安全人機(jī)工程學(xué)ppt課件

.,安全人機(jī)工程學(xué),2015-10,.,安全人機(jī)工程,安全人機(jī)工程學(xué)是從安全的角度和人機(jī)工程學(xué)的著眼點(diǎn)研究人與機(jī)的關(guān)系,運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問題的一門新興學(xué)科。其立足點(diǎn)放在安全上面，對(duì)在活動(dòng)（含生產(chǎn)活動(dòng)、生活活動(dòng)、生存活動(dòng)）過程中的人實(shí)行保護(hù)為目的，主要闡述人與機(jī)保持什么樣的關(guān)系，才能保證人的安全。從解決“人”與“物”之間界面關(guān)系的角度，研究導(dǎo)致活動(dòng)者傷亡病害等不利的因素作用機(jī)理和預(yù)防與消除方法的依據(jù)等，同時(shí)為工程技術(shù)設(shè)計(jì)者提供人體的數(shù)據(jù)與要求，以這些數(shù)據(jù)和要求指導(dǎo)工程技術(shù)人員進(jìn)行具體工程設(shè)計(jì)，從而在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的同時(shí)確保障勞動(dòng)者的安全。,.,人-機(jī)關(guān)系,人機(jī)關(guān)系通?？煞譃殪o態(tài)人機(jī)關(guān)系與動(dòng)態(tài)人機(jī)關(guān)系兩大方面。靜態(tài)人機(jī)關(guān)系主要研究人、機(jī)之間的空間關(guān)系動(dòng)態(tài)人機(jī)關(guān)系主要研究人、機(jī)之間的功能關(guān)系與信息關(guān)系（其中包括人機(jī)界面的分析、設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)）,.,自20世紀(jì)60年代到90年代，在所有工業(yè)事故中包含人因失誤的事故從20%擴(kuò)大到80%以上。美國、日本、法國、德國、瑞典、瑞士6國的聯(lián)合調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料顯示，核電站中的人因事故的比例，6國的平均值超過60%，最高的達(dá)85%，特別是許多重大事故的原因幾乎均源于人的因素，國內(nèi)外大量的統(tǒng)計(jì)表明，有近80的事故是由于人為失誤發(fā)生的。如切爾諾貝利核電站事故、博帕爾化工廠事故、深圳危險(xiǎn)品倉庫大爆炸、克拉瑪依大火災(zāi)等。這些事故不僅造成人類生命財(cái)產(chǎn)、生存環(huán)境的巨大災(zāi)難，而且給社會(huì)發(fā)展帶來了極大的負(fù)面影響。因此，應(yīng)研究產(chǎn)生事故的各種人的因素、人的操作失誤分析與預(yù)防措施等。,人因?qū)ο到y(tǒng)安全的作用和影響,.,各行業(yè)中人因事故所占比例,人因失誤事故分析與預(yù)防,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,復(fù)雜社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的特征及對(duì)人因的影響系統(tǒng)更加自動(dòng)化操作人員的工作由過去以“操作”為主變?yōu)楸O(jiān)視決策控制。人因失誤發(fā)生的可能性、尤其是后果及影響變得更大了。系統(tǒng)更加復(fù)雜和危險(xiǎn)大量地使用計(jì)算機(jī)使得系統(tǒng)間相互作用更加復(fù)雜、耦合更加緊密，同時(shí)使得大量的潛在危險(xiǎn)集中在較少幾人身上（如中央控制人員）。,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,系統(tǒng)具有更多的防御裝置多重、多樣專設(shè)安全裝置大大提高了系統(tǒng)的安全性。但另一方面，對(duì)這些安全裝置的依賴性又降低了操作人員對(duì)系統(tǒng)危險(xiǎn)性的警覺性。同時(shí)，這些安全裝置仍可能由于人因失誤而失效，因而它們也就是系統(tǒng)最大的薄弱環(huán)節(jié)。系統(tǒng)更加不透明系統(tǒng)的高度復(fù)雜性、耦合性和大量的防御裝置增加了系統(tǒng)內(nèi)部行為的模糊性，管理人員、維護(hù)人員、操作人員經(jīng)常不知道系統(tǒng)內(nèi)正在發(fā)生什么，也不理解系統(tǒng)可以做什么。,.,人因事故分析的基本方法,一、基本概念人因可靠性：人對(duì)于系統(tǒng)的可靠性所必須完成的活動(dòng)的成功概率。人因失誤(humanerror)：人未能精確地、恰當(dāng)?shù)亍⒊浞值?、可接受地完成所?guī)定的績效標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的任務(wù)。