基于THERP可變功能機(jī)械功能轉(zhuǎn)換過程評價(jià)

王圣輝, 賀華波*

基于THERP可變功能機(jī)械功能轉(zhuǎn)換過程評價(jià)

王圣輝1,2, 賀華波1,2*

（1.寧波大學(xué) 機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院, 浙江 寧波 315211; 2.浙江省零件軋制成形技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 浙江 寧波 315211）

可變功能機(jī)械額功能轉(zhuǎn)換過程設(shè)計(jì)是該類產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的一個(gè)重要環(huán)節(jié), 其設(shè)計(jì)結(jié)果不僅決定產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)與否, 還會(huì)對諸如安全性、經(jīng)濟(jì)性等非技術(shù)類問題造成影響, 目前還缺少專門針對此過程設(shè)計(jì)解的分析及評估方法. 為解決此問題, 結(jié)合人失誤概率預(yù)測技術(shù)(Technique for Human Error Rate Prediction, THERP)模型及風(fēng)險(xiǎn)概率與經(jīng)濟(jì)性安全評價(jià)對功能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行定量分析. 依據(jù)THERP模型將功能轉(zhuǎn)換過程劃分為一系列子任務(wù), 并建立功能轉(zhuǎn)換過程二叉樹, 同時(shí)按照功能轉(zhuǎn)換過程的特點(diǎn)對二叉樹進(jìn)行簡化, 接著評估各失誤路徑的發(fā)生概率及失誤嚴(yán)重度, 并將失誤嚴(yán)重度量化為經(jīng)濟(jì)損失, 最后得到功能轉(zhuǎn)換過程的風(fēng)險(xiǎn)值. 同時(shí)通過角磨機(jī)向電鋸功能轉(zhuǎn)換的過程定量分析, 驗(yàn)證了該方法的可行性.

可變功能; 人失誤概率預(yù)測技術(shù); 二叉樹; 功能轉(zhuǎn)換

現(xiàn)代社會(huì)科技的進(jìn)步使得產(chǎn)品功能不斷完善細(xì)化, 以滿足人們對功能的多樣性需求. 然而, 更多的功能往往意味著更多的產(chǎn)品, 繁雜多樣產(chǎn)品所造成的不便促使人們尋找既能實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能又相對結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的單一產(chǎn)品. 可變功能機(jī)械是一種通過更改構(gòu)件或者構(gòu)件間的連接方式以實(shí)現(xiàn)多種功能的機(jī)械系統(tǒng)[1]. 作為典型的多功能機(jī)械, 其既能實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品包含多種功能, 又能滿足人們對于產(chǎn)品簡化的期許. 但另一方面, 隨著功能集成度及機(jī)械復(fù)雜程度越來越高, 可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換過程也相應(yīng)更為復(fù)雜. 與傳統(tǒng)機(jī)械相比較, 可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換過程大多需要用戶本人完成, 由于用戶的經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技能和知識背景不盡相同, 這大大提高了產(chǎn)品使用的失誤風(fēng)險(xiǎn)性. 故而對可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行安全評估, 探討消除或減少危險(xiǎn)的措施, 對于提高產(chǎn)品的安全性顯得尤為必要.

人失誤概率預(yù)測技術(shù)(Technique for Human Error Rate Prediction, THERP)模型是由20世紀(jì)80年代初, Swain和Guttmann等開發(fā)的一套針對操作人員在某工作環(huán)境下及工作過程中動(dòng)作發(fā)生失誤概率的預(yù)測方法, 以測算該工作過程中人失誤可能性[2]. 王全偉等[3]、文豪等[4]運(yùn)用THERP模型分析正常工作情況下起重機(jī)司機(jī)的人因可靠性. 鄧明明等[5]用THERP分析某企業(yè)汽車內(nèi)飾裝配過程的冷媒加工工序, 驗(yàn)證THERP模型的合理性及不足. 陳農(nóng)田等[6]基于THERP+HCR(Human Cognitive Reliability)綜合模型對航空維修差錯(cuò)的人失誤概率進(jìn)行計(jì)算. 張建祥等[7]運(yùn)用THERP-CREAM(Cogni- tive Reliability and Error Analysis Method)通過相似事件來預(yù)測空管人因失效概率. 通過以上研究可知, THERP用來預(yù)測和評估由于人為差錯(cuò)導(dǎo)致的故障問題有著不錯(cuò)的效果, 而且THERP與時(shí)間相關(guān)較小的任務(wù)較為貼合. 但傳統(tǒng)THERP僅僅是給出任務(wù)的失誤概率, 并沒有對人失誤及產(chǎn)生相應(yīng)的后果進(jìn)行綜合評價(jià). 可變功能機(jī)械由于具有需用戶本人完成功能轉(zhuǎn)換過程的特點(diǎn), 且與時(shí)間的相關(guān)程度較低, 與THERP模型較為貼合. 因此本文基于該模型, 同時(shí)結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)概率與經(jīng)濟(jì)性對可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行綜合評價(jià), 以期為此類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供相應(yīng)的技術(shù)支持.

