安全人机工程学提纲史上最全考试覆盖率100稳准狠精教材Word格式.docx
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9.合理选择百分位和适用度准则
人体尺寸应用的原则,
满足度。
满足度是产品设计尺寸满足特定使用者群体的百分率,也就是说从人体工程学角度看你的设计适合多少人
安全人机工程学
第三章人的生理心理因素及生物力学特征
1、人的视觉特征
人能够产生视觉由三个要素决定的:
视觉对象、可见光、视觉器官。
人的视觉功能和特征有以下方面:
(1)空间辨别。
视觉的基本功能是辨别外界物体。
根据视觉的工作特点,可以把视觉能力分为察觉和辨别。
察觉是看出对象的存在;
分辨是区分对象的细节,分辨能力也叫视敏度。
察觉不要求区分对象各部分的细节,只要求发现对象的存在。
视角是确定被观察物尺寸范围内的两端光线射入眼球的相交角度,视角的大小与观察距离与被观测物体上两端点直线距离有关。
视敏度时能够辩出视野中空间距离非常小的两个物体的能力。
(2)视野与视距。
视野是指当头部和眼球固定不动时所能看到的正前方空间范围,或称静视野,常以角度表示。
眼球自由转动时能看到的空间范围称为动视野。
视野通常用视野计测量。
在水平面内的视野,双眼视区大约在60°
以内的范围,单眼视野界限为标准视线每侧94°
~104°
。
同一光照条件下,用不用颜色的光测得的视野范围不同。
白色视野最大,黄、蓝色次之,再其次为红色,绿色视野最小。
视距是指人在操作系统中正常的观测距离。
一般为38~76cm,在58cm出最为适合。
(3)暗适应和亮适应。
在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程叫做暗适应。
当人从黑暗到光亮处,也有一个适应过程,称为亮适应。
因此,要求工作面的亮度均匀,避免阴影;
环境和信号的明暗差距变化平缓;
工厂车间的局部照明和普通照明不要相差悬殊;
从一个车间到另一个车间要经历一个车间到车间外空旷地带由暗变亮的过程,在到另一个车间即由车间外之较亮处到较暗处,眼睛有由亮到暗的适应期。
如果经常出入两车间的工人应配给墨镜,特别是太阳光线很强的时候更要加强对眼睛的保护。
(4)对比感度。
人眼刚刚能辨别到物体时,背景与物体之间的最小亮差称为临界亮度差。
临界亮度差与背景亮度之比称为临界对比。
临界对比的倒数称为对比感度。
(5)视错觉。
视错觉是人观察外界物体形象和图形所得到的印象与实际形状和图形不一致的现象,是视觉的正常现象。
(6)视觉运动规律。
1)眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易产生疲劳;
一般先看到水平方向的物体,后看到垂直方向的物体。
2)视线的变化习惯从左到右,从上到下和顺时针方向运动。
3)人眼对水平方向吃对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、左下限,又下限最差。
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)颜色对比与人眼辩色能力有一定关系。
当人们从远处辨认前方的多种不同颜色时,其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。
当两种颜色相配在一起时,易于辨认的顺序是:
黄底黑字,黑底白字,蓝底白字,白底黑字等。
2、四种基本味:
酸(舌两侧)、甜(舌尖)、苦(舌根部)、咸(舌两侧前部)(没有辣)
温度有助于嗅觉感受,最适宜温度为37~38℃
味觉感受器是味蕾,主要分布在舌背面、舌缘和舌尖部。
3、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。
影响反应时间的主要因素
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)、放应时间随执行器官不同而不同。
5)、反应时间与刺激数目的有关。
