人因安全ppt课件

1、;1人机工程学人机工程学航空学院 栾义春 2012年10月28日;2篇章总汇总论总论 第第1 1章章 人机工程学概论人机工程学概论应用篇应用篇第第5 5章章 人机系统人机系统第第6 6章章 工作研究（肌肉骨骼失调及工作研究（肌肉骨骼失调及预防）预防）第第7 7章章 作业空间设计作业空间设计 第第8 8章章 人与环境的界面设计人与环境的界面设计基础篇基础篇 第第2 2章章 人体生理特征人体生理特征第第3 3章章 人体测量与数据应用人体测量与数据应用 第第4 4章章 人的心理认知特征人的心理认知特征扩展篇扩展篇第第9 9章章 人因安全人因安全第第1010章章 可用性可用性第第1111章章 脑力负荷

2、脑力负荷;39.19.1事故成因分析事故成因分析9.29.2典型的事故模型典型的事故模型9.39.3事故控制基本策略事故控制基本策略9.49.4人机系统可靠性分析人机系统可靠性分析;49.19.1事故成因分析事故成因分析p事故致因逻辑事故致因逻辑从控制事故原因的角度分析，将从控制事故原因的角度分析，将事故的基本成因总结为人的原因、事故的基本成因总结为人的原因、物的原因、环境条件三大因素的物的原因、环境条件三大因素的多元函数，而系统安全管理、事多元函数，而系统安全管理、事故发生机理也是构成事故发生与故发生机理也是构成事故发生与否的关键因素。见图否的关键因素。见图10.1图图10.1事故致因逻辑关

3、系事故致因逻辑关系;5p事故原因综合分析事故原因综合分析u事故致因逻辑关系事故致因逻辑关系事故原因是人、物、环境、管理，事故机理是触发因素。事故原因是人、物、环境、管理，事故机理是触发因素。u寻求事故对策的角度，见寻求事故对策的角度，见图图10-2。直接原因是人的不安全行为和物不安全状态；直接原因是人的不安全行为和物不安全状态；间接原因是管理失误；间接原因是管理失误；基础原因指社会因素；基础原因指社会因素；u1993年年C.Slappended提出事故因素模型，见提出事故因素模型，见 附图附图1，附表附表1.;6p人的不安全行为（人为差错）人的不安全行为（人为差错）u从事故统计数据来看，发生事

4、故的原因大多是人的不安全行为，比例高达从事故统计数据来看，发生事故的原因大多是人的不安全行为，比例高达70%-70%-80%80%。u随着航空器制造技术的发展，在航空系统中，人的不安全行为导致的飞行事故随着航空器制造技术的发展，在航空系统中，人的不安全行为导致的飞行事故占有很大的比例。占有很大的比例。19841984年美国空军的统计比例为年美国空军的统计比例为66%66%，英国空军的比例为，英国空军的比例为62%62%。在。在2020世纪世纪6060年代，民用航空领域大约年代，民用航空领域大约20%20%的事故归于人的因素，而到了的事故归于人的因素，而到了9090年代大约年代大约90%90%的

5、事故是人的因素所致。的事故是人的因素所致。u英国英国国际飞行国际飞行周刊报告，周刊报告，19941994年全球年全球4747起飞机失事事故中，起飞机失事事故中，3131起是飞行员起是飞行员操作失误所致，操作失误所致，1616起与恶劣气候有关。起与恶劣气候有关。;71.人的失误行为人的失误行为 指降低系统效率和安全水平的不恰当的人类行为。从技术上讲，人为差错指降低系统效率和安全水平的不恰当的人类行为。从技术上讲，人为差错既包括系统操作者所犯的错误，也包括系统设计者以及管理、训练和指导操作者既包括系统操作者所犯的错误，也包括系统设计者以及管理、训练和指导操作者的人员所犯的错误。如的人员所犯的错误。

