安全人機(jī)工程相關(guān)知識(shí)

　　國內(nèi)學(xué)者一般認(rèn)為：人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用人的生理學(xué)、心理學(xué)和其他有關(guān)科學(xué)知識(shí)，使機(jī)器和人相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的工作與環(huán)境條件，從而提高功效的一門科學(xué)。

　　我國1979年出版的《辭海》對(duì)人機(jī)工程學(xué)給出了如下定義，即人機(jī)工程學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科，它是運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)以及工程學(xué)等科學(xué)的研究方法和手段，綜合地進(jìn)行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及研究控制臺(tái)上各個(gè)儀表的最佳位置。

　　人機(jī)工程學(xué)的研究目的：

　　1、設(shè)計(jì)機(jī)器和設(shè)備及工藝流程、工具以及信息傳遞裝置與信息控制設(shè)備時(shí)，必須考慮人的各種因素—生理和心理的及人體測(cè)量參數(shù)、生物力學(xué)的需要與可能;

　　2、要使人操作簡便、省力、快速而準(zhǔn)確;

　　3、要使人的工作條件和工作換環(huán)境安全衛(wèi)生和舒適;

　　4、最終目的是為了是人機(jī)系統(tǒng)細(xì)條，保障安全健康和提高工作效率。

　　人機(jī)工程學(xué)的研究內(nèi)容：

　　1、人的因素方面，主要包括人體生理、心理、人體測(cè)量級(jí)及生物力學(xué);

　　2、機(jī)的因素方面，主要包括顯示器和控制器等物的設(shè)計(jì);

　　3、環(huán)境因素方面，駐澳包括采光、照明、塵毒、噪聲等對(duì)人身心產(chǎn)生影響的因素;

　　4、人機(jī)系統(tǒng)的綜合研究：研究人機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì);崗位設(shè)計(jì);顯示器設(shè)計(jì);控制器設(shè)計(jì);環(huán)境設(shè)計(jì);作業(yè)方法及人機(jī)系統(tǒng)的組織管理等。

　　研究方法：人體尺寸實(shí)測(cè)法、心理實(shí)測(cè)法、實(shí)驗(yàn)法、分析法、調(diào)查研究法、計(jì)算機(jī)仿真法、圖示模擬和模型試驗(yàn)法、感覺評(píng)價(jià)法。

　　世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家就在客觀需要的條件下，提出了“操作方法”課題，如進(jìn)行過“鐵鍬作業(yè)試驗(yàn)研究”、“砌磚作業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“肌肉疲勞試驗(yàn)”。

　　安全人機(jī)工程學(xué)可以定義為：安全人機(jī)工程學(xué)是從安全的角度和著眼點(diǎn)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)接合面的安全問題的一門新興學(xué)科。

　　安全人機(jī)工程學(xué)主要是從安全的角度和以人機(jī)工程學(xué)中的安全為著眼點(diǎn)進(jìn)行研究的，其研究對(duì)象是人、機(jī)和人機(jī)接合面三個(gè)安全因素。

　　安全人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容：

　　安全人機(jī)工程學(xué)的主要研究目的是：對(duì)上述綜合體建立合理的方案，更好地在人機(jī)之間合理的分配功能，使人和機(jī)有機(jī)結(jié)合，有效地發(fā)揮人的作用，最大限度地為人提供安全衛(wèi)生和舒適的環(huán)境，達(dá)到保障人的健康、舒適、愉快地活動(dòng)的目的，同時(shí)提高活動(dòng)效率。

　　人機(jī)工程學(xué)被分為安全人機(jī)工程學(xué)和功效人機(jī)工程學(xué)，其區(qū)別是：安全人機(jī)工程學(xué)是從安全的角度和以人的安全健康與舒適愉快(即要求機(jī)適合人)的前提下，保證工作效率;而功效人機(jī)工程學(xué)則是從工作效率的角度和著眼點(diǎn)側(cè)重于用人保證機(jī)的作用，立足與設(shè)備的效應(yīng)，在最大限度地發(fā)揮設(shè)備效應(yīng)儀提高工作效率的前提下，保證活動(dòng)者必要的安全衛(wèi)生條件和活動(dòng)環(huán)境。

　　安全人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容，即安全人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)是為工程技術(shù)設(shè)計(jì)者提供人體的數(shù)據(jù)與要求，包括：1、人體的安全閥值(不致傷害的高低限度和環(huán)境要求);2、人體的允許范圍(不影響工作的效率)即各種承受能力;

　　3、人體的舒適范圍(最佳狀態(tài));4、各種安全防護(hù)設(shè)施必須適合于人使用時(shí)的各種要求等。以這些數(shù)據(jù)和要求指導(dǎo)工程技術(shù)人員進(jìn)行具體工程設(shè)計(jì)，從而在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的同時(shí)確保勞動(dòng)者的安全。

　　氧債與勞動(dòng)負(fù)荷：勞動(dòng)開始時(shí)，由于人體呼吸，循環(huán)機(jī)能跟不上氧需，致使肌肉在缺氧的狀態(tài)下活動(dòng)，這種供氧量與需氧量的差值，稱為氧債。

