本發(fā)明涉及一種人機(jī)系統(tǒng)可靠性評估領(lǐng)域，尤其涉及一種人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步，可靠性評估一直是產(chǎn)品或系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作。在人機(jī)系統(tǒng)中，由于人在產(chǎn)品使用過程中對產(chǎn)品的可靠性有著十分重要的影響，單獨(dú)對機(jī)器進(jìn)行可靠性研究，并不能體現(xiàn)產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中的可靠性，因此不能滿足用戶的需求。單獨(dú)對人的可靠性進(jìn)行研究，并不能與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相結(jié)合，對產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)提出改進(jìn)意見。美國海軍系統(tǒng)效能操作手冊中指出，針對用戶的合約中應(yīng)當(dāng)將人以及環(huán)境等因素納入到系統(tǒng)效能的計(jì)算中。美國海軍曾對七艘艦船的可用性(availability)進(jìn)行分析，其平均固有可用性為0.960，而考慮人之后系統(tǒng)實(shí)際的平均操作可用性僅為0.320。由此可見，人的因素在人機(jī)系統(tǒng)中具有重要影響。

現(xiàn)有人機(jī)系統(tǒng)的可靠性分析與評估方法中，大部分是將人與機(jī)器相互獨(dú)立，分析各自的可靠性，將人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)串聯(lián)的系統(tǒng)，來確定人機(jī)系統(tǒng)的可靠度。顯然，這樣的做法是不合適的，忽視掉了人機(jī)之間的交互作用，人不僅僅有犯錯(cuò)的可能，還具有糾錯(cuò)的能力，同時(shí)機(jī)器也會(huì)對人的可靠性產(chǎn)生影響，人機(jī)之間的相互影響會(huì)對產(chǎn)品實(shí)際使用過程中所體現(xiàn)出來的可靠性產(chǎn)生重要的影響。因此，有必要針對人機(jī)系統(tǒng)，考慮系統(tǒng)中的人機(jī)交互作用，研究人機(jī)系統(tǒng)整體的可靠性水平。

申請?zhí)枮閏n201310389569.7，名稱為《一種基于故障樹和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)及分配方法》發(fā)明專利申請是本申請的背景技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種充分考慮了產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中人的因素，評估結(jié)果更加接近產(chǎn)品在使用過程中實(shí)際體現(xiàn)出來的可靠性水平，真實(shí)性好，準(zhǔn)確性高的人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法，包括如下步驟：

s1.根據(jù)人機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)，確定任務(wù)執(zhí)行過程中機(jī)器的子系統(tǒng)構(gòu)成、人工操作流程及任務(wù)過程時(shí)間，并確定各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)和機(jī)器可靠性指標(biāo)；

s2.構(gòu)建人機(jī)系統(tǒng)可靠性分析的遞階結(jié)構(gòu)模型；

s3.根據(jù)所述遞階結(jié)構(gòu)模型將所述機(jī)器可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)，計(jì)算確定各子系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s1中所述人工操作可靠性指標(biāo)的確定步驟包括：根據(jù)人誤評定與復(fù)位方法對人工操作的人誤概率進(jìn)行量化，確定人誤概率值，根據(jù)所述人誤概率值計(jì)算確定人工操作可靠性指標(biāo)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s1中確定所述機(jī)器可靠性指標(biāo)的具體步驟包括：根據(jù)所述各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)計(jì)算人工操作總可靠性指標(biāo)，以預(yù)先確定的任務(wù)目標(biāo)可靠性指標(biāo)與所述人工操作總可靠性指標(biāo)的比值計(jì)算確定機(jī)器可靠性指標(biāo)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s2中所述遞階結(jié)構(gòu)模型的目標(biāo)層為機(jī)器的可靠性指標(biāo)，準(zhǔn)則層包括人機(jī)交互程度、后果嚴(yán)重程度和復(fù)雜度，方案層包括機(jī)器的各子系統(tǒng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述遞階結(jié)構(gòu)模型中準(zhǔn)則層人機(jī)交互程度的兩兩比較矩陣的確定步驟包括：對任務(wù)的人工操作流程進(jìn)行分析，以子系統(tǒng)參與的人工交互的次數(shù)量化子系統(tǒng)的人機(jī)交互程度，并根據(jù)所述人機(jī)交互程度確定人機(jī)交互程度的兩兩比較矩陣。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述遞階結(jié)構(gòu)模型中準(zhǔn)則層后果嚴(yán)重程度的兩兩比較矩陣的確定步驟包括：預(yù)先確定各子系統(tǒng)的嚴(yán)重程度標(biāo)度，根據(jù)所述嚴(yán)重程度標(biāo)度確定后果嚴(yán)重程度的兩兩比較矩陣。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述遞階結(jié)構(gòu)模型中準(zhǔn)則層復(fù)雜度的兩兩比較矩陣的確定步驟包括：確定各子系統(tǒng)的基本構(gòu)件數(shù)，根據(jù)所述基本構(gòu)件數(shù)確定復(fù)雜度的兩兩比較矩陣。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s2中，還包括檢驗(yàn)兩兩比較矩陣一致性的步驟：計(jì)算兩兩比較矩陣的一致性值，在所述一致性值不滿足預(yù)設(shè)的一致性要求時(shí)，調(diào)整所述兩兩比較矩陣，重復(fù)檢驗(yàn)兩兩比較矩陣一致性的步驟，直到所述一致性值滿足預(yù)設(shè)的一致性要求。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s3的具體步驟包括：