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。
4、大脑的觉醒水平
影响人的信息处理能力的因素:
1)、人的神经活动规律。
白天是交感神经支配,夜间是副交感神经支配,昼夜循环交替。
2)、动机与积极性。
动机与积极性又收到两个主要因素影响,一是对作业目的的理解和认识程度;
二是具备关于作业过程和作业结果的知识的程度。
3)、学习和训练。
若对同一作业操作进行深入学习、反复练习,作业能力和信息处理能力将会增加。
4)、疲劳将使作业的信息处理能力降低、反应时间增加,判断错误增多。
5)、个体的差异也影响信息处理能力,这方面主要指人的精神意志力,精神机能平衡性、性格适应性和社会适应性等。
6)、年龄、性别、经验、季节等也都会影响人的作业能力和信息处理能力。
7)、人体的信息传递效率即平常所说的反应快慢,影响人的信息处理能力。
8)、人的大脑所处的意识水平。
第二节人的心理因素与安全(考概念、填空)
1、心理是客观现实在人的大脑中的反映。
2、心理过程就其性质与功能来说可以分为认识、情感和意志三个方面。
一、人的心理特征对安全产生的影响
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。
注意是心理活动的一种特征,是伴随一切心理活动而存在的一种心理状态。
即心理活动离不开注意,注意也离不开心理活动。
注意可以分为无意注意和有意注意。
从客观角度分析,引起不注意的原因有以下方面:
(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)意识水平下降导致注意分散
2、情绪与情感
情绪状态可以分为心境、激情和应激。
急躁情绪和烦躁情绪对安全生产具有显著影响。
急躁情绪:
干活利索但毛糙,求成心切但不慎重,工作起来不仔细,有章不循,手、心不一致。
烦躁情绪:
引起人精神不愉快、判断和操作错误,是安全生产事故的隐患。
3、意志
积极的品质表现为自觉性、果断性、自制力和坚定性:
消极的品质表现为盲目性、冲动性和脆弱性。
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。
态度的形成主要受三种因素的影响,即知识或信息;
需要;
团体的规定或期望。
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,区别于他人所表现出的那些比较稳定的心理特征的总和。
6、能力
(1)能力及其特点。
(2)能力和知识、技能的关系。
(3)能力的种类。
7、气质
气质是一个人生来就有的心理活动的动力特征。
8、需要与动机
9、非理智行为
(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
二、颜色
颜色对人心理的影响
(1)冷暖感。
红黄橙为暖色调,蓝青绿为冷色调。
(2)兴奋和抑制感。
暖色系给人以兴奋感,冷色系使人冷静,抑制人的情绪。
(3)前进和后退感。
暖色系及明度大的颜色看上去生动突出,比较近,叫前进色;
冷色系和低明度颜色看上去比较静止,有后退感,叫后退色。
同一种颜色纯度高的有前进感,纯度地的有后退感。
(4)轻重感。
明度高的感觉轻,明度低的感觉重。
明度相同时,彩度高的比彩度低的感觉轻,而暖色系又比冷色系感觉重。
(5)轻松和压抑感。
明度高的颜色使人产生轻松、自在、舒畅的感觉;
明度低的颜色会使人产生压抑和不安的感觉。
非彩色的白色和其他纯色组合使人感到活泼,黑色使人感到抑郁。
(6)软硬感。
色彩的软硬感与明度和彩度有关。
(7)膨胀色与收缩色。
暖色系称为膨胀色;
冷色系称为收缩色。
高明度的颜色看起来大,反之小。
三、人体生物力学特征
为了使动作速度、频率和准确性、灵活性很好的结合,必须遵循下面的规律:
(1)人体劳动时,不论长时间或短时间的连续动作,都应在最有利的位置开始和结束。
(2)操作者沿曲线的、直线的或不规则轨迹的动作,都应该让操作者的动作从容不迫。
(3)具有急剧改变方向的曲线或直线的动作,应该尽量采用流畅而连续的动作。