人因可靠性分析（HRA：HumanReliabilityAnalysis):以人因工程、系統(tǒng)分析、認(rèn)知科學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)、行為科學(xué)等學(xué)科為理論基礎(chǔ)，以對(duì)人的可靠性進(jìn)行定性與定量分析和評(píng)價(jià)為中心內(nèi)容，以分析、預(yù)測、減少與預(yù)防人的失誤為研究目標(biāo)。,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,人的失誤特點(diǎn)人的失誤的重復(fù)性；人引發(fā)的失效的潛在性和不可逆轉(zhuǎn)性；人的失誤行為往往是情景環(huán)境驅(qū)使的；人的行為的固有可變性；人的失誤的可修復(fù)性。,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,誘發(fā)人因事故的主要因素操作人員個(gè)體的原因設(shè)計(jì)上的原因作業(yè)上的原因運(yùn)行程序上的原因教育培訓(xùn)上的原因信息溝通方面的原因組織管理因素,.,11,某些定義,人為錯(cuò)誤人為錯(cuò)誤是指行動(dòng)或決定導(dǎo)致意外不良后果，例如：進(jìn)入一個(gè)房間，但是卻忘了為什么進(jìn)入這個(gè)房間沒有將物品放回正確的位置（例如將牛奶放到碗柜而不是電冰箱中）試圖剎車，但是卻踩了加速器違規(guī)違規(guī)是指采取故意違反已知的操作規(guī)則、限制和/或規(guī)程的行動(dòng)或者作出故意違反這些規(guī)則、限制和/或規(guī)程的決定，或者在某人的行為偏離公認(rèn)的預(yù)期行為，例如：故意違反限速在沒有切斷電源的情況下更換鉆頭,M,L,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,緊急狀態(tài)下人的行為,.,Cat,.,Human,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,人因失誤結(jié)構(gòu)與成因模型,.,16,人為錯(cuò)誤種類,無意的行為（例如打電話時(shí)撥錯(cuò)號(hào)碼）人為錯(cuò)誤是不可避免的！感知錯(cuò)誤例如看錯(cuò)電腦顯示器上的讀數(shù)或者路標(biāo)例如將顯示器屏幕上的3看錯(cuò)成8記憶錯(cuò)誤例如忘了執(zhí)行操作規(guī)程中的一個(gè)步驟例如將01316678059回憶成01316778059決定錯(cuò)誤例如沒有對(duì)不同的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，導(dǎo)致錯(cuò)誤地對(duì)工藝問題進(jìn)行診斷例如在國外給家里打電話，但是卻撥了一個(gè)當(dāng)?shù)靥?hào)碼行動(dòng)錯(cuò)誤例如不小心對(duì)錯(cuò)誤的閥門進(jìn)行操作例如錯(cuò)誤地鍵入兩個(gè)相鄰的數(shù)字,.,17,人為錯(cuò)誤分析作用因素,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,故障模式分析技術(shù)人因失誤的基本故障模式：a.不注意細(xì)節(jié)b.判斷錯(cuò)誤c.承諾的任務(wù)沒有執(zhí)行（完成）d.技能或知識(shí)不夠e.精神狀態(tài)不適合完成工作任務(wù),.,人因失誤事故分析與預(yù)防,3、屏障分析技術(shù)屏障是防范事故發(fā)生的手段：實(shí)體保護(hù)，行政管理防范。防護(hù)屏障的失效，導(dǎo)致事故的發(fā)生。屏障分析可找出防范體系的缺陷或漏洞，從而提出有效的改進(jìn)方案。,.,人因失誤事故分析與預(yù)防,典型的屏障：物理屏障：聲、光報(bào)警信號(hào)；各種安全保護(hù)設(shè)備；各種警示性標(biāo)牌；安全門、鎖；各類應(yīng)急設(shè)備等。管理屏障：運(yùn)行及維修工作規(guī)程；人員培訓(xùn)與教育；資格認(rèn)定及人員任命；管理?xiàng)l例；工作人員的交流方式；人員授權(quán)；人員的相互監(jiān)管等。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全與可靠性在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)工作中，經(jīng)常都在發(fā)生各式各樣的事故。以減少事故、提高系統(tǒng)安全性為目的的人機(jī)系統(tǒng)的可靠性研究，日益被人們所重視。長期以來，可靠性的研究對(duì)象被局限在“機(jī)”，事實(shí)上很多事故是由人的差錯(cuò)造成的。