s3.1.根據(jù)所述權(quán)重向量計(jì)算組合權(quán)向量；

s3.2.根據(jù)所述組合權(quán)向量將所述機(jī)器可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)，計(jì)算子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s3.2中通過下式所示公式將所述機(jī)器可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)，計(jì)算子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)：

上式中，ri為第i個(gè)子系統(tǒng)的機(jī)器可靠性指標(biāo)，r為機(jī)器可靠性指標(biāo)，ωi為組合權(quán)向量的第i個(gè)元素，m為組合權(quán)向量中元素的個(gè)數(shù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟s3中，還包括根據(jù)所述子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和所述任務(wù)過程時(shí)間計(jì)算子系統(tǒng)平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間。

一種基于上述分解分配方法的可靠性評估方法，包括如下步驟：

s1.根據(jù)所述分解分配方法確定人機(jī)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)；

s2.根據(jù)所述機(jī)器的子系統(tǒng)構(gòu)成和人工操作流程生成包含全部子系統(tǒng)與全部操作流程的任務(wù)模型；

s3.將所述子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和人工操作可靠性指標(biāo)分配到所述任務(wù)模型的各節(jié)點(diǎn)，計(jì)算所述任務(wù)模型中各節(jié)點(diǎn)的可靠性指標(biāo)的積作為任務(wù)的頂層可靠性指標(biāo)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述任務(wù)模型中具有支路的人工操作流程的節(jié)點(diǎn)，以支路中各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)的積作為該支路的可靠性指標(biāo)，以各支路的可靠性指標(biāo)之和作為該任務(wù)模型中具有支路的人工操作流程的節(jié)點(diǎn)的可靠性指標(biāo)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法充分考慮了人機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中人的因素，使得可靠性評估的結(jié)果更加接近產(chǎn)品在使用過程中實(shí)際體現(xiàn)出來的可靠性水平。

2、本發(fā)明的人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法以人機(jī)交互程度、后果嚴(yán)重程度和復(fù)雜度來構(gòu)建遞階結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)則層，并以人機(jī)交互次數(shù)來量化人機(jī)交互程度，可以保證人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的分解分配更加準(zhǔn)確，更加符合實(shí)際情況。

3、本發(fā)明的人機(jī)系統(tǒng)可靠性評估方法通過采用本發(fā)明的可靠性指標(biāo)分解分配方法來確定各子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)，并通過將任務(wù)模型轉(zhuǎn)化為任務(wù)的可靠性框圖，計(jì)算確定人機(jī)系統(tǒng)的頂層可靠性指標(biāo)，可以保證人機(jī)系統(tǒng)的可靠性評估更加方便、評估更加準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的艦載機(jī)駕駛員著艦過程操作流程。

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的艦載機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的駕駛員-艦載機(jī)系統(tǒng)著艦任務(wù)模型示意圖。

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例的艦載機(jī)駕駛員的任務(wù)人誤概率量化表。

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例的駕駛員-艦載機(jī)系統(tǒng)的遞階結(jié)構(gòu)模型。

圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例的艦載機(jī)駕駛員操作可靠性框圖模型。

圖8為本發(fā)明具體實(shí)施例的駕駛員-艦載機(jī)系統(tǒng)著艦任務(wù)可靠性框圖。

圖9為本發(fā)明具體實(shí)施例的各子系統(tǒng)可靠度與mtbcf值分配結(jié)果圖。

圖10為本發(fā)明具體實(shí)施例的各子系統(tǒng)的人機(jī)交互程度量化示意圖。

圖11為本發(fā)明具體實(shí)施例的各子系統(tǒng)的后果嚴(yán)重程度量化示意圖。

圖12為本發(fā)明具體實(shí)施例的各子系統(tǒng)的復(fù)雜度量化示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例的人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法，步驟為：s1.根據(jù)人機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)，確定任務(wù)執(zhí)行過程中機(jī)器的子系統(tǒng)構(gòu)成、人工操作流程及任務(wù)過程時(shí)間，并確定各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)和機(jī)器可靠性指標(biāo)；s2.構(gòu)建人機(jī)系統(tǒng)可靠性分析的遞階結(jié)構(gòu)模型；s3.根據(jù)所述遞階結(jié)構(gòu)模型將所述機(jī)器可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)，計(jì)算確定各子系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。

在本實(shí)施例中，以駕駛員駕艦載機(jī)著艦過程為例進(jìn)行具體說明。確定著艦的任務(wù)過程時(shí)間為5分鐘，確定著艦任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)可靠性指標(biāo)為0.95。通過對艦載機(jī)著艦任務(wù)進(jìn)行分析，可以確定著艦任務(wù)的人工操作流程如圖2所示。通過對艦載機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以確定機(jī)器的子系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示，包括輔助著艦系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、人機(jī)界面、作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)等8個(gè)子系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，根據(jù)所述機(jī)器的子系統(tǒng)構(gòu)成和人工操作流程生成包含全部子系統(tǒng)與全部操作流程的任務(wù)模型，如圖4所示。在該著艦任務(wù)的人工操作流程中，根據(jù)輔助著艦系統(tǒng)的正常與否的狀態(tài)，當(dāng)輔助著艦系統(tǒng)正常時(shí)，只需要進(jìn)行meatball狀態(tài)監(jiān)測及l(fā)&g狀態(tài)監(jiān)測即可，否則，需要根據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

在本實(shí)施例中，步驟s1中所述人工操作可靠性指標(biāo)的確定步驟為：根據(jù)人誤評定與復(fù)位方法(heart，humanerrorassessmentandreductiontechnique)對人工操作的人誤概率進(jìn)行量化，確定人誤概率值，根據(jù)所述人誤概率值計(jì)算確定人工操作可靠性指標(biāo)。如圖5所示，申請降落活動(dòng)包括1個(gè)操作，即聯(lián)系指揮官申請降落，該人工操作的人誤概率為0.0004，那么該人工操作的可靠性指標(biāo)為1-0.0004＝0.9996。同理，可以確定著艦任務(wù)中各人工操作的人誤概率，進(jìn)行確定每個(gè)操作的人工操作可靠性指標(biāo)。通過圖5中各項(xiàng)駕駛員操作的人誤概率量化，并分析駕駛員的操作流程，可以將人工操作流程轉(zhuǎn)化為操作流程的可靠性框圖，如圖7所示。在本實(shí)施例中，通過計(jì)算每個(gè)操作的人工操作可靠性指標(biāo)的積，得到任務(wù)的人工操作總可靠性指標(biāo)roperator＝0.97684。

在本實(shí)施例中，以預(yù)先確定的任務(wù)目標(biāo)可靠性指標(biāo)與所述人工操作總可靠性指標(biāo)的比值計(jì)算確定機(jī)器可靠性指標(biāo)，rmachine為機(jī)器可靠性指標(biāo)，r(t)為任務(wù)目標(biāo)可靠性指標(biāo)，roperator為人工操作總可靠性指標(biāo)。

在本實(shí)施例中，根據(jù)層次分析法建立駕駛員-艦載機(jī)系統(tǒng)的遞階結(jié)構(gòu)模型，如圖6所示，該遞階結(jié)構(gòu)模型的目標(biāo)層為艦載機(jī)的可靠性指標(biāo)，準(zhǔn)則層為人機(jī)交互程度、后果嚴(yán)重程度和復(fù)雜度，方案層為機(jī)器的各子系統(tǒng)，包括輔助著艦子系統(tǒng)、動(dòng)力子系統(tǒng)等8個(gè)子系統(tǒng)。

