工效学与人因工程(于瑞峰)---清华.ppt

1,人 因 学,2,PART ONE,3,人 因 学,人作为产品的使用者，组织的构成者， 管理的实施者，其作用是举足轻重的。,4,What is Ergonomics?,Fit the task to the person,Use the “rules of work”,Work smarter, not harder,Make things user-friendly,5,简 介,Ergonomics is the study of the relationship between people, the equipment they use and the physical environment in which they work.,人因学是研究人与他们所使用 的机器之间的关系以及如何使他与 工作环境互相匹配。,6,定 义,人 因学 是 人 的 价 值 与 表 现 在 系 统 中 得 到 最 佳 配 置 的 一 门 科 学,人 因 学 - 识 别 人 的 能 力 和 机 器 的 要 求 之 间 的 差 别 - 为 最 佳 配 置 与 设 计 提 供 解 决 方 式 与 指 导,7,为 什 么 要 实 施 人 因 学,8,一个员工每天都花费大部分时间使用电动工具来拧紧 物体。为了完成这项工作， 员工必须用一种笨拙的和不舒服的手腕姿式。 一段时期后，工人的手腕变得疲劳和酸痛。,请列出与此案例相关的所有公司的费用.,公 司 成 本 - 案例,9,公司成本案例,生产力 质量 返工 客户满意 保险 医疗,员工缺勤 员工士气 工人的补偿 培训 再更新 OSHA 罚款,10,怎 样 实 施 人 机 工 程,消 除 替 代 工 程 控 制 行 政 控 制,11,消 除,简 单 讲， 如 寻 找 一 个 新 的 供 应 商， 装 备 比 现 有 的 供 应 商 好， 生 产 过 程 能 降 低 某 些 危 害。 或 更 简 单 ，将 货 物 送 到 不 同 的 地 点 等 等。,12,替 代,简 而 言 之， 将 搬 运 重 物 变 为 运 用 手 推 车,13,工 程 控 制,工 程 控 制 需 要 系 统、 设 备 和 工 作 空 间 的 设 计 和 二 次 设 计。 但 一 般 由 于 财 务 的 原 因，只 能 作 到“ 使 工 作 更 适 合 人”。 不 幸 的 是， 这 项 目 标 并 不 总 能 实 现， 某 些 程 度 上 依 赖 于 财 务 状 况 和 工 作 的 基 本 要 求。,14,行 政 控 制,培 训 工 作 岗 位 轮 换 员 工 聘 任 工 间 休 息 医 疗 手 段,重 点：使 人 更 适 合 工 作,15,在 各 种 手 段 中， 首 先 应 采 取 工 程 控 制， 使 工 作 更 适 合 人。 人 机 工 程 的 最 根 本 之 处 就 是 让 员 工 的 工 作 环 境 适 合 其 生 理、心 理 能 力 及 需 求 人 机 工 程 不 是 将 工 作 环 境 适 合 员 工 后 就 停 止 了， 而 是 一 个 对 工 作 设 计、 工 作 空 间 设 计、 环 境 条 件、 安 全 健 康 和 生 产 率 等 循 序 渐 进 的 承 诺。,总 结,16,人 因 学 研 究 的 对 象 和 任 务,使 机 器、产 品 的 设 计 和 环 境 条 件 的 设 计 适 应 于 人， 以 保 证 人 的 操 作 简 便 省 力、 迅 速 准 确、 安 全 舒 适。 充 分 发 挥 人、机 效 能，使 整 个 系 统 获 得 最 佳 经 济 效 益 和 社 会 效 益。,17,人 因 学 的 研 究 范 围,研 究 人 的 生 理、 心 理 特 性 和 能 力 限 度 研 究 人 机 功 能 的 合 理 分 配 研 究 人 机 相 互 作 用 及 人 机 界 面 的 设 计 研 究 作 业 及 其 改 善 研 究 人 的 可 靠 性 与 安 全,18,Applications for Ergonomics,Manufacturing,Home & Leisure,19,Applications for Ergonomics,Service,Office,20,问题一,人因学的研究对象是（ ） （1）人和机器设备。 （2）人、机器和环境。 （3）人、机器和环境的相互作用关系。 （4）人与广义环境的相互作用关系。,21,问题二,人因学的研究目的是（ ） （1）使作业者获得良好的作业条件。 （2）使人和机器及环境达到合理的结合。 （3）使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点。 （4）使作业者如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化。,22,优化生产流程,等待/贮存 检验 操作/加工 搬运,23,案例研究,费用报告报批流程改进 质量检验流程改进 PAC工厂,24,质量检验流程改进,某厂电线检验员负责对六台拉线机生产的铜线质量进行检查,其操作路线如图所示.假设检验员从已检验的2好机组C2出发,到3号机组的卷筒B3处取铜线,再到检验台E进行检验,合格品将送回3好机组的已检卷筒架上,不合格铜线则送到废品桶D中.这仅仅是一个工作循环,检验员要在6台拉线机间走来走去对铜线的质量进行检验.,25,A1,A2,A4,A5,A3,A6,B1,C1,B2,C2,B3,C3,B5,C5,B4,C4,B6,C6,D,E,26,PART TWO,27,作业能力与产业疲劳,能量消耗及劳动强度等级划分 人体作业过程的调节与适应 合理安排作业休息制度 作业能力及其影响因素,28,第一节 能量消耗及劳动强度等级划分,一、能量的产生 ATP + H2O ADP + Pi +29.3 KJ/mol 产能：（1）定义 （2）途径 （3）三种产能过程的特性比较,29,二、作业时的氧消耗 基本概念：（1）氧需 （2）氧上限 （3）氧债,30,动态作业,作 业 能 力 的 动 态 变 化 规 律：,A,B,氧,时 间,稳 定 状 态,AB,状 态,状 态,作 业,休 息,休 息,氧,时 间,A,B,A 氧 债 B 补 偿 氧 债,B A,31,静态作业,所 有 的 肌 肉 运 动 都 会 导 致 疲 劳， 但 程 度 取 决 于 很 多 事 情： 如 舒 适 程 度、 年 龄 和 经 验。 静 态 的 肌 肉 运 动， 其 疲 劳 的 恢 复 时 间 是 动 态 运 动 的10 倍。,32,静 态 作 业 的 氧 消 耗 动 态,1,3,4,6,7,8,9,5,恢复,安静,作 业,消 耗,需 要,氧 需 要 和 消 耗,时 间 （ 分 ）,33,三、人 体 的 能 量 代 谢： 基 础 代 谢 量 安 静 代 谢 量 能 量 代 谢 量,基 础 代 谢 量,安 静 代 谢 量,能 量 代 谢 量,维 持 体 位 所 应 增 加 的 代 谢 量,作 业 所 增 加 的 代 谢 量,34,1115,4150,51 以 上,1617,1819,2030,3140,男 性,女 性,年 龄,性 别,195.5,166.3,157.8,158.6,154.1,149.1,193.4,172.5,154.1,146.5,146.9,142.3,138.6,181.7,基 础 代 谢 率：,体 表 面 积（M） 0.0061* 身 高（cm）0.0128 * 体 重（kg）0.1529,代 谢 率 的 测 定,35,安 静 代 谢 率 : R1.2 B 能 量 代 谢 率： 相 对 代 谢 率： RMR ( 能 量 代 谢 率 安 静 代 谢 率 )/ 基 础 代 谢 率 （M1.2B）/B,36,四、劳动强度等级的划分,1。相对代谢率 2。劳动强度指数 I = 3T + 7M T：工作日内净作业时间/工作日总工时 M：8小时工作日的平均能量代谢率（KJ/minm2） （1）I15 一级劳动强度 （2）I=15-20 一级劳动强度 （3） I=20-25 二级劳动强度 （4） I25 三级劳动强度,37,劳 动 强 度 的 实 际 率 标 准,劳 动 强 度,轻 劳 动,中 劳 动,重 劳 动,极 重 劳 动,极 轻 劳 动,RMR,实 际 劳 动 率 (%),八 小 时 劳 动 消 耗 的 能 量 (kJ),一 天 消 耗 的 能 量(kJ),01,24,47, 7,12,80,8075,7565,6540,40,23023851,38515233,52337326,73269084,9084,77449209,920910674,1067412767,1276714651,14651,38,第二节 人体作业过程的调节与适应,一、神经系统 习惯定型 二、心血管系统 心率、血压、血糖、呼吸 判断能否继续作业的标志 （1）作业时心率 安静时心率+40 （2）脉压 脉压最大值的一半 （3）收缩压 心率 （4）血糖浓度 正常血糖浓度的一半,39,氧需能否得到满足主要取决于以下功能之一（ ）,（1）供氧条件 （2）氧上限 （3）循环系统 （4）呼吸深度,40,静态作业通常表现出以下特征之一（）,（1）能量消耗水平较高 （2）后继性功能减弱 （3）容易疲劳 （4）肌肉为等张收缩,41,能量代谢可以通过以下指标之一测定出来（）,（1）人体释放的热量和对外做功 （2）人体吸入的氧量 （3）人体呼出的CO2 （4）人的氧热价,42,第三节 作 业 休 息 制 度 的 确 定,德 国 学 者 E. A. 