人在系統(tǒng)中的可靠性越來越重要。人機(jī)系統(tǒng)的安全與可靠性取決于機(jī)的可靠性、人的可靠性及其他們間的協(xié)調(diào)關(guān)系。機(jī)的可靠性是衡量人機(jī)系統(tǒng)安全性的重要依據(jù)，人的可靠性直接影響人機(jī)系統(tǒng)的安全性，并且往往起主導(dǎo)作用。,人的自然傾向與可靠性分析,.,l、可靠性的定義可靠性是指研究對(duì)象在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力。,規(guī)定條件包括使用條件、維護(hù)條件、環(huán)境條件、貯存條件和工作方式等。某些電子元器件在實(shí)驗(yàn)室中使用和在火箭上使用，其可靠性就可能相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)。機(jī)器在超負(fù)荷下使用和連續(xù)不斷工作都會(huì)使可靠性降低。相反，產(chǎn)品在減負(fù)荷（低于使用負(fù)荷）下使用，可靠性提高。,人的自然傾向與可靠性分析,.,l、可靠性的定義可靠性是指研究對(duì)象在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力。,規(guī)定時(shí)間依據(jù)不同對(duì)象和工作目的而異，如火箭要求幾秒或幾分鐘內(nèi)工作可靠，而一臺(tái)機(jī)床要求的可靠使用時(shí)間則長得多。一般地說，機(jī)器設(shè)備的可靠性隨使用時(shí)間的增加而逐漸降低，使用時(shí)間越長，可靠性越低。使用時(shí)間不同，可靠性也不同。,人的自然傾向與可靠性分析,.,l、可靠性的定義可靠性是指研究對(duì)象在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力。,規(guī)定功能是指機(jī)器設(shè)備本身的性能指標(biāo)和包括人方便、安全、舒適地操縱機(jī)器的使用功能。當(dāng)機(jī)器和設(shè)備達(dá)到規(guī)定功能，則可靠；當(dāng)產(chǎn)品喪失規(guī)定功能，則稱其發(fā)生故障、失效或不可靠。,人的自然傾向與可靠性分析,.,1.習(xí)慣與錯(cuò)覺2.精神緊張與躲險(xiǎn)動(dòng)作3.人為差錯(cuò)4.人的生理節(jié)律5.人的可靠性,人的自然傾向與可靠性分析,.,一、習(xí)慣習(xí)慣分個(gè)人習(xí)慣和群體習(xí)慣。群體習(xí)慣群體習(xí)慣是指在一個(gè)國家或一個(gè)民族內(nèi)部，人們所形成的共同習(xí)慣。符合群體習(xí)慣的機(jī)械工具，可使作業(yè)者提高工作效率，減少操作失誤。動(dòng)作習(xí)慣絕大多數(shù)人習(xí)慣用右手操作工具和做各種用力的動(dòng)作。這一事實(shí)在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該予以考慮。,人的自然傾向與可靠性分析,.,人的自然傾向與可靠性分析,二、錯(cuò)覺錯(cuò)覺是指人所獲得的印象與客觀事物發(fā)生差異的現(xiàn)象。視錯(cuò)覺空間錯(cuò)覺大小與重量錯(cuò)覺顏色錯(cuò)覺聽錯(cuò)覺運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺,長度錯(cuò)覺；方位錯(cuò)覺；透視錯(cuò)覺；對(duì)比錯(cuò)覺,.,人的自然傾向與可靠性分析,精神緊張與躲險(xiǎn)動(dòng)作一、精神緊張、慌張以及驚慌精神緊張：緊張狀態(tài)的發(fā)展可分為三個(gè)階段：警戒反應(yīng)期、抵抗期、衰竭期?；艔垼菏亲鳂I(yè)者在某種心理狀態(tài)下所出現(xiàn)的一種工作狀態(tài)，表現(xiàn)為著急慌忙，工作急于求成，而且忙中又常出錯(cuò)。驚慌：是在異常情況下，多數(shù)人心理會(huì)驟然發(fā)生變化，內(nèi)心十分緊張，一時(shí)失去正確的判斷能力，行動(dòng)也隨之失去常態(tài)；或者驚呆不能動(dòng)彈；或者張皇失措，行動(dòng)不能自控；也有的在生理上出現(xiàn)種種不正?，F(xiàn)象，如心率加快、血壓升高、大小便失禁、哆嗦、皮膚起雞皮、上下牙齒振碰、口吃等。,.,人的自然傾向與可靠性分析,二、躲險(xiǎn)動(dòng)作人在靜立時(shí)發(fā)現(xiàn)前方有物襲來會(huì)立刻作出反應(yīng)，采取躲避動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，躲向左側(cè)的人數(shù)大致為躲向右側(cè)人數(shù)的2倍。工作位置的左側(cè)應(yīng)留出一點(diǎn)安全地帶。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，人對(duì)上方的危險(xiǎn)物往往表現(xiàn)無能為力。