在本實(shí)施例中，構(gòu)建遞階結(jié)構(gòu)模型目標(biāo)層的兩兩比較矩陣a0如下式所示：

在矩陣a0中，從左至右代表的向量分別代表人機(jī)交互程度，復(fù)雜度和后果嚴(yán)重程度。

構(gòu)建準(zhǔn)則層人機(jī)交互程度的兩兩比較矩陣，具體為：對任務(wù)的人工操作流程進(jìn)行分析，以子系統(tǒng)參與的人工交互的次數(shù)量化子系統(tǒng)的人機(jī)交互程度，并根據(jù)所述人機(jī)交互程度確定人機(jī)交互程度的兩兩比較矩陣。人機(jī)交互程度量化表如圖10所示，通過上述人機(jī)交互程度的量化結(jié)果，形成兩兩比較矩陣，通常認(rèn)為人機(jī)交互程度最大的系統(tǒng)相較于最小的系統(tǒng)的標(biāo)度為9，最小的子系統(tǒng)的標(biāo)度為1，例如，假設(shè)子系統(tǒng)1的交互程度為2，子系統(tǒng)2的交互程度為13，那么認(rèn)為子系統(tǒng)2相較于子系統(tǒng)1的標(biāo)度為9，子系統(tǒng)1的標(biāo)度為1，其他系統(tǒng)間的兩兩比較標(biāo)度可以根據(jù)情況而定，最終可以通過一致性檢驗(yàn)來判斷比較矩陣是否合理。最終，確定各系統(tǒng)對于人機(jī)交互程度這一準(zhǔn)則的兩兩比較矩陣a1。在實(shí)施例中，人機(jī)交互程度的兩兩比較矩陣a1如下式所示：

a1中從左至右，代表的分別為：輔助著艦系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、人機(jī)界面、作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、綜合通信系統(tǒng)。

在本實(shí)施例中，所述遞階結(jié)構(gòu)模型中準(zhǔn)則層后果嚴(yán)重程度的兩兩比較矩陣的確定步驟為：預(yù)先確定各子系統(tǒng)的嚴(yán)重程度標(biāo)度，根據(jù)所述嚴(yán)重程度標(biāo)度確定后果嚴(yán)重程度的兩兩比較矩陣。在本實(shí)施例中，預(yù)先通過專家評分法對各子系統(tǒng)的嚴(yán)重程度標(biāo)度進(jìn)行量化，量化結(jié)果表如圖11所示，根據(jù)量化結(jié)果，可以確定各子系統(tǒng)相對于準(zhǔn)則層中的后果嚴(yán)重程度的兩兩比較矩陣a2。在實(shí)施例中，后果嚴(yán)重程度的兩兩比較矩陣a2如下式所示：

a2中從左至右，代表的分別為：輔助著艦系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、人機(jī)界面、作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、綜合通信系統(tǒng)。

在本實(shí)施例中，所述遞階結(jié)構(gòu)模型中準(zhǔn)則層復(fù)雜度的兩兩比較矩陣的確定步驟為：確定各子系統(tǒng)的基本構(gòu)件數(shù)，根據(jù)所述基本構(gòu)件數(shù)確定復(fù)雜度的兩兩比較矩陣。本實(shí)施例中，子系統(tǒng)中的基本構(gòu)件數(shù)量化表如圖12所示，假設(shè)子系統(tǒng)1的標(biāo)度為1，則可以通過比值確定其他系統(tǒng)相對于輔助著艦系統(tǒng)的重要度，以子系統(tǒng)2為例，那么可以得出子系統(tǒng)2的相對于子系統(tǒng)1的標(biāo)度為同理，可以得到其他子系統(tǒng)的標(biāo)度，最終得到兩兩比較矩陣a3。在實(shí)施例中，復(fù)雜度的兩兩比較矩陣a3如下式所示：

a3中從左至右，代表的分別為：輔助著艦系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、人機(jī)界面、作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、綜合通信系統(tǒng)。

在本實(shí)施例的步驟s2中，還包括檢驗(yàn)兩兩比較矩陣一致性的步驟：計(jì)算兩兩比較矩陣的一致性值，在所述一致性值不滿足預(yù)設(shè)的一致性要求時(shí)，調(diào)整所述兩兩比較矩陣，重復(fù)檢驗(yàn)兩兩比較矩陣一致性的步驟，直到所述一致性值滿足預(yù)設(shè)的一致性要求。

