为 .000 分 解析： -3、 人在人人机系统统中主要要有3种种功能，分分别是：（）。A. 指指挥功能能B. 传传感功能能C. 避避险功能能D. 信信息处理理功能E. 操操纵功能能 A B C D E 你的的答案： 标标准答案案：b, d, e 本题题分数： 422.866 分，你你答题的的情况为为 错误误 所以以你的得得分为 .000 分 解析： -4、 在在人机系系统中，适适合于人人来承担担的工作作是（）。A. 操作复复杂的、环环境条件件差的工工作B. 精精度高的的的工作作C. 指指令和程程序的编编排的工工作D. 可可靠性高高的的工工作E. 检检查、维维修、故故障处理理的工作作 A B C D E 你的的答案： 标标准答案案：c, e