1 THERP模型

THERP在人因可靠性方面的優(yōu)勢相當(dāng)明顯. 章逸民[8]曾對人因可靠性的主流分析方法進(jìn)行綜合評價(jià), 認(rèn)為THERP是得分最高的評價(jià)方法, 尤其在可用性、成熟度、可接受性等方面得到滿分的評價(jià).

THERP將工作人員的工作過程總?cè)蝿?wù)拆分為一系列連貫的動(dòng)作或者子任務(wù)[9], 接著根據(jù)各個(gè)子任務(wù)所包含的動(dòng)作類型預(yù)測動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)性, 進(jìn)而對總?cè)蝿?wù)的可靠性進(jìn)行預(yù)估. THERP總體過程大致可以分為4個(gè)階段, 分別是系統(tǒng)相關(guān)信息的收集階段、初步定性分析階段、定量分析階段以及應(yīng)用階段, 下文簡要介紹前3個(gè)階段.

1.1 階段一: 系統(tǒng)相關(guān)信息的收集

查閱歷史資料, 包含歷史事故、歷史故障等, 了解機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)作方式, 以及工作人員的工作過程等, 分析歷史事故與人員工作過程的關(guān)系.

1.2 階段二: 初步定性分析

該階段需要將總?cè)蝿?wù)分解成一系列動(dòng)作或者子任務(wù), 并結(jié)合子任務(wù)或動(dòng)作及其相關(guān)設(shè)備、動(dòng)作行為、環(huán)境限制等影響因素, 為子任務(wù)或動(dòng)作建立相應(yīng)的事件樹. 在完成上述步驟后, 使用二叉樹對事件進(jìn)行描述, 并給出各個(gè)子任務(wù)或者動(dòng)作成功或失誤的概率, 模型如圖1所示.

圖1 二叉樹模型

1.3 階段三: 定量分析

(1)以圖1為例, 串聯(lián)模式成功概率為:

失誤概率為:

(2)若任務(wù)為并聯(lián)模式, 成功概率為:

失誤概率為:

(3)修正系數(shù)(PSF)

由于每個(gè)子任務(wù)或動(dòng)作之間或許存在相關(guān)性, 按照Swain手冊將相關(guān)性分為5個(gè)等級, 依次為完全相關(guān)(CD)、強(qiáng)相關(guān)(HD)、相關(guān)(MD)、低相關(guān)(LD)以及無相關(guān)(ZD), 具體相應(yīng)任務(wù)概率的計(jì)算公式如下:

2 基于THERP模型的功能轉(zhuǎn)換過程評價(jià)模型

2.1 可變功能機(jī)械功能轉(zhuǎn)換相關(guān)任務(wù)的特點(diǎn)

(1)可變功能機(jī)械是多功能機(jī)械的一個(gè)分支, 其有別于普通多功能機(jī)械的特點(diǎn)之一是需要對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行功能構(gòu)件的更換或者改變其連接方式, 以獲得不同的功能. 因此, 當(dāng)用戶需要轉(zhuǎn)換功能時(shí), 就必須對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行功能構(gòu)件的更換或連接方式的改變. 此過程通常需要用戶本人完成, 也是本文研究的重點(diǎn).