6、如图图10-3所示。所示。2.人的失误发生原因人的失误发生原因 按人机系统形成的阶段，人的失误可能发生在设计、制造、检验、安装、按人机系统形成的阶段，人的失误可能发生在设计、制造、检验、安装、维修和操作等各个阶段。设计不良、操作不当是主要原因。维修和操作等各个阶段。设计不良、操作不当是主要原因。 人的注意疏忽、不良工作习惯、缺乏训练、决策错误、社会压力和个性特人的注意疏忽、不良工作习惯、缺乏训练、决策错误、社会压力和个性特质缺陷等都可能引发失误。质缺陷等都可能引发失误。;81 1、人始终是系统的中心和主宰者2 2、人固有的内在弱点3 3、复杂社会技术系统的特征及对人因的影响复杂系统人因事故产生

7、的主要原因;91、人仍是系统的中心和主宰者 尽管系统的自动化程度提高了，但归根结底还要由人来控制操作，要人来设计、制造、组织、维修、训练，要人来决策，即使所谓的智能系统也仅只是局部替代最终决策的前期动作，因而，人在系统中的作用不是削弱了，而是更加重要和突出了。系统自动化程度的提高带来了人因失误的迁移。由运行中操作型的直接人误转变为对自动化系统设计、维护、测试、检测、管理等间接人误。系统智能化程度的提高导致失误类型由疏忽等较低层次的认知失误向诊断、判断、决策等较高层次的认知失误类型转变。;102、人的内在弱点 人作为一种现实的机体不可能随心所欲、完美无缺。项项 目目因因 素素生理能力生理能力体力

8、、体格尺度、耐受力，有否残疾（色盲、耳聋、音哑体力、体格尺度、耐受力，有否残疾（色盲、耳聋、音哑）、）、疾病（感冒、腹泻、高温疾病（感冒、腹泻、高温）、饥渴）、饥渴心理能力心理能力反应速度、信息的负荷能力、作业危险性、单调性、信息传递率、反应速度、信息的负荷能力、作业危险性、单调性、信息传递率、感觉敏度（感觉损失率）感觉敏度（感觉损失率）个人素质个人素质训练程度、经验多少，熟练程度、个性、动机、应变能力、文化训练程度、经验多少，熟练程度、个性、动机、应变能力、文化水平、技术能力、修正能力、责任心水平、技术能力、修正能力、责任心操作行为操作行为应答频率和幅度、操作时间延迟性、操作的连续性、操作的

9、反复应答频率和幅度、操作时间延迟性、操作的连续性、操作的反复性性精神状态精神状态情绪、觉醒程度等情绪、觉醒程度等其他其他生活刺激、嗜好生活刺激、嗜好;113、复杂社会技术系统的特征及对人因的影响早期手工作业系统中人与系统的关系;12现代自动化系统中人与系统的关系;13复杂社会技术系统的特征系统更加自动化系统更加复杂和危险系统具有更多的防御装置系统更加不透明;14系统更加自动化操作人员的工作由过去以“操作”为主变为监视决策控制。人因失误发生的可能性、尤其是后果及影响变得更大了;15系统更加复杂和危险大量地使用计算机使得系统间相互作用更加复杂、耦合更加紧密，同时使得大量的潜在危险集中在较少几人身上

10、（如中央控制人员）;16系统具有更多的防御装置为了防止技术失效和人误对系统运行安全的威胁，普遍采用了多重、多样专设安全装置。这些装置大大提高了系统的安全性。但另一方面，对这些安全装置的依赖性又降低了操作人员对系统危险性的警觉性。同时，这些安全装置仍可能由于人误而失效如切尔诺贝利核电站事故（实验过程中关闭安全保护装置），因而它们也就是系统最大的薄弱环节。;17系统更加不透明系统的高度复杂性、耦合性和大量的防御装置增加了系统内部行为的模糊性，管理人员、维护人员、操作人员经常不知道系统内正在发生什么，也不理解系统可以做什么。;18人的失误与人的非安全行为人的失误与人的非安全行为;19失误的后果失误的

