安全人机工程学.doc

第一章 概论人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境，从而提高工效的一门科学。安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。人机结合面就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）安全人机工程学得研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。第二章 人体的人机学参数耗氧量：人体用过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量。人体在从事高度反正体力劳动时，循环、呼吸（氧运输）系统的功能经12min后达到人体极限摄氧能力，这时，人体单位时间内的摄氧量称为最大摄氧量。最大耗氧量可以作为允许最大体力消耗的标志，其影响因素主要有年龄、性别、海波高度、体能训练、劳动强度、持续时间等。人体测量数据的运用准则：1. 最大最小准则2. 可调性准则3. 平均准则4. 使用最新人体数据准则5. 地域性准则6. 功能修正与最小心理空间相结合准则7. 标准化准则8. 姿势与身材相关联准则9. 合理选择百分位和适应度准则第三章 人的生理和心理及人体生物力学特性感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物的个别属性的反映。感觉有：视觉、听觉、嗅觉、触觉（包括触觉、温度觉、痛觉）、味觉、运动觉、平衡觉、空间知觉以及时间知觉等。感觉适应性：对感觉器官持续刺激，假若刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激是否能引起反应，时间过短不能引起反应：时间过长，反应逐渐减小，以致消失。人能够产生视觉是由三个要素决定的：视觉对象、可见光和视觉器官。视觉运动的规律：1.眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳2.视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针反响运动。3.人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多4.当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左上限，而右下限最差。5.两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动，在操作中一般不需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。6.人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。7.颜色对比与人眼辨色能力有一定的关系。人的反应时间：人从接受外界刺激到做出反应的时间，叫做反应时间。人的反应时间与下列因素有关：1. 反应时间随感觉通道不同而不同2. 反应时间与运动器官有关3. 反应时间与刺激性质有关4. 反应时间随执行器官不同而不同5. 反应时间与刺激数目的关系6. 反应时间与颜色的配合有关7. 反应时间与年龄有关8. 反应时间与训练有关人的神经系统的结构与功能单位叫做神经元。神经系统主要作用有：一是反应（兴奋和抑制），当有信息刺激时，神经系统马上做出反应，另一是传导，即信息传送出去。神经传导有四个特征，即生理完整性、绝缘性、双向性和相对不疲劳性。生物节律周期：每个人从他出生的那天起，直到生命终止，都存在的周期为23天、28天和33天的体力、情绪和智力的周期性变化规律，利用正弦曲线绘制出每个人的周期变化图形，这个图形所示的曲线叫生物节律曲线。环境因素的生理效应1.粉尘环境作业：粉尘是指能悬浮于空气中的固体微粒，在工业生产中产生的粉尘叫做工业粉尘。（1）尘肺。尘肺是指在生产劳动过程中吸入呼吸性粉尘引起的肺组织纤维化为主的疾病。（2）局部作用。（3）中毒作用。2.环境化学因素及其危害1）工业生产中的毒物及中毒。在生产过程中使用或产生的毒物，称为生产性毒物。凡少量化学物质进入人体后，与人体组织发生化学或物理化学作用，并在一定条件下破坏机体的正常生理机能，致使某些器官或组织发生暂时或永久性病变，这些物质称为化学毒物。工业生产中常见的毒物：1） 金属与类金属毒物：如铅、汞、猛等2） 刺激性气体：如二氧化硫、氯化氢等3） 窒息性气体：如一氧化碳、硫化氢等4） 有机溶剂：如苯、二甲苯、汽油等5） 苯的氨基和硝基化合物：如苯胺等6） 高分子化合物生产中的毒物：如氯乙烯等7） 农药：如杀虫剂、除草剂。2）生产中常见毒物对人体的影响。3）工业无毒的卫生标准和管理标准3.物理因素危害1）高温环境。高温作业是指在生产劳动过程中，其工作地点平均WBGT（湿球黑球温度C）指数大于或等于25C的作业。高温作业的类型：（1）高温、强辐射型作业（2）高温、高湿型作业 （3）夏季露天作业。2）低温环境。工作地点平均气温等于或低于5的作业称为低温作业。3）冷水作业环境。冷水作业广泛存在于行业和日常生活中，按接触方式不同可分为：全身和局部接触冷水作业。4）噪声环境。噪声是各种不同频率和不同强度的声音无规律的杂乱组合，波形呈无规则变化，听起来使人厌烦的声音。影响噪声对集团作业的因素主要有：（1） 噪声的强度和频率;噪声强度大、频率高，对人体影响大。（2） 接触时间；同样强度噪声，接触时间长，对人体影响越大。（3） 噪声的性质；脉冲声比稳态声危害大。（4） 其他有害因素的共同作用；振动、高温、寒冷或毒物等共同作业，会增加噪声的不良作用。（5） 机体健康状况和个人的敏感性对噪声引起的危害也有影响。 作业环境噪声可分为：（1）机械噪声。（2）空气动力噪声（3）电磁性噪声。5）振动环境。振动是指物理沿直线或弧线经过某一平衡位置的往复运动。振动对人体的危害分为局部振动危害和全身振动危害，加在人体的某些个别部位并且只传递到个体某个局部的机械振动称为局部振动。