(2)用戶初次完成功能轉(zhuǎn)換過程出錯(cuò)的概率較高. 用戶從取得產(chǎn)品到初次使用, 一般經(jīng)過以下幾個(gè)步驟: 1)閱讀使用說明書; 2)按照說明書指示進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換; 3)在功能轉(zhuǎn)換過程中出錯(cuò)并糾正, 如此反復(fù); 4)最終完成功能轉(zhuǎn)換. 由此可見, 在用戶接觸到新產(chǎn)品的使用初期, 出現(xiàn)失誤概率較高.

(3)用戶在后續(xù)的使用中出現(xiàn)失誤具有反復(fù)性. 由于用戶個(gè)人的受教育程度、使用環(huán)境、使用時(shí)間等不盡相同, 因此用戶在后續(xù)使用的失誤情況也呈多樣化趨勢. 但是各用戶在功能轉(zhuǎn)換過程中的失誤都具有反復(fù)性, 且用戶自身也有一定的糾錯(cuò)能力, 能在一定程度上避免后續(xù)的功能轉(zhuǎn)換失誤.

(4)用戶在各子任務(wù)上的失誤會(huì)引起不同后果. 由于功能轉(zhuǎn)換過程可分解為一系列子任務(wù)或動(dòng)作, 那么用戶在各個(gè)子任務(wù)或動(dòng)作上都有失誤的可能, 這些失誤可能會(huì)導(dǎo)致最終的功能轉(zhuǎn)換失敗, 但用戶仍有可能繼續(xù)使用, 進(jìn)而產(chǎn)生一定后果.

2.2 功能轉(zhuǎn)換過程評價(jià)模型

首先依據(jù)THERP模型建立功能轉(zhuǎn)換過程的二叉樹, 然后按照規(guī)則對二叉樹的每條失誤路徑進(jìn)行篩選, 查詢THERP模型相關(guān)表格, 獲取每條路徑子任務(wù)或動(dòng)作失誤的概率. 接著對剩下路徑上每個(gè)子任務(wù)或動(dòng)作按照風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行評價(jià)并篩選, 隨后將每條路徑中失誤可能導(dǎo)致的事故嚴(yán)重程度轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)損失, 并計(jì)算總風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)損失, 最后根據(jù)總風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)損失得到功能轉(zhuǎn)換過程的安全狀態(tài), 并根據(jù)評價(jià)結(jié)果提出相應(yīng)的改進(jìn)措施. 具體評價(jià)方法流程如圖2所示.

圖2 功能轉(zhuǎn)換評價(jià)過程

2.3 采用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)矩陣對子任務(wù)進(jìn)行篩選

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)矩陣作為一種直觀有效的風(fēng)險(xiǎn)評估方法, 能根據(jù)事故的嚴(yán)重程度以及其發(fā)生的概率對某一事故進(jìn)行初步的評估. 本文通過風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)矩陣對總?cè)蝿?wù)所劃分的子任務(wù)或動(dòng)作進(jìn)行初步的評價(jià), 篩選出安全概率較高的任務(wù), 從而減輕工作量.

本文以任務(wù)的失誤嚴(yán)重程度為橫軸, 分為非常嚴(yán)重、嚴(yán)重、中等、輕微4個(gè)等級. 子任務(wù)或動(dòng)作發(fā)生失誤的概率為縱軸, 分為概率高、概率中, 概率低、概率非常低4個(gè)等級. 將子任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)程度分為高、中、低、可忽略4個(gè)等級[10]. 可根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣對子任務(wù)進(jìn)行初步的篩選(表1).

表1 風(fēng)險(xiǎn)矩陣

2.4 確定二叉樹中路徑的發(fā)生概率

首先熟悉產(chǎn)品資料以及功能轉(zhuǎn)換過程任務(wù), 掌握功能轉(zhuǎn)換的整個(gè)過程, 同時(shí)分析進(jìn)行此項(xiàng)任務(wù)的各種邊界條件, 建立二叉樹, 并對簡化后的失誤路徑進(jìn)行定量分析.

為了對功能轉(zhuǎn)換過程的二叉樹中各失誤路徑進(jìn)行定量分析, 首先需要對路徑進(jìn)行簡化.