米 勒 指 出：一 般 人 可 以 连 续 劳 动 480 分 钟， 中 间 不 休 息 的 最 大 能 量 消 耗 界 限 是16.75kj/min 。,设： 作 业 时 增 加 的 能 量 消 耗 量 为M； 制 度 劳 动 时 间 为T， 其 中 T 劳 为 实 际 劳 动 时 间，T 休 为 休 息 时 间， 则： TT 劳T 休 休 息 率：Tr T 休/T 劳 实 际 劳 动 率： Tw T 劳/T 实 际 劳 动 时 间 是100.47kJ 能 量 贮 备 的 耗 尽 时 间， 所 以： T 劳100.47/（M16.75） 由 于 总 的 能 量 消 耗 满 足 平 均 能 量 消 耗 量 不 超 过16.75kJ/min, 所 以： T 劳M（T 劳T 休）16.75 T 休T 劳M/16.75T 劳（M/16.75）1T 劳 TrT 休/T 劳(M/16.75)1 TwT 劳/TT 劳/(T 劳T 休)1/(1Tr),43,实 际 劳 动 率 还 受 作 业 条 件 和 操 作 时 的 心 理 因 素 的 影 响。 在 高 温、强 热 辐 射、噪 声 等 恶 劣 生 产 环 境 下 作 业, 还 应 适 当 增 加 休 息 时 间; 对 神 经 紧 张 或 单 调 的 作 业，为 防 止 精 神 疲 劳，也 要 适 当 增 加 休 息 时 间。,117.21,100.47,83.72,66.98,50.23,33.49,16.75,480,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 分,kJ/ 分,44,练 习,能 量 消 耗 量 为31.04kJ/min 的 作 业， 安 静 期 的 能 量 消 耗 量 为6.28kJ/min. 求： 作 业 时 间 （T劳） 休 息 时 间 （T休） 实 际 劳 动 率 （Tw ),45,练 习,某 作 业 日 作 业 制 度 时 间 为480min, 要 求 净 作 业 时 间 为 450min. 现 测 得 作 业 者 在 作 业 时 耗 O2 量 为1.29l/min, CO2 的 排 出 量 为1.045l/min; 安 静 时 的 耗O2 量 为0.245l/min, CO2 的 排 出 量 为0.194l/min. 问： 作 业 时 的 能 量 消 耗 率 作 业 时 增 加 的 能 量 消 耗 率 该 作 业 的 劳 动 时 间 安 排 是 否 合 理。,46,合 理 安 排 劳 动 时 间,在 强 制 节 拍 的 流 水 线 上， 设 置 一 定 的 工 间 暂 歇 和 工 间 休 息 时 间。 工 间 暂 歇 是 指 作 业 者 的 动 作 与 动 作 间、 作 业 与 作 业 间 的 暂 时 停 顿。 工 间 休 息 是 指 作 业 一 段 时 间 后 停 下 来 休 息 的 时 间。 改 善 工 作 内 容， 克 服 单 调 感,47,第四节 作业能力及其影响因素,一、作业能力 1。概念 2。表达方式 3。变化规律 4。意义 (合 理 调 节 作 业 速 率),劳动生产率,时间,48,二、影响作业能力的主要因素 1。生理因素 2。环境因素 3。工作条件和性质,49,人 体 测 量 数 据 的 应 用 及 作 业 空 间 设 计,凡 进 行 与 人 体 尺 度 有 关 的 产 品 设 计 和 工 程 设 计 时， 都 需 要 应 用 人 体 测 量 数 据。 另 外， 按 照 人 的 操 作 要 求 进 行 合 理 的 空 间 布 置，为 作 业 者 创 造 最 佳 的 作 业 条 件，也 要 应 用 人 体 的 测 量 数 据， 所 以， 在 进 行 设 计 时， 必 须 考 虑 到 人 机 工 程 的 设 计 原 则。,50,人 体 测 量 数 据 的 应 用,人 体 测 量 数 据 的 统 计 指 标：,51,u 均 值 a 标 准 差,52,百 分 位 值 的 概 念,150 之 间 的 值， PVu (a k) 5095 之 间 的 值， PVu (a k),53,使 用 方 法,一、 用 人 体 身 高H， 求 坐 姿 静 态 尺 寸： 坐 高 S1= 0.523 H(cm) 膝 高 S2= 0.311H(cm) 坐 姿 臀 部 高 S3=0.249 H(cm) 肘 到 座 面 高 S4=0.135 H(cm) 大 腿 厚 S5=0.086 H(cm) 臀 部 到 膝 长 度 S6=0.342 H(cm) 臀 部 到 小 腿 长 度 S7=0.280 H(cm) 肘 与 肘 间 的 宽 度 S8=0.256 