11、后果n未对系统产生实际影响 n对系统有潜在的影响n为纠正失误，须修正工作程序，推迟了作业进程n造成事故，系统尚可修复n系统完全失效;20减少失误的方法减少失误的方法改善人的状况改善人的状况n合理负荷、觉醒意识、消除紧张、加强学习、提高责任心改善机的状况改善机的状况n优化人机界面设计n改善诱发误操作的环境条件n提供操作、维护等的方便和舒适条件n研制各种安全报警装置、避免人的觉醒水平过度下降;21p物的不安全状态物的不安全状态u生产过程中涉及的物质，包括原料、燃料、动力、设备、设施产品等，本身生产过程中涉及的物质，包括原料、燃料、动力、设备、设施产品等，本身固有属性及其潜在的破坏能力构成的不安全因

12、素，是诱发事故的物质基础，物固有属性及其潜在的破坏能力构成的不安全因素，是诱发事故的物质基础，物的不安全状态是事故发生的客观原因。的不安全状态是事故发生的客观原因。u事故固有的危险源：化学、电气、机械、辐射、其他。见表事故固有的危险源：化学、电气、机械、辐射、其他。见表10-3.;22特定产品相关危害及其潜在伤害特定产品相关危害及其潜在伤害 - 1动力危害动力危害n可移动的零件可移动的零件割伤、撞伤割伤、撞伤n弹出的零件弹出的零件/碎片碎片划破划破n撞击撞击淤伤、骨折淤伤、骨折n掉落掉落眼睛受伤、砸伤眼睛受伤、砸伤机械危害机械危害n锐角锐边锐角锐边割伤、刺伤、手指切除割伤、刺伤、手指切除n稳定

13、稳定/晃动晃动身体、四肢压伤身体、四肢压伤n重量重量肌肉拉伤肌肉拉伤;23特定产品相关危害及其潜在伤害特定产品相关危害及其潜在伤害 - 2化学危害化学危害n腐蚀腐蚀灼伤灼伤n火火烧伤、窒息烧伤、窒息n毒气毒气癌症癌症电气危害电气危害n电击电击灼伤、触电死亡灼伤、触电死亡n过热过热灼伤灼伤压力危害压力危害n容器破裂容器破裂撞伤、灼伤撞伤、灼伤n压力过大压力过大眼睛受伤眼睛受伤;24特定产品相关危害及其潜在伤害特定产品相关危害及其潜在伤害 - 3热危害热危害n过热表面过热表面灼伤灼伤n过热环境过热环境热疲劳热疲劳n过冷环境过冷环境冻伤冻伤辐射危害辐射危害n紫外线辐射紫外线辐射灼伤灼伤n微波辐射微波

14、辐射癌症癌症nX射线辐射射线辐射眼疾、生育缺陷眼疾、生育缺陷;25机械危害预防措施机械危害预防措施n可动零件加盖：轴、刀片、皮带、齿轮n封闭有弹簧承载的零件，易于维修n使用不易碎裂、有韧性材料n设计自动停止装置n设计无须使用者扶持能够自立的产品n提供主动指示、警告装置n提供在维修维护中的保护装置;26电气危害预防措施电气危害预防措施n确保正确的接地方式n使用绝缘材料：塑料、橡胶、木材n保险装置：保险丝、漏电保护开关n在门/盖打开时自动断电n警告标志与安全使用说明;27热危害预防措施热危害预防措施n防止内部热元件触及外壳n使用阻热材料隔离热源：把手、壳体n使用不可燃材料或阻燃材料n设计通风和散热