　　常量負(fù)荷：指勞動(dòng)時(shí)攝氧量與需氧量保持平衡的負(fù)荷，即需氧量小于最大攝氧量的各種負(fù)荷。此時(shí)，只有作業(yè)開始2~3min內(nèi)，由于呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的活動(dòng)暫時(shí)不能適應(yīng)氧需，略欠了氧需。其后轉(zhuǎn)入穩(wěn)定狀態(tài)，這是人體可以持久作業(yè)的最理想的狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)束后，歸還所欠氧債。

　　高量負(fù)荷：指需氧量已接近或等于最大攝氧量的負(fù)荷。此時(shí)，氧債也是在氧需量上升期間出現(xiàn)，到達(dá)最大攝氧量后，便維持穩(wěn)定狀態(tài)。

　　超量負(fù)荷：若勞動(dòng)強(qiáng)度過大，需氧量超過最大攝氧量，人體一直在缺氧狀態(tài)下活動(dòng)形成較大的氧虧，處于“假穩(wěn)定狀態(tài)”下的負(fù)荷。由于機(jī)體負(fù)擔(dān)的氧債能力有限，活動(dòng)不能持久。而且勞動(dòng)結(jié)束后，人體還要繼續(xù)維持較高的氧需量以不常欠下的氧債，勞動(dòng)后恢復(fù)期的長短主要取決于氧債的多少及人體呼吸、循環(huán)機(jī)能的狀態(tài)。

　　在人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)的溝通主要是通過感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，人體的其他六個(gè)子系統(tǒng)，起到輔助和支持作用。

　　感覺是人腦直接作用于感覺器官(眼、耳、鼻、舌、身)的客觀事物的個(gè)別屬性的反映。

　　知覺則是人腦對(duì)直接作用于感覺器官的客觀事物的整體屬性反映。

　　視野是指當(dāng)頭部和眼球固定不動(dòng)時(shí)所能看到的正前方空間范圍，或稱靜視野，常以角度表示。眼球自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能看到的空間范圍成為動(dòng)視野。

　　色視野：

　　人對(duì)不同顏色的視野按照從大到小依次為綠紅藍(lán)黃白。

　　視覺運(yùn)動(dòng)規(guī)律：(判斷題)

　　1、眼睛沿水平方向運(yùn)動(dòng)比垂直方向運(yùn)動(dòng)快而且不疲勞;一般先看到水平方向的物體，后看到垂直方向的物體。

　　2、視線的變化習(xí)慣從左到右、從上到下和順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。

　　3、人眼對(duì)水平方向尺寸和比例的估計(jì)比對(duì)垂直方向尺寸和比例的估計(jì)要準(zhǔn)確得多。

　　4、當(dāng)眼睛偏離視中心時(shí)，在偏移距離相等的情況下，人眼對(duì)左眼上限觀察最優(yōu)，依次為右上限、左下限、右下限。

　　5、兩眼的運(yùn)動(dòng)總是協(xié)調(diào)的，同步的，在正常情況下不可能一只眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)而另一只眼睛不動(dòng);在操作中一般不需要一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物。

　　6、人眼對(duì)直線輪廓比對(duì)曲線輪廓更易于接受。

　　7、顏色對(duì)比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。當(dāng)人們從遠(yuǎn)處辨認(rèn)前方的多種不同顏色時(shí)，其易于辨認(rèn)的順序是紅綠黃白，當(dāng)兩種顏色相配在一起時(shí)，易于辨別的順序是：黃底黑字，黑底白字，藍(lán)底白字，白底黑字。

　　如何提高人的反應(yīng)速度，縮短人的反應(yīng)時(shí)間：

　　1、合理選擇感覺通道。2、合理設(shè)計(jì)顯示裝置和控制裝置。3、確定刺激信號(hào)的特點(diǎn)。4、進(jìn)行職業(yè)選擇和適應(yīng)性訓(xùn)練。

　　人從接收外界刺激做出反應(yīng)的時(shí)間，叫做反應(yīng)時(shí)間。它由知覺時(shí)間(ta)和動(dòng)作時(shí)間(tg)兩部分構(gòu)成。即T= ta +tg。

　　安全心理學(xué)的概念：

　　態(tài)度的形成和改變要經(jīng)過三個(gè)層次：順從，認(rèn)同，內(nèi)化。

　　人的需要大致可分為5類：生理需要，安全需要，社交需要，自尊需要和自我實(shí)現(xiàn)需要。

　　非理智行為而發(fā)生違背操作的心理因素經(jīng)常表現(xiàn)在以下方面：僥幸心理、省能心理、逆反心理、湊興心理、從眾心理、精神文明。“一把鑰匙開一把鎖”——結(jié)合個(gè)人的情況。

　　人體活動(dòng)范圍：最有利范圍，正常范圍，最大可及范圍。

　　坐姿操作縱力：人的左手弱于右手，拉力略大于推力;向下的力略大于向上的力，向內(nèi)的力大于向外的力，手臂處于側(cè)面下方時(shí)，推拉力都較弱，但向上和向下的力較大。