H(cm) 臀 部 宽 S9=0.203 H(cm) 肩 宽 S10=0.229 H(cm) 手 前 举 水 平 距 离 S11=0.462 H(cm) 坐 眼 高 S12=0.454 H(cm) 两 手 平 举 直 线 距 离 S13=1.032 H(cm) 座 面 到 手 举 起 竖 直 距 离 S14=0.795 H(cm),54,二、用 人 体 身 高 推 算 作 业 空 间 和 用 品 尺 寸 三、用 人 体 身 高H(cm) 和 体 重 W(kg),求 人 体 表 面 积: B0.02350H 0.42246 W 0.51456 (m2) 四、用 人 体 体 重 W(kg), 求 人 体 体 积 V V1.015W4.937(L) 五、用 人 体 体 重 除 以 人 体 体 积, 得 人 体 比 重 六、用 人 体 尺 寸 推 算 设 计 尺 寸,使 用 方 法,55,S,练 习 四 （1）,1、 工 作 台 前 方 设 置 一 按 纽 开 关， 按 纽 距 台 边 S790mm, 它 适 合 于10 的 人 群 使 用。 已 知 人 的 臂 长 为733mm, a=45mm. 如 改 为 适 合 于90 的 人 群 使 用，S 值 为 多 少 ？,工 作 台,56,练 习 四 （2）,某岗位大部分工人曾用脚去踩过手动开关， 请分析原因。,57,例题：取样本为200人的实测数据如表所示，其中身材最高者为1800MM，最低者为1540MM。求满足90%人群使用的座椅升降范围。,58,解：由表可见，组距b=20mm,假定组中值可由组别中任选一组求其算术平均值，即 G0=（1660+1680）/2=1670（mm） 所以平均值 M= G0+fx/N b=1670+(-98/200)x 20=1660.2(mm) 标准差 =fx2/N-（fx/N）21/2 b =1382/200-(-98/200)21/2 20 =51.7(mm) P5=1660-51.7 x 1.645=1575mm P95=1660+ 51.7 x 1.645=1745mm 所以，汽车驾驶员座椅升降范围应按身高1575-1745mm范围设计。,59,作业姿态,60,各 种 工 作 状 态,站 姿 坐 姿 半 站 半 坐,61,站 立 工 作 状 态,可操作大于10磅的物体 膝部无弯曲 伸展和上扬动作 需 要 一 些 走 动 需 要 有 向 下 的 力,62,站 立 工 作 状 态,可 动 性 增 大 适 宜 于 来 回 走 动 和 经 常 变 换 体 位 的 作 业。 手 的 用 力 增 大， 人 体 能 输 出 较 大 的 操 纵 力。 需 要 的 作 业 空 间 小， 当 没 有 容 膝 空 间 时 立 姿 比 坐 姿 好。,63,站 立 工 作 状 态工作台面高度,精细作业 轻作业 重作业,64,坐着的工作状态,手部操作灵活准确 腿部状态舒适 所有的物品都在可接触范围 没有伸展及上扬的动作 操作物品小于10磅,65,不 易 疲 劳, 持 续 工 作 时 间 较 长； 身 体 稳 定 性 好， 操 作 的 精 确 度 较 高。 可 以 并 用 手、 脚 作 业。,坐着的工作状态,66,多种工作高度的需要 有些工种要求站立，有些 工种要求坐着 偶而有一些伸展及上扬的 动作,半站半坐的工作状态,67,工作台高度按立姿作业设计 座椅高度恰好使作业者一条腿刚好落地为宜 座椅高度可调，并可移动 防止做姿操作时两腿悬空，在座椅前设置搁脚板,半站半坐的工作状态,68,不同的作业姿势的相对氧耗量,单肩双包 头顶 双肩背 前额挂背 斜挎 挑担式 双手提,69,不同的作业姿势的相对氧耗量,单肩双包 100 头顶 103 双肩背 109 前额挂背 115 斜挎 123 挑担式 129 双手提 144,70,PART THREE,71,人与作业环境,（1）环境照明 （2）色彩调节 （3）微气候 （4）环境噪声 （5）空气污染,72,环境照明,一、光的性质及其度量 ？光的强弱与哪些因素有关？ 1。相对视敏度 2。相对视敏函数 3。光通量 4。照度,73,二、眩光 ？产生原因？ 1。眩光源位置与眩光效应 2。眩光对视觉作业效率的影响 3。防止和控制眩光,74,三、照度均匀与明暗适应 1。照度均匀 AU=（最大照度平均照度）/平均照度 & =（平均照度最小照度）/平均照度 2。视觉的明暗适应,75,色彩调节,色彩的基本概念 基色及其混合 色彩对人的影响,76,色彩的基本概念,1。物体的颜色 *发光体 *不发光体 2。色彩的分类 *无彩色系列-黑色、白色和由两者按不同比例混合而产生的灰色。 *彩色系列-无彩色系列以外的各种色彩。 色调-物体的颜色 饱和度-物体颜色的深浅 名度-明暗（取决于物体表面反射率）,77,3。