作業(yè)場所，特別是立體作業(yè)的現(xiàn)場應(yīng)要求作業(yè)者戴安全帽，并在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b安全網(wǎng)或其他遮蔽物。,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),如不恰當(dāng)?shù)娜藱C(jī)功能分配，沒按安全人機(jī)工程原理設(shè)計(jì)，載荷擬定不當(dāng)，計(jì)算用的數(shù)學(xué)模型錯(cuò)誤，選用材料不當(dāng)，機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)形式不妥，計(jì)算差錯(cuò)，經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選擇不當(dāng)，顯示器與控制器距離太遠(yuǎn)，使操作感到不便等。,機(jī)的特性與可靠性分析,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),如使用不合適的工具，采用了不合格的零件或錯(cuò)誤的材料，不合理的加工工藝，加工環(huán)境與使用環(huán)境相差較大，作業(yè)場所或車間配置不當(dāng)，沒有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制造等。,機(jī)的特性與可靠性分析,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),機(jī)的特性與可靠性分析,如錯(cuò)裝零件，裝錯(cuò)位置，調(diào)整錯(cuò)誤，接錯(cuò)電線等。,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),機(jī)的特性與可靠性分析,如安裝了不符合要求的材料、不合格配件及不合理的工藝方法，或有違反安全工程要求的情況存在等。,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),機(jī)的特性與可靠性分析,如未嚴(yán)格按照規(guī)定全面檢修保養(yǎng)等。,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),機(jī)的特性與可靠性分析,操作中除了使用程序出差錯(cuò)、使用工具不當(dāng)、記憶或注意失誤外，主要是信息的確認(rèn)、解釋、判斷和操作動(dòng)作的失誤。沒有執(zhí)行分配給他的功能執(zhí)行了沒有分配給他的功能錯(cuò)誤地執(zhí)行了分配給他的功能,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)差錯(cuò)制造差錯(cuò)組裝差錯(cuò)檢驗(yàn)差錯(cuò)維修差錯(cuò)操作差錯(cuò)管理差錯(cuò),機(jī)的特性與可靠性分析,如管理出現(xiàn)松懈現(xiàn)象。,.,二、人為差錯(cuò)發(fā)生的原因設(shè)計(jì)失誤制造失誤組裝失誤檢驗(yàn)失誤維修保養(yǎng)不正確操作失誤管理失誤,機(jī)的特性與可靠性分析,對(duì)于人為差錯(cuò)發(fā)生的機(jī)理，目前尚不清楚，但可以肯定人為差錯(cuò)是人、環(huán)境、機(jī)械、技術(shù)和管理等諸多因素相互作用的結(jié)果。,.,人因差錯(cuò)的后果人為差錯(cuò)的后果，取決于人差錯(cuò)的程度及機(jī)器安全系統(tǒng)的功能。其差錯(cuò)后果可歸納為四種類型：差錯(cuò)對(duì)系統(tǒng)未發(fā)生影響，因?yàn)榘l(fā)生失誤時(shí)作了及時(shí)糾正，或機(jī)器可靠性高，具有較完善的安全設(shè)施，如沖床上的雙按鈕開關(guān)；差錯(cuò)對(duì)系統(tǒng)有潛在的影響，如削弱了系統(tǒng)的過載能力；差錯(cuò)造成事故，但系統(tǒng)可修復(fù)；差錯(cuò)導(dǎo)致重大事故，造成機(jī)毀人亡，系統(tǒng)失效。,機(jī)的特性與可靠性分析,.,人的自然傾向與可靠性分析,人的生理節(jié)律生理功能所顯示出的周期性變化，通常稱為生理節(jié)律。人體存在著像心電波那樣以若干秒為周期的生理節(jié)律，也有像睡眠與覺醒那樣以天為周期的生理節(jié)律。人的這種生理節(jié)律對(duì)作業(yè)效率及質(zhì)量有明顯的影響。,.,人的自然傾向與可靠性分析,一、日周節(jié)律以及其它周期節(jié)律一天之中身體機(jī)能隨時(shí)間的變化,.,人的自然傾向與可靠性分析,二、PSI周期節(jié)律,.,人的自然傾向與可靠性分析,人的可靠性人的可靠性一般定義為：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以及規(guī)定的條件下，人無差錯(cuò)地完成所規(guī)定任務(wù)的能力。