在本實(shí)施例中，計(jì)算兩兩比較矩陣a0、a1、a2、a3的權(quán)向量分別為ω0、ω1、ω2、ω3，如下式所示：

ω0＝(0.9331,0.1226,0.3382)^t

ω1＝(0.7588,0.0654,0.0654,0.5019,0.3591,0.0654,0.0654,0.1622)^t

ω2＝(0.8486,0.0537,0.1210,0.2105,0.3913,0.0773,0.1210,0.2105)^t

ω3＝(0.5700,0.2850,0.0712,0.2850,0.5700,0.2850,0.1425,0.2850)^t

并計(jì)算兩兩比較矩陣a0、a1、a2、a3的最大特征值分別為λ0、λ1、λ2、λ3，如下式所示：λ0＝3.0070、λ1＝8.1281、λ2＝8.1527、λ3＝8.0000。

通過如下公式進(jìn)行一致性檢查：

上式中，cr為一致性比率，ci為一致性指標(biāo)，ri為隨機(jī)一致性指標(biāo)，λmax為最大特征值，n為權(quán)向量中元素個(gè)數(shù)。

計(jì)算得到：

cr3＝0

在本實(shí)施例中，一致性檢驗(yàn)值均小于預(yù)設(shè)的一致性要求0.1，因此，判斷4個(gè)兩兩比較矩陣的符合一致性，不需要調(diào)整兩兩比較矩陣。如果，兩兩比較矩陣不符合一致性，則需要對兩兩比較矩陣進(jìn)行調(diào)整，直到符合一致性。

在本實(shí)施例中，步驟s3的具體步驟為：s3.1.根據(jù)所述權(quán)重向量計(jì)算組合權(quán)向量；s3.2.根據(jù)所述組合權(quán)向量將所述機(jī)器可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)，計(jì)算子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。本實(shí)施例中，通過以下方式計(jì)算組合權(quán)向量：

ω＝[ω1ω2ω3]×ω0

＝(1.0529,0.1175,0.1084,0.5766,0.5367,0.1247,0.1183,0.2565)^t

在本實(shí)施例中，根據(jù)組合權(quán)向量，通過下式將機(jī)器可靠性指標(biāo)rmachine分配到各子系統(tǒng)，

上式中，ri為第i個(gè)子系統(tǒng)的機(jī)器可靠性指標(biāo)，r為機(jī)器可靠性指標(biāo)，即rmachine，ωi為組合權(quán)向量的第i個(gè)元素，m為組合權(quán)向量中元素的個(gè)數(shù)。組合權(quán)向量中元素的個(gè)數(shù)與人機(jī)系統(tǒng)子系統(tǒng)的數(shù)量相同。

通過上式，即可計(jì)算得到每個(gè)子系統(tǒng)的機(jī)器可靠性指標(biāo)。在本實(shí)施例中，還可以通過平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間(meantimebetweencriticalfailure，mtbcf)轉(zhuǎn)化公式計(jì)算確定各子系統(tǒng)的平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間，mtbcf轉(zhuǎn)化公式如下式所示：

上式中，r(t)為第i個(gè)子系統(tǒng)的機(jī)器可靠性指標(biāo)，t為預(yù)先確定的任務(wù)過程時(shí)間，mtbcf為平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間。本實(shí)施例中，所確定的任務(wù)過程時(shí)間t的值為5分鐘。

在本實(shí)施例中，將機(jī)器可靠性指標(biāo)分配到各子系統(tǒng)，及通過平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間轉(zhuǎn)化公式計(jì)算各子系統(tǒng)的平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間的結(jié)果如圖9所示。

如圖1所示，本實(shí)施例的基于上述分解分配方法的可靠性評估方法，步驟為：s1.根據(jù)所述分解分配方法確定人機(jī)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)；s2.根據(jù)所述機(jī)器的子系統(tǒng)構(gòu)成和人工操作流程生成包含全部子系統(tǒng)與全部操作流程的任務(wù)模型；s3.將所述子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和人工操作可靠性指標(biāo)分配到所述任務(wù)模型的各節(jié)點(diǎn)，計(jì)算所述任務(wù)模型中各節(jié)點(diǎn)的可靠性指標(biāo)的積作為任務(wù)的頂層可靠性指標(biāo)。對于所述任務(wù)模型中具有支路的人工操作流程的節(jié)點(diǎn)，以支路中各人工操作流程的人工操作可靠性指標(biāo)的積作為該支路的可靠性指標(biāo)，以各支路的可靠性指標(biāo)之和作為該任務(wù)模型中具有支路的人工操作流程的節(jié)點(diǎn)的可靠性指標(biāo)。