表示（孟塞尔球） 表示方法：色调明度/饱和度 * 例如：5R8/12,红,明度0-10,饱和度0-14,78,基色及其混合,1。三原色：红绿蓝 2。色光混合方法 *时间混合法 *空间混合法 *生理混合法 3。色光混合遵循相加混合法则 *补色律 *中间色律 *替代律 *明度相加律（表面色混合后明度降低）,79,色彩对人的影响,生理 心理 安全标志与技术标志,*色调 *明度 *饱和度,*活动性 *情绪 *暖和感,80,工作地组织及目视控制,工作地组织：使车间安排安全、清洁、整齐。 “物有其位，物在其位” 实施步骤 清除 组织 清扫 维护,81,可视控制,可视控制：指与车间相关的视觉或听觉信号，这些信号任何时间都十分明显并且容易理解。,82,工作现场组织和可视控制的作用,提高安全性 提高质量 降低成本 提高反应能力,83,清除：,确定物品是否必须。 确定每件物品的需要频率。（优先权清单） 给不需要的物品贴上标签，并暂时存放在指定的区域。 给贴标签的物品分类，除去那些确实不需要的物品。 如果不能很快除去不需要的物品，则填写一个行动计划去办此事。,84,优先权清单,85,工作现场组织行动计划清除,86,组织：,一个物品是否容易确定其位置？ 能否指出物品多了，还是少了？ 能否很快发现某件物品是否丢失？ 能否发现某件多余物品或某个未指定的物品？ 每件物品是否都容易取？,87,实施步骤,彻底完成消除 确定每项物品的最大量和最小量 根据使用频率选择最恰当的存放地 建立可视控制,88,可视控制的基本要求：,统一 简明 醒目 实用 严格,89,清扫：,彻底完成清除和组织 发现污染源 分析原因 制定计划并安排任务 保护必需的设备,90,维护：,定义与工作现场相关的责任网格表，并将其张贴出来 定义并张贴清扫指南 建立审查步骤,91,工 位 布 局 设 计： 平面布局和直线型布局,92,平面布局设计的步骤,用从至表表示各部门的物料、人员和信息流量的往来 对各部门按照相互间的流量从大到小排列流量级别 具体布置各个部门，首先按流量级别依次把各部门逐个布置到平面图中去；然后考虑各部门的实际面积，把他们反映到布置示意图中去，即得到最终的完成图。,93,布局设计的好坏评价,把各对不相邻的部门之间的总流量加起来，除以工厂内部的总流量，计算出该方案的损失效率。,94,平面布局设计例题,95,螺旋法求解,步骤一：对各部门按照相互间的流量从大到小排列流量级别，分别为：01-02、01-04、02-05、06-07、01-03、01-06、03-05、03-02、04-05、05-02、05-06、02-06、01-05、04-06、05-03、06-01。 具体布置各个部门，首先按流量级别依次把各部门逐个布置到平面图中去；然后考虑各部门的实际面积，把他们反映到布置示意图中去，即得到最终的完成图。,96,01,02,01,04,02,04,01,02,05,07,04,01,02,06,05,07,04,01,03,06,02,05,07,04,01,03,06,02,05,97,螺旋法求解评估,相互之间有流量而不相邻的部门是：04-05、05-06，总流量为6单位，工厂内部的总流量为67单位，方案的损失效率为9%（6/67）。,98,PART FOUR,99,人 机 系 统 与 人 机 界 面,人 要 感 知 信 息， 处 理 信 息， 发 出 运 动 能， 就 必 须 和 机 器 的 显 示 装 置、 操 纵 装 置 之 间 发 生 关 系，以 便 在 人 和 机 器 的 特 性 之 间 寻 求 最 佳 的 人 机 匹 配，来 提 高 整 个 系 统 的 效 率， 这 就 是 人 机 系 统 以 及 人 机 界 面 设 计 所 要 解 决 的 问 题。,100,检 测 能 力,操 作 能 力,类 型,机 器 的 特 性,人 的 特 性,对 物 理 的 检 测 能 力 很 宽，而 且 正 确。 人 不 能 检 测 出 的 物 理 量，它 也 能 检 测 出 来。,感 觉 器 官 和 辨 认 结 合 具 有 高 度 的 检 测 能 力， 人 的 识 图 能 力 强。 标 准 值 不 定， 易 发 生 偏 差。 随 机 应 变 的 能 力 强。 具 有 味 觉、 嗅 觉 和 触 觉。,人 和 机 器 的 特 性 比 较,操 作 速 度、 精 度、 功 率 大 小 操 作 范 围 的 大 小、 耐 久 性 等 均 比 人 优 越 得 多。 对 液 体， 气 体 和 粉 状 物 的 操 作 能 力 比 人 优 越， 但 对 柔 软 物 体 的 操 作 不 如 人。