2.4.1 二叉樹失誤路徑的簡化原則

二叉樹失誤路徑的簡化原則需要THERP模型結(jié)合可變功能機(jī)械功能轉(zhuǎn)換過程的特點(diǎn)制定, 簡化原則如下:

(1)規(guī)定從任務(wù)節(jié)點(diǎn)向右為失敗, 從任務(wù)節(jié)點(diǎn)向左或垂直向下為成功;

(3)對二叉樹上的子任務(wù)進(jìn)行分析風(fēng)險(xiǎn)矩陣評價(jià), 確定必定成功的子步驟;

(3)對于二叉樹的任務(wù)節(jié)點(diǎn)來說, 如果上一個(gè)子任務(wù)嚴(yán)重影響到下一個(gè)子任務(wù)開展, 那么可認(rèn)定此任務(wù)必定成功;

(4)對于二叉樹上某個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn), 如果其中的一條分支能鑒別出任務(wù)的失誤或成功, 那么此任務(wù)路徑將直接被認(rèn)定失誤或成功, 且不需后續(xù)的分解;

(5)若總?cè)蝿?wù)為并聯(lián)模式, 則將總?cè)蝿?wù)轉(zhuǎn)化為多個(gè)串聯(lián)模式.

2.4.2 計(jì)算各失誤路徑的發(fā)生概率

按照二叉樹定量分析過程對簡化后的失誤路徑進(jìn)行概率計(jì)算.

2.5 風(fēng)險(xiǎn)損失的定量化計(jì)算

2.5.1 風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)性損失

為了量化功能轉(zhuǎn)換過程的風(fēng)險(xiǎn)性, 本文以功能轉(zhuǎn)換過程可能造成的經(jīng)濟(jì)損失來量化功能轉(zhuǎn)化過程的風(fēng)險(xiǎn)性. 在考慮功能轉(zhuǎn)換過程可能造成的最大損失以及事故發(fā)生的可能性時(shí), 可用事故在被發(fā)現(xiàn)前的可能性加以修正, 以得到較為客觀的功能轉(zhuǎn)換過程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià). 本文采用文獻(xiàn)[11]提出的量化方法, 將失誤可能對操作人員造成的傷害以及誤工時(shí)長換算成經(jīng)濟(jì)損失, 從而得以衡量功能轉(zhuǎn)換過程的風(fēng)險(xiǎn)性.

可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換任務(wù)失誤路徑有多條, 任務(wù)第條失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)程度為路徑的失誤發(fā)生概率與失誤路徑后果經(jīng)濟(jì)損失的乘積, 則功能轉(zhuǎn)換失誤子任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)算公式為:

根據(jù)式(2)可以對功能轉(zhuǎn)換各失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化.

2.5.2 功能轉(zhuǎn)換過程的風(fēng)險(xiǎn)值修正

由可變功能機(jī)械功能轉(zhuǎn)換過程的特點(diǎn)可知, 由于轉(zhuǎn)換過程大多由用戶完成, 且用戶的受教育水平、技能水平、心理?xiàng)l件等不盡相同, 因此失誤路徑能否被用戶發(fā)現(xiàn)也是一項(xiàng)重要的指標(biāo), 用戶如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)失誤的發(fā)生, 并重新完成也能大大降低了此過程的風(fēng)險(xiǎn)值. 故而引入失誤路徑發(fā)現(xiàn)修正系數(shù)M用以修正風(fēng)險(xiǎn)值(表2).

式中:為總?cè)蝿?wù)風(fēng)險(xiǎn)值;M為第個(gè)失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)修正系數(shù).

表2 失誤路徑發(fā)現(xiàn)概率

根據(jù)式(3)、(4)可以得出整個(gè)功能轉(zhuǎn)換過程的風(fēng)險(xiǎn)值, 并按照產(chǎn)品特性設(shè)置合適的閾值, 以篩選滿足條件的功能轉(zhuǎn)換過程方案, 同時(shí)也可根據(jù)過程的風(fēng)險(xiǎn)值提出改進(jìn)措施, 并給出相應(yīng)評價(jià)結(jié)果報(bào)告.

3 實(shí)例

以某品牌角磨機(jī)、電鋸可變功能機(jī)械為例. 該產(chǎn)品將角磨機(jī)和電機(jī)集合在一起, 通過更換部分部件實(shí)現(xiàn)角磨機(jī)和電鋸兩種功能, 成為一機(jī)兩用的可變功能機(jī)械產(chǎn)品(圖3). 下文對角磨機(jī)向電鋸功能轉(zhuǎn)換的過程進(jìn)行分析.