　　立姿操縱力：最大拉力產(chǎn)生在肩的下方180度方向上，手臂的最大推力則產(chǎn)生在肩的上方0度方向上。所以，以推拉形式操縱的控制裝置，安裝在這兩個(gè)部位時(shí)操縱力量大。

　　由于手臂彎曲時(shí)，手在人的前方活動(dòng)能發(fā)揮出較大的操縱力，所以操縱機(jī)構(gòu)布置在操縱者的正前方可以得到最好的操縱效果，操作者站時(shí)臂伸直的最大拉力產(chǎn)生在180度的位置上，即產(chǎn)生在垂直上拉的位置上。所以需要向上拉的操縱機(jī)構(gòu)盡量布置在下面能得到最大的操縱力，操作者站立時(shí)臂伸直的最大推力產(chǎn)生在0度位置上，即垂直向上推的位置上，但由于受空間、設(shè)備和人的習(xí)慣所限，不再此方向布置操縱機(jī)構(gòu)，人在伸直前臂時(shí)向前推較向側(cè)面推所產(chǎn)生的力大一些，所以推力操縱的機(jī)構(gòu)盡量布置在操縱者的前面(即最佳位置)。

　　一般人在平穩(wěn)動(dòng)作時(shí)，手臂所產(chǎn)生的最大操縱力可達(dá)800N，人在猛烈瞬間動(dòng)作時(shí)，所產(chǎn)生的最大操縱力可達(dá)1000~1100N。正常情況下用手操縱時(shí)，操縱機(jī)構(gòu)所需要的操縱力不應(yīng)大于127~150N。 否則將不能持久地進(jìn)行勞動(dòng)，極易出現(xiàn)疲勞。若在這種情況下，繼續(xù)堅(jiān)持勞動(dòng)，則可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。

　　融合：提高明暗交變速度(即閃光頻率)，以現(xiàn)場問答方式，對(duì)被測(cè)試者進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)被測(cè)試者剛把閃光看成連續(xù)光線時(shí)的閃光頻率。此頻率稱為融合。(≥50次/S)

　　閃光：從這個(gè)融合向下逐漸降低閃光頻率，在剛開始出現(xiàn)能判斷為非連續(xù)光時(shí)的閃光頻率，此頻率稱為閃光。(一般為40次每秒)

　　Cff：通常把融合和閃光的平均值叫做臨界閃光頻率，縮寫語為cff。

　　如何緩解和改善作業(yè)人員的疲勞?

　　人的主要功能：傳感器、信息處理器、操縱器。

　　機(jī)的主要功能：接受信息、儲(chǔ)存信息、處理信息、執(zhí)行功能。

　　可靠性的定義：可靠性是指研究對(duì)象在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。

　　可靠性度量指標(biāo)：可靠性是指對(duì)系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠程度做出定量表示。常用的基本度量指標(biāo)有可靠度、不可靠度(或累積故障概率)、故障率(或失效率)、平均無故障工作時(shí)間(平均壽命)、維修度、有效度。

　　提高人機(jī)系統(tǒng)安全可靠性的途徑(論述題)：

　　1、合理進(jìn)行人機(jī)功能分配，建立高效可靠的人機(jī)系統(tǒng)。2、減少人為失誤。3、改善工作環(huán)境、對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。

　　安全設(shè)計(jì)主要包括：1、工作(規(guī)劃)設(shè)計(jì)。2、崗位設(shè)計(jì)。3、顯示器設(shè)計(jì)。4、控制器設(shè)計(jì)。5、作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)。6、安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)等內(nèi)容。在人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)中。必須遵循以下原則：

　?、?以人為中心的設(shè)計(jì)原則

　　② 產(chǎn)品人性設(shè)計(jì)的原則

　?、?安全第一的思想貫穿于全過程的原則

　　控制器的特征編碼與識(shí)別。將控制器合理編碼，使每個(gè)控制器都有自己的特征，以便于操作者確認(rèn)不誤，是減少差錯(cuò)的有效措施之一?？刂破骶幋a一般有五種方式：形狀，位置，大小，顏色和標(biāo)志編碼?？筛鶕?jù)需要，采用一種或幾種方式的編碼組合。

　　顯示器和控制器的配置設(shè)計(jì)：運(yùn)動(dòng)相合性、空間相合性、控制——顯示化。

　　照明設(shè)計(jì)：照明通常采用三種形式，即自然照明、人工照明和二者同時(shí)并用的混合照明。P191.

　　安全色是指表達(dá)安全信息含義的顏色。該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定紅、藍(lán)、黃、綠四種顏色為安全色。

　　安全防護(hù)裝置的作用：1、防止機(jī)械設(shè)備因超限運(yùn)行而發(fā)生事故。2、通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)排除故障或中斷危險(xiǎn)。3、防止因人的誤操作而引發(fā)事故。4、防止操作者誤入危險(xiǎn)區(qū)而發(fā)生故障。

　　安全防護(hù)裝置的分類：1、隔離防護(hù)裝置。2、聯(lián)鎖控制防護(hù)裝置。3、超限保險(xiǎn)裝置。4、緊急制動(dòng)裝置。5、報(bào)警裝置。6、安全防護(hù)控制裝置。

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