,人 的 操 作 器 官 特 别 是 手 具 有 非 常 多 的 自 由 度， 而 各 个 自 由 度 都 能 非 常 巧 妙 地 协 调 控 制，能 进 行 立 体 的 多 样 运 动。但 人 的 输 出 功 率 小， 易 发 生 错 误。 人 从 听 觉、 视 觉、 位 移、 重 量 感 等 所 得 的 高 级 信 息，反 馈 控 制 操 作 器 官， 进 行 高 级 的 运 动。,101,信 息 处 理 能 力,耐 久 性 持 久 性,类 型,机 器 的 特 性,人 的 特 性,根 据 预 定 程 序， 能 进 行 高 度 正 确 的 反 复 数 据 处 理。 记 忆 正 确， 能 长 时 间 储 存。 可 迅 速 取 出 信 息 。,人 的 抽 象， 归 纳、 识 图、 联 想、 发 明 创 造 等 能 力 强。 具 有 高 度 的 思 考 判 断 能 力。 能 高 度 地 储 存 丰 富 的 经 验。 学 习 能 力 高， 课 题 解 决 能 力 高。,人 和 机 器 的 特 性 比 较,耐 久 性 高， 能 耐 连 续 的 单 调的 反 复 作 业。 耐 久 性 依 赖 于 成 本 高 低。 需 要 适 当 的 保 养。,不 能 长 时 间 连 续 作 业， 需 要 适 当 休 息、 休 养、 保 健。 长 时 间 维 持 一 定 的 紧 张 水 平 是 困 难 的。 对 刺 激 少 或 没 意 思 的 单 调 作 业 适 应 性 差。 容 易 疲 劳， 其 耐 久 性 受 年 龄、 性 别 和 健 康 情 况 等 影 响。,102,可 靠 性,通 信,类 型,机 器 的 特 性,人 的 特 性,可 靠 性 与 成 本 有 关， 但 根 据 要 求 设 计 制 成 的 机 器。 对 于 预 定 的 作 业 可 靠 性 高，但 对 意 外 事 态 是 无 能 为 力。 特 性 一 定， 就 不 太 变 化。,对 突 然 发 生 的 紧 急 事 态 有 可 能 完 全 失 去 可 靠 性。 对 作 业 的 愿 望、 责 任 感 随 肉 体上 及 精 神 上 的 健 康 善、 意 识 水 平 等 心 理、 生 理 条 件 的 变 化 而 变 化。 人 容 易 发 生 差 错。 人 的 可 靠 性， 不 仅 个 人 有 差 别 而 且 根 据 经 验 的 多 少 也 有 变 化. 如 有 时 间、 精 力 充 沛 时 能 处 理 意 外 事 态。,人 和 机 器 的 特 性 比 较,机 器 和 人 之 间 只 能 用 非 常 有 限 的 方 法。,人 和 人 之 间 通 信 很 容 易。 人 与 人 之 间 的 关 系 管 理 是 很 重 要 的。,103,效 率,柔 性 适 应 能 力,类 型,机 器 的 特 性,人 的 特 性,具 备 复 杂 机 能 的 机 器， 其 重 量 增 大 需 要 大 的 功 率。 只 要 把 适 合 于 目 的 的 必 要 机 能 设 计 出 来 就 可 避 免 浪 费。 如 果 是 单 调 作 业， 机 器 速 度 快 而 准 确。 新 机 器 从 设 计、 制 造 到 投 入 使 用 时 间 长。 万 一 情 况 下 即 使 坏 了 也 没 关 系。 可 在 危 险 环 境 下 使 用。 可 进 行 高 阶 运 算、 同 时 完 成 多 种 操 作 控 制。,人 的 能 量 消 耗 小， 功 率 在100W 以 下。 每 天 只 需 半 公 斤 左 右 的 食 物， 就 可 长 时 间 工 作。 而 机 器 的 燃 料 消 耗 比 人 大 得 多。 人 的 能 量 利 用 率 可 达80， 机 器 只 能 达30 人 需 要 吃 饭。 需 要 教 育 和 训 练。,人 和 机 器 的 特 性 比 较,是 专 用 机 器 峭 能 改 变 用 途。 对 合 理 化 的 处 理 是 容 易 的。,根 据 教 育、训 练 的 不 同，能 适 应 多 方 面 的 用 途。 整 顿 困 难。,104,成 本,其 它,类 型,机 器 的 特 性,人 的 特 性,需 要 购 入、 运 输 和 保 养 费。 机 器 万 一 不 能 使 用， 失 去 的 只 是 机 器 的 价 值。,除 了 工 资 以 外， 对 福 利、 家 属 等 需 要 考 虑 。 万 一 情 况 下 失 去 的 是 生 命。,人 和 机 器 的 特 性 比 较,人 具 有 独 特 的 欲 望， 有 情 感、 意 识 和 个 性。 人 需 要 在 社 会 中 生 活， 不 然 就 会 有 孤 独 感， 疏 远 感， 对 作 业 能 力 有 影 响。 个 性 差 别 很 大。 人 有 自 尊 感， 人 道 主 义。