15、装置n警告与使用说明;28p管理失误管理失误1.管理失误的主要内容管理失误的主要内容技术管理缺陷。对工业建筑物、机械设备、仪器仪表等生产设备的技术、设技术管理缺陷。对工业建筑物、机械设备、仪器仪表等生产设备的技术、设计、结构上存在的问题管理不善；对作业环境的安排位置不合理，缺少可靠计、结构上存在的问题管理不善；对作业环境的安排位置不合理，缺少可靠的防护装置等问题未给予足够的重视。的防护装置等问题未给予足够的重视。人员管理缺陷。对作业者缺乏必要的选拔、教育、培训，对作业任务和作业人员管理缺陷。对作业者缺乏必要的选拔、教育、培训，对作业任务和作业人员的安排等方面存在缺陷。人员的安排等方面存在缺陷。

16、劳动组织不合理。在作业程序、劳动组织形式、工艺过程等方面存在管理缺劳动组织不合理。在作业程序、劳动组织形式、工艺过程等方面存在管理缺陷。陷。 安全监察、检查和事故防范措施等方面存在问题。安全监察、检查和事故防范措施等方面存在问题。;29l管理失误事故的发生，是因为管理失误事故的发生，是因为客观上存在不安全因素和众多客观上存在不安全因素和众多的社会因素和环境条件。的社会因素和环境条件。l人的不安全行为促成物的不安人的不安全行为促成物的不安全状态；物的不安全状态诱发全状态；物的不安全状态诱发人的不安全行为。人的不安全行为。l隐患是由物的不安全状态和管隐患是由物的不安全状态和管理失误共同耦合形成的，

17、当客理失误共同耦合形成的，当客观上出现事故隐患，主观上表观上出现事故隐患，主观上表现不安全行为时，必然导致事现不安全行为时，必然导致事故的发生。故的发生。2.管理失误的事故模式管理失误的事故模式;30p人的行为因素模型人的行为因素模型9.2 典型的事故模型典型的事故模型人的感觉（人的感觉（Sense）认识（认识（recOgnize）响应（响应（Respond）模型）模型u由外部刺激输入使人产生感觉由外部刺激输入使人产生感觉“S”，外部刺激如显示屏上仪表指示、信号灯变化、，外部刺激如显示屏上仪表指示、信号灯变化、异常声音、设备功能变化等；异常声音、设备功能变化等；u人识别外部刺激并作出判断称之为

18、人的内部响应人识别外部刺激并作出判断称之为人的内部响应“O”；u人对内部响应作出的反应行动，称之为输出响应人对内部响应作出的反应行动，称之为输出响应“R”。人的因素行为模型如人的因素行为模型如图图10-5所示。所示。u第一组是危险的构成，以及与此危险相关的感觉、认识和行为相应。第一组是危险的构成，以及与此危险相关的感觉、认识和行为相应。u第二组是危险的呈现。第二组是危险的呈现。;31p事故发生顺序模型事故发生顺序模型事故是按一定的顺序发生的，为避免事故发生，应重点考虑：事故是按一定的顺序发生的，为避免事故发生，应重点考虑：准确、及时、充分地传示与危险有关的信息（如显示设计）；准确、及时、充分地

19、传示与危险有关的信息（如显示设计）；有助于避免事故的要素（如控制装置、作业空间等）；有助于避免事故的要素（如控制装置、作业空间等）；作业人员培训，使其能面对可能出现的事故，采取适当的措施。作业人员培训，使其能面对可能出现的事故，采取适当的措施。见见图图10-6。;32p事故控制关键环节事故控制关键环节9.3 事故控制基本策略事故控制基本策略u事故控制基本思路事故控制基本思路从分析事故直接原因入手，进而寻找事故间接原因，然后找出基础原因。对照从分析事故直接原因入手，进而寻找事故间接原因，然后找出基础原因。对照事故发生规律的典型模型，进而提出事故控制的主要措施。事故发生规律的典型模型，进而提出事故

