安全生产技术讲义(ppt 98)

（三）人机系统的类型
人机系统主要有两类，一类为机械化、半机械化控制的人机 系统；一类为全自动化控制的人机系统。
机械化、半机械化控制的人机系统，人机共体，或机为主体 ，系统的动力源由机器提供，人在系统中主要充当生产过程 的操作者与控制者，即控制器主要由人来操作。在控制系统 中设置监控装置，如果人操作失误，机器会拒绝执行或提出 警告。
，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配，以确保系 统高效、经济运行的一门应用科学。
(二)安全人机工程的主要研 究内容
安全人机工程在所研究的诸多因素中，主要是研究 人与机器的关系，主要内容包括如下4个方面：
⑴ 分析机械设备及设施在生产过程中存在的不安全因 素，并有针对性地进行可靠性设计、维修性设计、安全 装置设计、安全启动和安全操作设计及安全维修设计等
2005年全国注册安全工程师应试辅导讲座
科目3：
安全生产技术
主讲人：张兴容 上海市劳动保护科学研究所
2005. 7
第四章 安全人机工程
第一节 安全人机工程基本知识 主要内容：安全人机工程的定义，研究内
容，人机系统的类型，机械设计本质安全 。
一、安全人机工程的概念、主要研究内容及其分类
(一)安全人机工程的定义 安全人机工程是研究人机环境系统的安全本质
第二节 人的特性
主要内容：
人的生理因素包括：感觉器官（视觉、听觉）、机能特性（反应时 间）、形态特性（人体特征参数）、生理节奏、疲劳等；
人的心理因素包括：心理过程（认识与情感意志）、个性心理（能 力、性格、气质与需要、动机）
一、人的生理因素与安全的关系 （一）人的感觉与感觉器人从机器或外界获得信息，经过大脑加工 分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。反 应时间是从包括感觉反应时间（从信息开始刺激到感觉 器官有感觉所用时间）到开始动作所用时间（信息加工 、决策、发令开始执行所用时间）的总和。
由于人的生理心理因素的限制，人对刺激的反应速度是 有限的。一般条件下，反应时问约为0.1～0.5 s。对于复 杂的选择性反应时间达1～3 s，要进行复杂判断和认识 的反应时间平均达3～5 s，具体的带有判别的反应时间t 可用下式求得：
⑵ 研究人的生理和心理特性，分析研究人和机器各自 的功能特点，进行合理的功能分配，以构成不同类型的 最佳人机系统。
⑶ 研究人与机器相互接触、相互联系的人机界面中信 息传递的安全问题。
⑷ 分析人机系统的可靠性，建立人机系统可靠 性设计原则，据此设计出经济、合理以及可靠 性高的人机系统。
在人机系统中人始终起着核心和主导作用，机 器起着安全可靠的保证作用。解决安全问题的 根本是实现生产过程的机械化和自动化，让工 业机器人代替人的部分危险操作，从根本上将 人从危险作业环境中彻底解脱出来，实现安全 生产。
⑴ 常见的几种视觉现象 ⑵ 视觉损伤与视觉疲劳 ⑶ 视觉的运动规律
2．听觉
听觉的功能有分辨声音的高低和强弱，还可以 判断环境中声源的方向和远近。
⑴ 听觉特性 ⑵ 听觉的掩蔽 3．人的感觉反应
人们在操纵机械或观察识别事物时，从开始操 纵、观察、识别到采取动作，存在一个感知时 间过程，即存在一段反应时间。
t = k log2 (n+1)
式中，k为常数；n为等概率出现的选择对 象数；(n+1)是考虑判明是否出现刺激。
为了保证安全作业，一方面在机器设计中 ，应使操纵速度低于人的反应速度。另一 方面应设法提高人的反应速度。
⑵ 减少反应时间的途径
一般来说，机器设备的情况、信息的强弱 和信息状况等外界条件是影响反映时间的 重要因素；而机器的外观造型和操纵机构 是否适宜于人的操作要求，以及操作者的 生物力学特性等，则是直接影响动作时间 的重要因素。
（四）机器的安全布置
在车间内对机器进行合理的安全布局，可以使 事故明显减少，布局时要考虑如下因素：
⑴ 空间：便于操作、管理、维护、调试和清洁 。
⑵ 照明：包括工作场所的通用照明（自然光及 人工照明，但要防止眩目）和为操作机器而需 的照明。
⑶ 管、线布置：不要妨碍在机器附近的安全出 入、避免磕绊，有足够的上部空间。保证维修 时人员的出入安全。
(二)人体的特性参数
与产品设计和操纵机器有关的人体特性参数很 多，归纳起来有如下4类：
⑴ 静态参数 静态参数是指人体在静止状态下测得的形态参数，也称
人体的基本尺度，如人体高度及各部分长度尺寸。我国 6大区域人体尺寸及体重见表4—1。 ⑵ 动态参数 动态参数是指在人体运动状态下，人体的动作范围，主 要包括肢体的活动角度和肢体所能达到的距离等两方面 的参数。如手臂、腿脚活动时测得的参数。
在全自动化控制的人机系统中，以机为主体，机器的正常运 转完全依赖于闭环系统的机器自身的控制，人只是一个监视 者和管理者，监视自动化机器的工作。只有在自动控制系统 出现差错时，人才进行干预，采取相应的措施。
二、机器设计本质安全
（一）机械设计本质安全的定义 机械设计本质安全是指机械的设计者，在
设计阶段采取措施来消除安全隐患的一种 机械安全方法。包括在设计中排除危险部 件，减少或避免在危险区处理工作需求， 提供自动反馈设备并使运动的部件处于密 封状态之中等。
① 合理地选择感知类型。比较各类感觉的反应 时间，发现听觉和知觉反应时间最短，约0.1～ 0.2s，其次是触觉和视觉。所以在设计各类机器 时，应根据操纵控制情况，合理选择感觉通道 ，尽量选用反应时间短的通道去控制和调节机 器。
② 适应人的生理心理要求，按人机工程学原则 设计机器。
③ 操作者操作技术的熟练程度直接影响反应速 度，应通过训练来提高人的反应速度。
（二）机械失效安全
机械设计者应该在设计中考虑到当发生故 障时不出危险。
这一类装置包括操作限制开关，限制不应 该发生的冲击及运动的预设制动装置，设 置把手和预防下落的装置，失效安全的限 电开关等。
（三）机械部件的定位安全
把机械的部件安置到不可能触及的地点， 通过定位达到安全的目的。设计者必须考 虑到人在正常情况下不会触及到部件，而 在某些情况下可能会接触到，例如登着梯 子对机械进行维修等情况。