,105,人 和 机 器 的 功 能 设 置,系 统 必 要 功 能,功 能 分 析,功 能 分 配,界 面 设 计,系 统 综 合,人,机,106,信 息 显 示 装 置 的 设 计 与 选 用,信 息 显 示 器 分 为： 视 觉 显 示 器 听 觉 显 示 器 触 觉 显 示 器,107,信 息 显 示 装 置 的 设 计 与 选 用,视 觉 显 示 器 内 容 复 杂 或 抽 象 的 内 容 较 长 的 信 息 内 容 传 递 之 后 需 要 留 作 参 考 的 信 息 内 容 需 要 使 用 空 间 定 位 或 地 点 的 传 递 的 信 息 内 容， 不 需 要 特 别 快 的 其 它 感 觉 通 道 不 能 传 递 的 作 业 者 在 固 定 位 置 上 作 业 时 可 以 感 知 的 需 要 把 几 个 信 息 组 合 显 示 的。,108,信 息 显 示 装 置 的 设 计 与 选 用,听 觉 显 示 器 传 递 的 信 息 内 容 简 单 的 信 息 传 递 内 容 迅 速 的 信 息 内 容 传 递 之 后， 不 需 留 作 参 考 的 信 息 内 容 需 要 经 过 特 定 时 间 处 理 的 不 能 使 用 其 它 感 觉 通 道 传 递 的 信 息 作 业 者 不 在 固 定 位 置 上 作 业 时 可 以 感 知 的,109,信 息 显 示 装 置 的 设 计 与 选 用,触 觉 显 示 器 其 它 感 觉 器 通 道 不 能 传 递 的 信 息 需 要 经 常 触 摸 机 器 时 才 能 感 知 的 信 息 信 息 内 容 简 单 的,110,准 则,显 示 与 控 制 不 与 日 常 习 惯 相 矛 盾。 显 示 与 控 制 应 有 一 定 的 联 系。 显 示 与 控 制 应 在 同 一 地 点，在 相 近 的 工 作 场 所 或 相 似 的 机 械 设 备 上 同 样 操 作。 显 示 与 控 制 应 组 合 在 一 起。 经 常 使 用 的 控 制 装 置 应 设 于 容 易 接 近 的 地 方。如 有 可 能，经 常 看 的 显 示 应 放 在 正 中 央 控 制 与 显 示 应 有 一 定 的 顺 序。 动 力 控 制 应 放 在 容 易 接 触 和 机 械 运 转 时 经 常 看 的 地 方。,111,操 纵 器 的 设 计 与 选 用,操 纵 器 的 设 计 和 配 置 要 适 合 于 作 业 者 的 操 作。 操 纵 器 的 作 用 和 操 纵 阻 力， 要 根 据 作 业 的 操 作 身 体 部 位 以 及 人 体 尺 寸 的 数 据 来 选 择。 控 制 动 作 和 装 置 的 响 应 及 控 制 动 作 和 信 号 的 响 应， 彼 此 之 间 要 相 互 适 应。 各 个 操 纵 器 的 功 能 不 能 混 同， 要 容 易 区 别。 操 纵 器 在 设 置 较 多 的 场 所， 要 配 置 成 安 全、 准 确 而 且 能 迅 速 地 操 作， 要 根 据 信 号 的 程 序、 作 用 的 顺 序 来 配 置。 操 纵 器 要 能 避 免 无 意 识 的 误 操 作 而 引 起 的 危 险。,112,操 纵 器 的 设 计 与 选 用,操 纵 器 编 码： 形 状 编 码 位 置 编 码 尺 寸 编 码 操 作 法 编 码 颜 色 编 码 说 明 文 字 编 码 法,113,劳 动 安 全 与 差错 预 防,事 故 的 主 要 根 源 在 于 人 为 差 错， 而 人 为 差 错 的 产 生 则 是 由 人 的 不 可 靠 性 引 起 的。 通 过 对 人 的 可 靠 性、人 为 差 错 和 人 的 安 全 性 的 分 析， 找 出 事 故 发 生 的 原 因， 并 据 此 提 出 防 止 事 故 发 生 的 措 施。,114,人 的 可 靠 性 和 人 机 系 统 的 安 全 性,人 的 可 靠 性 分 析： 在 事 故 发 生 时 人 的 失 误 人 的 操 作 失 误 与 系 统 设 计 失 当,115,人 的 素 质,社 会 环 境,人 的 过 失,不 安 全 动 作,意 外 事 故,伤 亡 灾 难,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,116,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,117,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,118,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,119,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,120,人 的 素 质,社 会 环 境,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,121,幽 灵 驾 车 事 故,1976 年7 月9 日， 当 列 车 抵 达 车 站 后 停 靠 三 分 钟 准 备 发 车， 司 机 象 往 常 一 样 进 行 了 三 项 操 作： 移 开 煞 车 把 杆， 推 上“ 前 进 后 退” 把 杆， 选 择 速 度 控 制 排 挡。 