20、控制的主要措施。u事故控制的关键环节事故控制的关键环节人、机、环境、管理等。人、机、环境、管理等。u事故控制图事故控制图综合事故控制基本思路和事故控制关键环节绘制，见综合事故控制基本思路和事故控制关键环节绘制，见图图10-7;33p事故控制主要方法事故控制主要方法（1）物质因素和环境因素危险源控制）物质因素和环境因素危险源控制 消除危险、控制危险、防护危险、隔离防护、保留危险（损失最小）、消除危险、控制危险、防护危险、隔离防护、保留危险（损失最小）、转移危险转移危险（2）人为失误控制）人为失误控制 人的安全化培训、操作安全化人的安全化培训、操作安全化（3）管理失误控制）管理失误控制;34p事故

21、控制基本对策事故控制基本对策1. 3E原则原则技术（技术（Engineering）、教育训练（）、教育训练（Education）和法制）和法制（Enforcement）技术的对策是保障安全的首要措施之一。安全性一般包括功能性安全和操作技术的对策是保障安全的首要措施之一。安全性一般包括功能性安全和操作性安全。功能安全与机器有关；而操作安全则与操作者有关，并取决于技术性安全。功能安全与机器有关；而操作安全则与操作者有关，并取决于技术上、组织上和人的行为上的因素。上、组织上和人的行为上的因素。教育对策教育对策 主要指在产业部门的各个方面进行具体的安全教育和训练，教会如主要指在产业部门的各个方面进行具

22、体的安全教育和训练，教会如何对各种危险进行预测和预防。其次指在教育机关组织的各种学校，同样有何对各种危险进行预测和预防。其次指在教育机关组织的各种学校，同样有必要实施安全教育和训练。必要实施安全教育和训练。 法制的对策是从属于各种标准的，具有强制性和适用性。法制的对策是从属于各种标准的，具有强制性和适用性。;35 1）人）人 人指除本人之外其他人、作业伙伴或上级与下级等。若人际关系良好，即人指除本人之外其他人、作业伙伴或上级与下级等。若人际关系良好，即可很好地传递信息、协同步调、密切配合，不容易出现人为差错。可很好地传递信息、协同步调、密切配合，不容易出现人为差错。 2）机械）机械 指在人机界

23、面上，显示、控制系统的功能、结构、形状和配置是否符合指在人机界面上，显示、控制系统的功能、结构、形状和配置是否符合人机工程学要求，是否完全符合人的生理心理特性，是否有安全装置等。人机工程学要求，是否完全符合人的生理心理特性，是否有安全装置等。 3）环境）环境 主要指温度、照明、噪声、振动等环境条件与作业方法和作业顺序等软主要指温度、照明、噪声、振动等环境条件与作业方法和作业顺序等软件系统，还包括作业速度和休息的安排等。件系统，还包括作业速度和休息的安排等。 4）管理）管理 主要指国家及企业的安全法规、监督、检验、管理、教育与培训措施等。主要指国家及企业的安全法规、监督、检验、管理、教育与培训措

24、施等。2. 4M法法人（人（Man）、机械（）、机械（Machine）、媒体或环境（）、媒体或环境（Media）和管）和管理（理（Management）;369.4 人机系统可靠性分析人机系统可靠性分析人的失误人的失误 人的可靠性人的可靠性 人机系统可靠性人机系统可靠性 可靠性分析目标和内容可靠性分析目标和内容 作业可靠性评估作业可靠性评估 维修作业可靠性维修作业可靠性 可靠性评估中的数据采集可靠性评估中的数据采集 人机系统可靠性分配人机系统可靠性分配 闭环控制系统中人的行为模型闭环控制系统中人的行为模型 认知行为的计算机模拟认知行为的计算机模拟 人机环境系统模型人机环境系统模型;37人机系统

25、可靠性分析方法人机系统可靠性分析方法可靠性分析方法可靠性分析方法创建者及年份创建者及年份事故起源和发展分析法（事故起源和发展分析法（AIPA） 混淆矩阵法（混淆矩阵法（CM） 操作者行为树模型（操作者行为树模型（OATS） 人因失误率预测技术人因失误率预测技术/手册（手册（THERP/HAND） 直接数据统计法（直接数据统计法（DNE） 人认知可靠性模型（人认知可靠性模型（HCR） 成对比较法（成对比较法（PC） 成功似然指数法（成功似然指数法（SLIM） 人员行为可靠性系统评价法（人员行为可靠性系统评价法（SHARP） 认知子元素方法（认知子元素方法（CSE） 人的操作模拟模型（人的操作模拟