人的可靠性的定量指標(biāo)為人的可靠度。根據(jù)人的可靠性定義便可將人的可靠度定義為在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以及規(guī)定的條件下，人無差錯(cuò)地完成所規(guī)定任務(wù)（或功能）的概率。,.,三、影響人的可靠性的因素生理因素如體力、耐久力、疾病、饑渴、對(duì)環(huán)境因素承受能力的限度等；大腦的意識(shí)水平影響；心理因素因感覺靈敏度變化引起反應(yīng)速度變化，因某種刺激導(dǎo)致心理特性波動(dòng)，如情緒低落、發(fā)呆或驚慌失措等覺醒水平變化；個(gè)人素質(zhì)訓(xùn)練程度、經(jīng)驗(yàn)多少、操作熟練程度、技術(shù)水平高低、責(zé)任心強(qiáng)弱等；操作因素操作的連續(xù)性、操作的反復(fù)性、操作時(shí)間的長短、操作速度、頻率及靈活性等。,人的自然傾向與可靠性分析,.,環(huán)境因素對(duì)新環(huán)境和作業(yè)不適應(yīng)，由于溫度、氣壓、供氧、照明等環(huán)境條件的變化不符合要求，以及振動(dòng)和噪聲的影響，引起操作者生理、心理上的不舒適；管理因素如不正確的指令，不恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，人際關(guān)系不融洽，工作崗位不稱心等；社會(huì)因素家庭不和、人際關(guān)系不協(xié)調(diào)；,人的自然傾向與可靠性分析,.,1.人機(jī)界面的安全設(shè)計(jì)2.作業(yè)環(huán)境的安全設(shè)計(jì)3.安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)4.安全人機(jī)功能匹配5.人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)安全防護(hù)裝置是指配備在機(jī)械設(shè)備上能防止危險(xiǎn)因素引起人身傷害，保障人身安全和設(shè)備安全的所有裝置。一、安全防護(hù)裝置的作用和分類二、安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原則三、典型安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì),.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),安全防護(hù)裝置的作用與分類1、安全防護(hù)裝置的作用安全防護(hù)裝置的作用是杜絕或減少機(jī)械設(shè)備在正?；蚬收蠣顟B(tài)，甚至在操作者失誤情況下發(fā)生人身或設(shè)備事故。防止機(jī)械設(shè)備因超限運(yùn)行而發(fā)生事故通過自動(dòng)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)排除故障或中斷危險(xiǎn)防止因人為的誤操作而引發(fā)的事故防止操作者誤入危險(xiǎn)區(qū)而發(fā)生的事故,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),安全防護(hù)裝置的分類當(dāng)操作者處于危險(xiǎn)區(qū)或設(shè)備處于不安全狀態(tài)時(shí)，安全防護(hù)裝置能直接起安全保護(hù)作用，此時(shí)按照安全保護(hù)方式的不同可分為：隔離防護(hù)裝置聯(lián)鎖控制防護(hù)裝置超限保險(xiǎn)裝置緊急制動(dòng)裝置報(bào)警裝置,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),二、安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原則1、以保護(hù)人身安全為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的原則2、安全防護(hù)裝置必須安全可靠的原則3、安全防護(hù)裝置與機(jī)械裝備配套設(shè)計(jì)的原則4、簡單、經(jīng)濟(jì)、方便的原則5、安全防護(hù)裝置必須具備自動(dòng)組織的設(shè)計(jì)原則,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),典型安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)1、隔離防護(hù)安全裝置的設(shè)計(jì)目的：隔離防護(hù)安全裝置就是專為保護(hù)人身安全而設(shè)置的，防止人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)與外露的高速運(yùn)動(dòng)或傳動(dòng)的零件或帶電導(dǎo)體等接觸受傷害，或飛濺出來的切屑、工件、刀具等外來物傷人。