圖3 角磨機(jī)(a)與電鋸(b)

步驟1 對角磨機(jī)向電鋸功能之間轉(zhuǎn)換的整個(gè)過程進(jìn)行分析, 可將這一過程分解成以下幾個(gè)子任務(wù)步驟:

(1)下壓板替換成鏈鋸帶動(dòng)齒(子任務(wù)1);

(2)卡位對準(zhǔn), 將角磨機(jī)固定(子任務(wù)2);

(3)安裝主板鋁件, 擰緊螺絲(子任務(wù)3);

(4)拆卸護(hù)蓋螺絲(子任務(wù)4);

(5)安裝擋板, 擰緊螺絲(子任務(wù)5);

(6)安裝手柄, 擰緊螺絲(子任務(wù)6).

詳細(xì)過程如圖4所示.

圖4 功能轉(zhuǎn)換過程

接著可按照風(fēng)險(xiǎn)矩陣對此6個(gè)子任務(wù)步驟進(jìn)行分析(表3), 初步確定其風(fēng)險(xiǎn)等級. 該評定過程通?？捎晒局邢嚓P(guān)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員通過調(diào)查完成. 進(jìn)而確定可忽略等級的子任務(wù), 即子任務(wù)4、5視為必定成功.

表3 風(fēng)險(xiǎn)矩陣分析

步驟2 建立二叉樹模型.

步驟3 按照路徑的簡化原則對任務(wù)流程進(jìn)行梳理簡化. 對于子任務(wù)1來說, 如果子任務(wù)1發(fā)生失誤時(shí), 則子任務(wù)2將無法正常進(jìn)行, 也就是說子任務(wù)1的失敗將嚴(yán)重影響任務(wù)2的進(jìn)行, 即用戶在子任務(wù)1失誤情況下去完成子任務(wù)2, 會(huì)發(fā)現(xiàn)子任務(wù)2難以進(jìn)行, 從而反過來對子任務(wù)1進(jìn)行修正, 故而我們認(rèn)定子任務(wù)1必定成功. 簡化后的二叉樹模型如圖5所示.

圖5 簡化二叉樹模型

從圖5可以看出, 失誤路徑一共有7條路徑, 從左至右依次為:

路徑1: 子任務(wù)1、2、3、4、5成功, 子任務(wù)6失敗;

路徑2: 子任務(wù)1、2、4、5、6成功, 子任務(wù)3失敗;

路徑3: 子任務(wù)1、2、4、5成功, 子任務(wù)3、6失敗;

路徑4: 子任務(wù)1、3、4、5、6成功, 子任務(wù)2失敗;

路徑5: 子任務(wù)1、3、4、5成功, 子任務(wù)2、6失敗;

路徑6: 子任務(wù)1、4、5、6成功, 子任務(wù)2、3失敗;

路徑7: 子任務(wù)1、4、5成功, 子任務(wù)2、3、6失敗.

查詢THERP表格，以相同類別的動(dòng)作失誤概率類比子任務(wù)的失誤概率, 并計(jì)算相應(yīng)失誤路徑的失誤概率.

每條失誤路徑的失誤概率依次計(jì)算為:

設(shè)定各失誤路徑的人因失誤概率的修正系數(shù)PSF, 按正常情況即不考慮各種壓力情況下, PSF取值為1. 各路徑相應(yīng)的事故嚴(yán)重度按式(1)～(4)計(jì)算, 接著評估各失誤路徑的發(fā)現(xiàn)可能性, 并取相應(yīng)的M值, 其相應(yīng)結(jié)果見表4.

表4 功能轉(zhuǎn)換過程評估結(jié)果

4 結(jié)果分析

(1)由失誤路徑4可知, 在失誤概率大以及可能引起較為嚴(yán)重后果的情況下, 只要能被用戶或其他手段檢測到并改正, 就能大大降低失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)度.

(2)總失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)值按照設(shè)計(jì)者本身的要求, 確定是否接受, 不接受就需要對功能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行優(yōu)化.

(3)通過THERP數(shù)據(jù)表查到的數(shù)值, 在應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域時(shí)不夠準(zhǔn)確, 需要設(shè)計(jì)者按照設(shè)計(jì)工作需要進(jìn)行調(diào)整, 或者大范圍地收集本領(lǐng)域的人因失誤概率數(shù)據(jù), 可以大大提高準(zhǔn)確性.