26、模型（MAPPS） 多种后果危害度（多序贯失效）模型多种后果危害度（多序贯失效）模型（MFSM） 人因可靠性社会技术评估法（人因可靠性社会技术评估法（STAHR) 事故后果评估方法（事故后果评估方法（ASEP HRA） 人误评价与减少方法（人误评价与减少方法（HEART） 人机系统辨识法（人机系统辨识法（SAIC） 人失误率评估的不确定性模型（人失误率评估的不确定性模型（UMHER） 认知事件树系统（认知事件树系统（COGENT） 估计人决策失误方法（估计人决策失误方法（INTENT） 人误分析技术（人误分析技术（ATHEANA） 认知可靠性与失误分析方法（认知可靠性与失误分析方法（CREAM

27、）Fleminy等，等，1975 Pctash 等，等，1981 Wreathall，1982 Swain 和和 Guttmann, 1983 Comer等，等，1984 Hannaman等，等，1984 Comer等，等，1984 Embery等，等，1984 Hannaman 和和 Spurgin，1984 Worledge等，等，1985 Kopstein 和和 Wolf，1985 Samanta等，等，1985 Phillips等，等，1985 Swain等，等，1987 Williams，1988 Dougherty 和和 Fragola，1988 Apostolakis，1988

28、Gertman，1992 Gertman 和和 Blackmann，1992 Cooper 和和 Ramey，1996 Hollnagel，1998 ;38p交通事故交通事故;39中国汽车碰撞安全性能试验（C-NCAP）n正面100%重叠刚性壁障碰撞试验（50公里/小时）n正面40%重叠可变形壁障碰撞试验 （56公里/小时）n可变形移动壁障侧面碰撞试验（50公里/小时）n在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。n在第二排座椅最右侧座位上放置一个Hybrid III型第5百分位女性假人，用以考核安全带性能。;40试验现场;41C-

29、NCAP试验项目（满分48+3分）正面100%正面40%侧面附加分数头 5分头颈 4分头部 4分前排安全带提醒装置（2分） 侧气囊和气帘（1分） 颈 2分胸部 4分胸部 4分胸 5分大腿 4分腹部 4分大腿 2分 小腿 4分骨盆 4分小腿 2分 ;42汽车碰撞安全性能试验（NCAP）等级分数成员严重伤害概率33-4010%25-3211%-20%17-2421%-35%9-1636%-45%1-846%;43汽车保护乘员的措施保证乘员生存空间的措施保证乘员生存空间的措施n提高驾驶室的强度n增强车身的吸收冲击能力减轻乘员二次碰撞的技术措施减轻乘员二次碰撞的技术措施n安全带、安全气囊减轻乘员伤害的

30、技术措施减轻乘员伤害的技术措施n安全转向柱、安全玻璃、安全头枕、软仪表板;44汽车事故与车身颜色n某研究针对发生在清晨、黄昏的5158起交通事故的统计黑 绿 棕 红 蓝 白 银;45综合案例分析综合案例分析北美校车北美校车;46北美校车设计特点北美校车设计特点安全安全n学生乘校车上学的安全系数是家庭轿车和公共汽车的40倍n1939年立法规定一律为黄色，醒目，是最安全的颜色n小型校车每个位置上都必须装有安全带n大型校车在座位上装配了防撞安全装置，很多州也规定必须装配安全带。n美国交通部近年来颁布了36项用于校车的安全标准，包括校车车体结构、防倾覆保护、制动装置等。n美国校车由专业厂商制造，质量高，造价昂贵，有“客车的设施、卡车的骨架”