在本實(shí)施例中，通過將所述子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和人工操作可靠性指標(biāo)分配到所述任務(wù)模型的各節(jié)點(diǎn)，計(jì)算所述任務(wù)模型中各節(jié)點(diǎn)的可靠性指標(biāo)的積作為任務(wù)的頂層可靠性指標(biāo)。在本實(shí)施例中，將子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和人工操作可靠性指標(biāo)分配到如圖4所示的任務(wù)模型中的各節(jié)點(diǎn)，將任務(wù)模型轉(zhuǎn)化為任務(wù)的可靠性框圖，如圖7所示，通過可靠性框圖來計(jì)算任務(wù)的頂層可靠性指標(biāo)。如圖7中，對于其中的有分支的流程，按如下方法進(jìn)行計(jì)算處理，如輔助著艦系統(tǒng)包括正常工作和故障兩種情況，正常工作時(shí)執(zhí)行meatball狀態(tài)監(jiān)測和l&g狀態(tài)監(jiān)測流程，故障時(shí)執(zhí)行手動(dòng)調(diào)整meatball和手動(dòng)調(diào)整l&g流程。設(shè)正常工作的概率為x，故障的概率為1-x，那么，正常工作時(shí)的可靠性為x×k(meatball狀態(tài)監(jiān)測)×k(l&g狀態(tài)監(jiān)測)，k(meatball狀態(tài)監(jiān)測)為meatball狀態(tài)監(jiān)測的可靠性指標(biāo)，k(l&g狀態(tài)監(jiān)測)為l&g狀態(tài)監(jiān)測的可靠性指標(biāo)。故障時(shí)的可靠性為(1-x)×k(手動(dòng)調(diào)整meatball)×k(手動(dòng)調(diào)整l&g)，k(手動(dòng)調(diào)整meatball)為手動(dòng)調(diào)整meatball的可靠性指標(biāo)，k(手動(dòng)調(diào)整l&g)為手動(dòng)調(diào)整l&g的可靠性指標(biāo)。那么，具有該兩分支的流程的輔助著艦系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)為如下式所示：

x×k(meatball狀態(tài)監(jiān)測)×k(l&g狀態(tài)監(jiān)測)+(1-x)×k(手動(dòng)調(diào)整meatball)×k(手動(dòng)調(diào)整l&g)

通過本計(jì)算方法，可以將可靠性框圖轉(zhuǎn)化為串行的框圖，再計(jì)算串行框圖中各節(jié)點(diǎn)的可靠性指標(biāo)的乘積，即可計(jì)算得到任務(wù)的頂層可靠性指標(biāo)。本實(shí)施例中，通過反算得到的任務(wù)的頂層可靠性指標(biāo)r(t)為：r(t)＝0.96152>0.95，從而驗(yàn)證任務(wù)的可靠性指標(biāo)。因此，可以確定，最終的駕駛員艦載機(jī)著艦過程的任務(wù)可靠度略大于給定的任務(wù)可靠度。由于在實(shí)際的任務(wù)可靠性模型中，駕駛員有糾錯(cuò)能力，在本案例中，在著艦準(zhǔn)備階段，駕駛員需要將起落架放下，將襟翼設(shè)置到full狀態(tài)并且放下尾勾，若果這這個(gè)階段，駕駛員沒有正確完成操作，駕駛員可以在參數(shù)校核階段中檢查起落架、襟翼以及尾勾的設(shè)置是否正確。此外，駕駛員也能在輔助著艦系統(tǒng)故障的情況下，選擇手動(dòng)著艦，盡管手動(dòng)著艦的成功率低于自動(dòng)著艦，但整體的任務(wù)可靠性得到了提高。而在分配過程中，是將最壞的情況考慮進(jìn)來的，即默認(rèn)為手動(dòng)著艦過程，因此，通過任務(wù)可靠性模型計(jì)算出來的實(shí)際可靠性水平會(huì)略高于要求的可靠性水平。

本發(fā)明的人機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分解分配方法及可靠性評估方法充分考慮了人機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中人的因素，使得可靠性評估的結(jié)果更加接近產(chǎn)品在使用過程中實(shí)際體現(xiàn)出來的可靠性水平。通過以人機(jī)交互程度、后果嚴(yán)重程度和復(fù)雜度來構(gòu)建遞階結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)則層，并以人機(jī)交互次數(shù)來量化人機(jī)交互程度，可以保證人機(jī)系統(tǒng)可靠性評估更加準(zhǔn)確，更加符合實(shí)際情況。

上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。