(4)手在水平内动作比在垂直面内的动作要准确。
(5)人在工作时动作的次数应尽量减少,频率应降低。
(6)一些重要的作业尽可能由一个人的动作完成。
(7)最重要的和常用的装置或工具应该放在最有利范围之内。
(8)操纵者的操纵动作,按适宜的半径作圆周运动比沿直线运动好。
(9)从一个操纵位置到另一个操纵位置的动作应当平稳,不允许有跳跃式动作。
(10)如果操作者不可避免地按不正确的轨迹动作时,应当考虑改变手的动作,这是采用直线形式的轨迹要灵活些。
影响人体作用力的因素
(1)体重
(2)体位
(3)个体因素
第四节疲劳与恢复
疲劳:
在人体发生可以概括为失去功能或打乱功能的变化,也就是发生技能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。
疲劳的特点:
(1)疲劳可能将身体的一部分过度使用之后发生的,但并不是只发生在身体的这一部分,可能出现在整个身体上。
(2)疲劳不但是作业能力降低,同时也有作业意志减弱的迹象。
(3)人体疲劳后,具有恢复原状的能力,而不会留下损伤痕迹。
(4)有一种疲劳状态是由作业内容和环境变化太少引起的,当作业内容和环境改变,疲劳可以减弱或消失。
(5)从有疲倦感到精疲力竭,感觉和疲劳有时并不一定同步发生。
疲劳的分类:
按原因分:
生理/心理性疲劳
按发生部位分:
精神/肌肉/神经疲劳
按疲劳程度分:
一般/过度/重度疲劳
按疲劳产生长短分:
急性/慢性疲劳
疲劳产生的机理:
(1)疲劳物质累积机理
(2)力源耗竭机理
(3)中枢变化机理与生化变化机理
(4)局部血流阻断机理
影响疲劳的因素:
人的疲劳往往与各种形式的劳动速度、强度和持续时间等因素有关。
疲劳改善与消除:
(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。
(4)脑力劳动要注意合理用脑。
(5)改进工作的环境条件。
(6)注意休息能改善疲劳。
第四章安全人机功能分配
第一节人机系统的基本概念
按有无反馈分:
开环/闭环人机系统
按系统自动化程度分:
人工操作/半自动化/自动化人机系统
按人机结合方式分:
人机串联/并联/串、并混联系统
人机系统的功能:
信息接收、信息储存、信息处理和执行等。
第二节姐写的安全特征
机械危险的主要伤害形式和机理
机械危险的基本形式主要有:
挤压、剪切、切割或切断,缠绞、吸入或卷入,冲击、刺穿或扎穿,摩擦或磨损,高压流体喷射等。
机器零件产生机械危险的条件:
(1)形状
(2)相对位置
(3)质量和稳定性
(4)质量和速度
(5)加速度
(6)机械强度不够
(7)弹性元件
机械伤害的基本类型:
卷绕和绞缠、圈如何碾压、挤压、剪切和冲撞、飞出物打击、物体坠落打击、切割和擦伤、碰撞和刮蹭、跌倒和坠落。
第三节机械安全设计的要求
应考虑的因素:
1、合理设计机械设备的结构形式
2、足够的抗破坏及环境适应能力
3、尽可能使机器设备达到本质安全
4、符合安全人机工程学的要求
(1)合理分配人机功能
(2)适应人体特征
(3)友好的人机界面设计
(4)作业空间的布置
5、可靠有效的安全防护
6、机械的可维修性及维修作业的安全
(1)机械的可维修性
(2)维修作业的安全
第三节人机功能分配
人的主要功能:
传感器-信息处理器-操纵器
机的主要功能:
接受信息-储存信息-处理信息-执行功能
人机功能分配的原则:
笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、支付功率大的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业,应分配给机器承担;
而指令和程序的安排,图形的辨认或多种信息的输入时,机器系统的监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突发事件等工作,则由人承担。
人机分配不合理的表现:
(1)可以有人很好执行的功能分配给机器而把设备能更有效地执行的功能分配给人。
(2)让人承担超过其能力所能承担的负荷或速度。