振动的不良影响与频率、强度和振动时间有关。6）辐射环境。人的心理特性心理学是研究人的心理活动规律和心理机制的科学。心理规律是指认识、情感、意志、气质、情绪等心理过程和能力、性格、需要、动机等心理特征的规律。心理过程特性：一、认识过程：如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象。二、情感过程：如情绪与情感。三、意志过程：如意志个性心理特征：如需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、信念、理想、世界观。心理特性与安全1. 注意。注意是心理活动对一定对象的指向性和集中，对象可以是外部世界的事物和现象，也可以是内向体验。注意可以分为无意注意和有意注意两种。无意注意是指由客体自己的特点而产生的注意。有意注意是指活动条件引起的主体意识控制下的注意。注意的特性表现在注意范围、持续性和选择性。引起不注意的原因有：（1）强烈的无关刺激的干扰。（2）注意对象设计欠佳（3）注意的起伏（4）注意水平下降导致注意分散。2. 情绪与感情。3.意志 4. 态度。态度是个人对他人、对事物较持久的肯定或否定的内在反应倾向的心理活动。态度的形成和改变要经过三个层次：1）顺从2）认同3）内化5. 性格。性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为的方式中，区别与他人所表现出的那些比较稳定的心理特征的总和。6. 能力。7. 气质8. 需要与动机9. 非智力行为的心理因素1）侥幸心理2）省能心理3）逆反心理4）凑兴心理5）从众心理6）精神文明。影响人体作用力的因素:1)体重2）体位疲劳与恢复疲劳的定义：1.所谓疲劳，就是在人体发生可以概括位失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动变化也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。2.疲劳就是人体内的分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与低位的代谢反应平衡不正常时叫疲劳。疲劳的分类。按原因：1）生理性疲劳。2）心理性疲劳按程度：一般疲劳、过度疲劳、重度疲劳。影响疲劳的因素：各种形式的劳动速度、强度和持续时间等疲劳的改善与消除：1.）体力劳动以不快不慢的速度进行，维持时间最长久，不易疲劳。2.）工间休息是减轻体力劳动者疲劳的行之有效的方法。3.）坚持正常的作息时间，安排好合理的休息时间，即是人体生路节律的要求，也能减轻人体的生理紧张。4.）脑力劳动要注意合理用脑，一旦发生脑力疲劳现象，应立即设法消除。5.）改进工作环境条件是减轻疲劳的有效方法之一6.）注意休息能改善疲劳。第四章 安全人机功能匹配机的主要功能：（1） 接受信息。 （2）储存信息 （3）处理信息 （4）执行功能人和机各有自己的能力、特长。人具有智能、感觉、综合判断能力，随机应变能力，对各种情况的决策和处理能力等，而人的功能限度是准确性、体力、速度和知觉能力；机是作用力大、速度快、连续作业能力和耐久性能好等，而机的功能限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。人机匹配应注意的问题：1.）信息由机器的显示传递到人，选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误，以及显示器的设计应符合安全人机工程的原则。2.）信息从人的运动器官传递到机器，应考虑人的能力极限和操作范围，所设计的控制器要安全、高效、灵敏、可靠。3.）充分利用人和机的各自优势4.）使人机结合面的信息通道数和传递频率不超过人的能力极限，并使机适应大多数人的使用。5.）一定要考虑到机器发生故障的可能性，以及简单排除故障的方法和使用工具。6.）要考虑到小概率事件的处理。人机系统的安全可靠性可靠性是指研究对象在规定条件和规定时间内完成规定功能的能力。影响人的可靠性的因素：1.）生理因素2.）心理因素3.）管理因素4.）个人素质5.）社会因素6.）操作因素7.）环境因素人为失误分析人为失误定义：在规定的时间和规定的条件下，人没有完成分配给它的功能。人为失误的种类：1.）设计失误2.）制造失误3.）组装失误4.）检验失误5.）设备保修保养不正确。6.）操作失误7.）管理失误造成人失误的原因：第一：设计机器时，对人机结合面的设计没有很好地进行安全人机工程研究，致使机器系统本身潜在着操作失误的可能性，第二：由于操作者本身的因素，不能与机器系统协调而导致失误。第三：安全管理不当也是产生失误的原因之一。提高人机系统安全可靠性的途径：1. 合理进行人机功能匹配，建立高效可靠的人机系统2. 减少人为失误3. 对机器产品进行可靠性设计4. 加强机械设备的维护保养5. 改善作业环境第五章 人机系统的安全设计在人机系统的安全设计中，必须遵守下面原则：1.）以人为中心的设计原则2.）产品人性设计原则3.）安全第一的思想贯穿于全过程的原则。作业接触空间：是人体在规定的位置上进行作业，如操纵机器、维修设备，所接触的空间。显示器设计：显示器的目的是将机的运行状态转化为量的函数关系，然后用数值的形式定量地表达出来，或者用规定的形式定性的表示出来。指针式仪表是用模拟量来显示机器有关参数和状态的视觉显示装置。对于指针式仪表的设计和选择必须适合人的生理和心理特性。设计时应考虑的问题：1.指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当2.刻度盘的形状与大小是否合理3.刻度盘的刻度规划划分、数字和字母的形状、大小以及刻度盘色彩对比是否便于监控者迅速而准确的识读4.根据监控者所处的位置，指针式仪表是否布置在最佳视区范围内。显示器和控制器的配置设计：1. 运动相合性2. 空间相合性3. 控制显示比作业环境设计：照明方式：1）一般照明2）局部照明3）综合照明4）特殊照明为了防止和控制眩光的措施：1. 限制光源亮度2. 合理分布光源3. 改变光