这 时 列 车 应 该 了， 但 是 没 有 动。 司 机 发 现 第 三 节 车 厢 门 没 有 关 上。 因 为 关 车 门 的 指 示 灯 亮 着。 在 这 种 场 合， 司 机 本 应 呆 在 驾 驶 室 里， 请 检 修 员 检 查 并 修 理 后 排 队 故 障。 但 当 时 检 修 员 没 有 查 出 关 不 上 门 的 原 因， 故 障 没 有， 列 车 仍 然 动 不 了。 这 时 司 机 有 点 不 耐 烦， 想 自 己 去 看 看 究 竟 什 么 原 因 于 是 走 出 了 驾 驶 室， 到 关 不 上 的 地 方 去 检 查 了。 在 这 种 情 况 下， 本 应 让 驾 驶 室 的 控 制 把 杆 全 部 复 位 于“ 断 路” 状 态 才 行， 然 而 当 时 司 机 并 没 有 这 样 做。 司 机 到 出 故 障 的 四 门 前， 从 外 面 朝 门 踢 了 一 脚。 这 扇 原 来 关 不 上 的 门 却 关 上 了， 同 时 全 部 电 路 因 为 门 关 上 了 而 处 于“ 通 路” 状 态 这 下， 于 是 列 车 慢 慢 启 动 朝 前 开 去。 司 机 见 状 在 月 台 边 追 但 没 有 赶 上， 于 是 列 车 在 无 人 驾 驶 的 情 况 下 行 进。 当 时 引 起 社 会 各 界 的 极 大 惊 奇， 被 称 为“ 幽 灵 驾 车” 事 件。,122,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,123,在 事 故 发 生 时 人 的 失 误,124,事 故 发 生 的 原 因 及 其 分 析 方 法,故 障 树 分 析 法：,125,在 失 效 树 的 建 树 阶 段，能 发 现 以 前 未 引 想 注 意 的 事 件， 并 加 以 分 析 研 究； 能 把 各 事 件 之 间 的 关 系， 联 结 成 逻 辑 门； 能 对 系 统 的 改 善 提 出 具 体 方 案。,失 效 树 特 点,失 效 树 能 反 映 出 系 统 的 内 在 联 系， 明 确 表 达 出 部 件、 人 为 因 素 与 系 统 失 效 之 间 的 逻 辑 关 系， 使 人 一 目 了 然， 并 可 形 象 地 运 用 这 促 关 系 进 行 确 切 的 分 析。,126,首 先 选 定 顶 端 事 件， 并 将 其 置 于 失 效 树 的 最 顶 端。 列 出 可 能 引 起 顶 端 事 件 发 生 的 一 切 因 素， 并 按 其 相 关 性 分 为 若 干 组。 确 定 各 组 中 各 事 件 的 性 质（ 中 间 事 件、 基 本 事 件、 发 生 概 率 微 小 的 事 件）， 并 用 不 同 的 符 号 将 其 分 别 标 出。 将 各 组 事 件 组 成 适 当 的 逻 辑 门 （“ 与” 门 或“ 或” 门） 按 逻 辑 关 系 将 各 逻 辑 门 连 接 构 成 失 效 树。,失效树的步骤,127,表 示 失 效 树 的 顶 端 事 件 和 中 间 失 效 事 件， 在 矩 形 框 内 注 明 失 效 事 件 的 定 义。 矩 形 符 号 的 下 端 与 逻 辑 门 的 连 接， 表 示 该 事 件 是 此 逻 辑 门 的 一 个 输 出 事 件。 表 示 失 效 树 的 基 本 失 效 事 件， 是 元 件、 部 件 在 设 计、 运 行 中 所 发 生 的 固 有 的 随 机 失 效 事 件， 在 失 效 树 中 再 向 下 追 也 追 查 不 出 原 因 的 事 件。 只 作 为 逻 辑 门 的 输 入 事 件。 它 的 失 效 分 布 是 已 知 的。 表 示 失 效 树 中 可 能 发 生 的 但 概 率 什 微 小 或 对 该 系 统 到 此 为 止 不 需 要 进 一 步 分 析 的 事 件。 表 示 有 两 个 或 多 个 输 入 事 件 和 一 个 输 出 事 件（最 终 事 件）。 所 有 的 输 入 失 效 事 件 同 时 发 生， 输 出 失 效 事 件 才 发 生。 标 记 为“AND” 或“。” 表 示 有 两 个 或 多 个 输 入 事 件 和 一 个 输 出 事 件。如 果 至