(3)不能根据人执行功能的特点二找出人机之间最适宜的相互联系的途径与手段。
人机功能分配应注意的问题:
(1)信息由机器的显示器传递到人,选择适宜的信息通道,避免信息通道过载而失误。
(2)信息从人的运动器官传递给机器,应考虑人的权限能力和操作范围,控制器设计要安全、高效、可靠、灵敏。
(3)充分考虑人和机的各自优势。
(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,以及机适合大多数人的应用。
(5)一定要考虑到机器发生故障的可靠性,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,有些偶发性事件如果对系统无明显影响,可以不必考虑,但有的事件一旦发生就会造成功能的破坏,对这种事件就要事先安排监督和控制方法。
第五章
人机界面的安全设计
1、显示器的性能要求:
1)用简单明了的方式传递信息,使传递信息的形式尽量能直接表达信息的内容,以减少译码的错误。
2)显示精度要适当,保证最少的认读时间,避免因精度超过需要,反而使阅读困难和误差增大。
3)显示形式要符合操作者的习惯与操作能力极限,易于了解,避免换算,较少训练时间,减少受习惯干扰造成解释不一致的差错。
4)根据作业条件(照明、速度、振动、操作者的位置、运动的约束等),运用最有效的显示技术和显示方法,要使显示变化速度与操作者的反应能力相适应,不要让显示器超过人的反应速度。
2、显示器的设计的基本原则
1)明显度高。
使之醒目,消除背景干扰、提高区别能力。
2)可见度高。
对观察距离、观察角度、显示符号的大小,给以最佳处理。
3)可读性好。
形状、图案等与地板间的分辨率高,颜色和明亮度反差恰当,显示器的大小、形状不会因照明而发生畸变,认读时无幻影等。
4)阐明力强。
在所在环境中显示的意义明确,推断准确可靠,掌握容易。
5)简单明了。
尽量减少装饰,不用易引起误解的装饰,一切装饰都必须以有利于认读,减少差错,提高效率为目的。
6)确保安全。
对重要的显示器,为表明显示器是否动作正常,应设置仪表时效拥警告装置。
7)使视力有缺陷者也不会误认。
8)显示器的显示方式和操作者的思维过程应当和谐一致。
3、视觉显示器的设计,
1)指针式仪表盘:
指针显示装置是依靠指针与刻度盘的相对运动显示信息的装置。
2)刻度盘,
形状:
刻度盘的形状主要取决于仪表的功能和人的视觉运动规律
大小:
刻度盘的大小取决于盘上的数量和观察距离
4、控制器设计的一般原则,
(1)控制器设计的一般要求,
1)控制器设计要适应人体运动的特征,
2)控制器操纵方向应与预期的功能方向,和机器设备的被控制方向一致,
3)控制器要利于辨认和记忆,
4)尽量利用控制器的结构特点进行控制,或借助操作者体位的重力进行控制,
5)尽量设计多功能控制器,并把显示器与之有机结合,如带指示灯按钮等。
(2)设计控制器时应考虑的因素
1)控制信息的反馈:
两类反馈信息:
一类是来自人体的自身的反馈信息;
一类是来自机的反馈信息。
2)控制器的运动
3)控制器上手或脚的使用部位的尺寸和结构
5、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
第2节作业环境的设计
一、高温环境
(1)高温作业的危害,高温作业时人体可出现一系列生理性的改变,主要为体温调节,水盐代谢,循环系统,消化系统,神经系统,泌尿系统等方面的改变,表现为脉搏加快,体温升高,头晕,头痛,恶心,极度疲劳等症状。
(2)生产工艺和技术措施:
1)合理设计生产工艺过程
2)屏蔽热源
3)降低湿度
4)增加气流速度
保健措施:
1)合理供给饮料和补充营养
2)合理使用劳保用品,
3)进行职业适应性检查
4)生产组织措施
二、安全色的含义及用途
(1)红色的含义是禁止,停止。
用途举例:
禁止标志;
停止信号,机器车辆的紧急停止手柄或按钮以及禁止人们触碰的部位。
红色还可以表示防火。
(2)蓝色的含义,表示指令必须遵守约定。
蓝色指令标志,必须佩戴个人防护用具,道路上指引车辆和行人行驶的指令。
(3)黄色的含义表示警告,注意。