(4)上述計(jì)算過程受各種不同特定條件的影響, 會(huì)產(chǎn)生不同結(jié)果, 通過計(jì)算經(jīng)濟(jì)損失的方法在一定程度上可反映功能轉(zhuǎn)換過程的風(fēng)險(xiǎn)性, 也能同時(shí)了解并對比各失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)值. 設(shè)計(jì)人員可據(jù)此對功能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行優(yōu)化, 進(jìn)而使得整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)得以改進(jìn).

(5)由于事故的嚴(yán)重度、風(fēng)險(xiǎn)概率需要專家成員的分析與評估, 故而存在一定程度的主觀性, 可通過收集行業(yè)的資料大數(shù)據(jù)來提高專家分析評估的準(zhǔn)確性.

5 結(jié)論

通過結(jié)合THERP模型、風(fēng)險(xiǎn)概率和經(jīng)濟(jì)性安全評價(jià)方法對可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行定量分析. 運(yùn)用THERP模型對功能轉(zhuǎn)換總?cè)蝿?wù)進(jìn)行任務(wù)劃分, 并依據(jù)可變功能機(jī)械的功能轉(zhuǎn)換過程特點(diǎn)對二叉樹模型進(jìn)行簡化. 隨后計(jì)算各失誤路徑的失誤概率及事故嚴(yán)重度, 同時(shí)評估失誤路徑的可發(fā)現(xiàn)性, 最后得出總失誤路線的風(fēng)險(xiǎn)值.

功能轉(zhuǎn)換過程的劃分及各子任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算有助于對比各失誤路徑的風(fēng)險(xiǎn)值, 為設(shè)計(jì)者的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供一條思路; 同時(shí)對總失誤路線風(fēng)險(xiǎn)值的定量分析有助于對功能轉(zhuǎn)換整個(gè)過程的綜合評價(jià), 方便設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)評價(jià)與驗(yàn)收.

但定量分析的數(shù)據(jù)來源具有一定的環(huán)境相關(guān)性, 相應(yīng)數(shù)據(jù)采集也存在一定難度, 使得分析結(jié)果還存在一定程度的主觀性, 這些方面有待于未來的進(jìn)一步研究和完善.

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Evaluation of function conversion process of adaptable-function mechanical product based on THERP

WANG Shenghui1,2, HE Huabo1,2*

( 1.Faculty of Mechanical Engineering & Mechanics, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Part Rolling Technology, Ningbo 315211, China )

The function conversion process of the adaptable-function mechanical product is one of major tasks in the design and development of this specific type of product. The design solution for the function conversion process not only determines the implementation of product functions, but also has repercussions on non-technical issues such as safety and economy. Currently, there still lacks particular method for the analysis and evaluation of the relevant design solutions. To address this problem, this paper carries out quantitative analysis of the function conversion process by integrating the THERP (Technique for Human Error Rate Prediction) model, the risk probability calculation and the economic safety evaluation. With THERP model, the function conversion process is divided into a series of subtasks, and its binary tree is established. and meanwhile simplified by taking the mechanical characteristics of function conversion process into account. Subsequently, the occurrence probability and error severity of each error path are evaluated, and the error severity is quantified as economic loss. Finally, the risk value of the entire task is obtained that is used to evaluate the function conversion process. A case study of the function conversion process from angle grinder to chainsaw is also presented to verify the feasibility of the proposed method.

adaptable function; technique for human error rate prediction; binary tree; function conversion

TH122

A

1001-5132（2023）03-0050-07

2022?11?10.

寧波大學(xué)學(xué)報(bào)（理工版）網(wǎng)址: http://journallg.nbu.edu.cn/

國家自然科學(xué)基金（51375246）.

王圣輝（1996－）, 男, 安徽六安人, 在讀碩士研究生, 主要研究方向: 機(jī)械設(shè)計(jì)與理論研究. E-mail: 1178622100@qq.com

通信作者:賀華波（1976－）, 男, 浙江寧波人, 博士/副教授, 主要研究方向: 機(jī)械設(shè)計(jì)與理論研究. E-mail: hehuabo@nbu.edu.cn

（責(zé)任編輯 章踐立）