形式：（1）裝在機(jī)械設(shè)備上的防護(hù)罩（2）置于機(jī)械周圍一定距離的防護(hù)屏或防護(hù)柵欄,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),防護(hù)罩作用一是使人體不能進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)；二是阻擋高速飛向人體的外來物?；疽笥凶銐虻膹?qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)和布局合理，而且應(yīng)牢固地固定在設(shè)備或機(jī)器上。不允許防護(hù)罩給生產(chǎn)場所帶來新的危險(xiǎn)，其本身表面應(yīng)光滑，不得有毛刺或尖銳棱角。防護(hù)罩不應(yīng)影響操作者的視線和正常作業(yè)，防護(hù)罩與運(yùn)轉(zhuǎn)零部件之間應(yīng)留有足夠的間隙，以免相互接觸，干擾運(yùn)動(dòng)或碰壞零件；應(yīng)便于設(shè)備的檢查、保養(yǎng)、維修。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),防護(hù)屏防護(hù)屏是設(shè)置在離機(jī)械一定距離的地面上，根據(jù)需要可以移動(dòng)。防護(hù)屏主要適用于不需要人進(jìn)行操作的機(jī)械，如用于隔離機(jī)械手或工業(yè)機(jī)器人的活動(dòng)區(qū)域。作用防止機(jī)械傷害以及由于灼燙、腐蝕、觸電等造成的傷害?；疽蠓雷o(hù)屏應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，可以采用柵欄結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或孔板結(jié)構(gòu)，常見的有圍欄、防護(hù)屏、欄桿等。在設(shè)計(jì)防護(hù)屏?xí)r，其柵欄的橫向或豎向間距、網(wǎng)眼或網(wǎng)孔的最大尺寸和防護(hù)屏高度，以及防護(hù)屏放置的最小安全距離必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)（GB81791987）。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),聯(lián)鎖防護(hù)安全裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在“聯(lián)鎖”，它表示既有聯(lián)系，又相互制約（互鎖）的兩種運(yùn)動(dòng)或兩種操縱動(dòng)作的協(xié)調(diào)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全控制。作用用來防止同時(shí)接通兩個(gè)或兩個(gè)以上相互干擾的運(yùn)動(dòng)，如車床上刀架的縱向與橫向運(yùn)動(dòng)不允許同時(shí)接通，機(jī)床的啟動(dòng)或制動(dòng)不允許同時(shí)發(fā)生；防止顛倒順序動(dòng)作，如機(jī)床上工件未夾緊，主軸不能起動(dòng)；防止誤操作功能相反的按鈕或手柄。它是各類機(jī)械用的最多、最理想的一種安全裝置。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),手柄與腳踏板聯(lián)鎖裝置-手柄-腳踏板-插銷-啟動(dòng)桿,壓力機(jī)開始工作時(shí)，只有先把手柄按下，將插入啟動(dòng)桿上的銷子撥出，腳踏板才能踏下，這時(shí)才能啟動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行工作。這樣使操作者的手在壓力機(jī)滑塊下降前自然地離開危險(xiǎn)區(qū)，防止腳誤踩腳踏板而發(fā)生沖手事故。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),超限保險(xiǎn)安全裝置的設(shè)計(jì)作用防止機(jī)器發(fā)生故障時(shí)引起輸出參數(shù)和工作狀態(tài)參數(shù)（振動(dòng)、溫度、壓力、負(fù)載、速度等）超出規(guī)定的極限值。類型（1）超載安全裝置其作用就是處理設(shè)備由于人機(jī)匹配失衡造成的多余能量，如起重量限制器、電路過載保護(hù)（電動(dòng)機(jī)的熱繼電器）和短路保護(hù)（熔斷器）。