用途举例,警告标志,警戒标志,如,厂内危险机器和坑池边周围警戒线,行车道中线,机械上齿轮箱,安全帽。
(4)绿色的含义提示安全状态,通行。
提示标志,车间内全通道,行人和车辆通行标志,消防设备和其他安全防护设备的位置
三,安全防护装置的作用,安全防护装置的作用是杜绝或减少机械设备在正常或故障状态,甚至在操作者失误情况下发生人身或设备事故,及作用具体体现在以下几个方面:
1)防止机械设备因超限运行而发生事故
2)通过自动检测与诊断系统排除故障或中断危险
3)防止因人为的误操作而引发的事故
4)防止操作者误入危险区而发生的事故
4、安全防护装置的分类
1)当操作者处于危险区域或设备处于不安全状态时,安全防护装置能直接起安全保护,此时分为以下几类:
1、隔离防护装置
2、连锁控制防护装置
3、超限保护装置
4、紧急制动装置
5、报警装置
2)当操作者一旦进入危险区,则安全防护装置可以控制机器也不能启动或自动停止过程,或将人从危险区排除,控制人体不能进入危险区,此类安全防护装置名为安全防护控制装置,它对人体起间接防护作用,这种装置有,双手按钮式开关,光电式安全防护装置等。
5、安全防护装置的设计原则
1、以保护人身安全为出发点进行设计的原则
2、安全防护装置必须安全可靠的原则
3、安全防护装置与机械装备配套设计的原则
4、简单、经济、方便的原则
5、自组织的设计原则
六、几个概念:
可靠度:
可靠度是可靠性的量化指标,即系统或产品的规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。
可靠性:
可靠性是指研究对象在规定条件下规定时间内完成规定功能的能力
故障率:
故障率是指工作到t时刻尚未发生故障的产品,在该时刻后单位时间内发生故障的概率。
维修度:
维修度是指维修产品发生故障后的规定条件和规定时间内能修复的概率。
冗余系统:
允许有一个或若干个失效而系统能维持正常的复杂系统。
7、机械的可靠度
1、指数分布
2、正态分布
3、威布尔分布
8、提高人机系统安全可靠性的途径
1、合理进行人机功能分配,建立高效可靠的人机系统。
(1)对于不减系统宜选用并联组装
(2)形成冗余的人机系统:
系统在运行中应让其有充足的多余时间,不能使系统无暇顾及存在运行中的错误情形,杜绝其失误运行。
(3)系统运行时其运动频率应适度。
(4)系统运行时应设置纠错装置,当操作者出现误操作时,也不能酿成系统事故。
(5)经过上岗前严格培训与考核,允许具有进入“稳定工作期”可靠度的人上岗操作。
2、减少人因失误
第6章人因事故分析与预防
一、大规模复杂系统中人因事故产生的主要原因
1、人始终是系统的中心和主宰者
2、人的内在弱点
3、复杂社会技术系统的特征及对人因的影响
(1)系统更加自动化
(2)系统更加复杂和危险,
(3)系统拥有更多的防御装置
(4)系统更加不透明
二、诱发原因事故的主要因素
人的弱点主要有以下表现形式:
1)存在误解,错觉
2)易产生疲劳,有体力界限
3)欠缺机体的恒常性,存在不稳定性,转移性和精度界限
4)存在速度界限,有零点二秒的反应延迟时间
5)具有对环境的容许界限
6)易被感情左右
7)有生物节律
8)存在意识水平波动性
9)存在信息处理能力界限,信息传递能量的界限
10)知觉能力与规划能力有限
人因事故根本原因因素分类
1)心理因素,记忆减退,错误的感觉,知觉失误,意识水平低下,由于思维障碍而导致滞后,情绪波动幅度大,动机不正确,气质不适应,个性定式,心理压力过大,求快的心理,其他。
2)生理因素,由于个体尺寸而导致的事件,人的体力不足以完成某项特定任务或达到某个动作,耐力有限,视觉障碍,听觉障碍,运动机能不足,体质要求不足,疲劳,生物节律不足,其他
3)个体因素
4)环境条件因素
5)作业因素
6)运动规程因素
7)教育培训因素
8)通信因素
9)管理因素
人因事故分析面临的问题
1、人因事故分析的难度
1)人的特性极其复杂,不仅有生理的和心理的,也有社会和文化的,且其变化呈现多样性和复杂性
2)
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