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),（2）越位安全裝置對(duì)于某些機(jī)械，如果執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)時(shí)超越了規(guī)定的行程，則可能會(huì)發(fā)生損壞設(shè)備和撞傷人身的事故，為此必須設(shè)置行程限位安全裝置。（3）超壓安全裝置廣泛用于鍋爐、壓力容器等裝置中，如安全閥、防爆膜等。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),4、制動(dòng)裝置為防止事故發(fā)生或阻止事故繼續(xù)發(fā)展，必須使機(jī)器緊急制動(dòng)，中斷危險(xiǎn)或事態(tài)發(fā)展。,大眾推出的新型自動(dòng)制動(dòng)裝置,安全制動(dòng)裝置,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),報(bào)警裝置報(bào)警裝置的工作原理是將監(jiān)視信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后以聲或光信號(hào)發(fā)出警報(bào)。警報(bào)信號(hào)主要是音響，其次是光信號(hào)。重要的報(bào)警信號(hào)最好是由音響和光組成的“試聽”雙重警報(bào)信號(hào)。如，水位報(bào)警器。,煤氣報(bào)警裝置,變壓器防盜報(bào)警裝置,.,防觸電安全裝置為了保證操作人員及檢修人員的安全，設(shè)備上一定要設(shè)置防觸電安全裝置及安全措施，常用的方法有：斷電保險(xiǎn)裝置電容器放電裝置接地,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),最簡單的斷電保險(xiǎn)裝置是聯(lián)鎖開關(guān)。如當(dāng)打開設(shè)備的防護(hù)罩時(shí)，與之相關(guān)部分的電源被切斷，關(guān)上防護(hù)罩后，電源又自動(dòng)接通。,.,防觸電安全裝置為了保證操作人員及檢修人員的安全，設(shè)備上一定要設(shè)置防觸電安全裝置及安全措施，常用的方法有：斷電保險(xiǎn)裝置電容器放電裝置接地,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),當(dāng)設(shè)備內(nèi)部有儲(chǔ)存電荷量大的電容器時(shí)，即使切斷電源，電容器及其線路仍需要較長時(shí)間的放電，人員接觸仍有被觸電的危險(xiǎn)。電容器放電裝置的作用就是泄放設(shè)備切斷電源后，其電容器內(nèi)尚存的電荷。如果電容器及其線路的電壓不能在切斷電源后兩秒鐘內(nèi)放電降到30伏以下，則必須設(shè)置放電裝置。,.,、防觸電安全裝置為了保證操作人員及檢修人員的安全，設(shè)備上一定要設(shè)置防觸電安全裝置及安全措施，常用的方法有：斷電保險(xiǎn)裝置電容器放電裝置接地,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),為了防止人員受高壓傷害，設(shè)備的所有機(jī)殼、暴露部位都應(yīng)接地，保持它們的電位與地電位相同。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),安全人機(jī)功能匹配一、人的主要功能二、機(jī)的主要功能三、人機(jī)特性比較四、人機(jī)功能分配,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),四、人機(jī)功能匹配例：對(duì)于繞月球飛船飛行的成功率來講，國外文獻(xiàn)分析顯示：如果采用全自動(dòng)化飛行時(shí)成功率僅為22%；如果采用有人參與時(shí)則為70%；如果在飛行中航天員還能承擔(dān)維修任務(wù)時(shí)則為93%；對(duì)于登月飛行的成功率來講，這時(shí)后者為前者的4.2倍。充分說明了合理的人機(jī)系統(tǒng)功能分配對(duì)完成人機(jī)系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)非常重要。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),人機(jī)功能匹配在人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分析人和機(jī)器各自所具有的不同特點(diǎn)，以便研究人與機(jī)器的功能分配，從而揚(yáng)長避短，各盡所長，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動(dòng)和機(jī)器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)基本要點(diǎn)和要求人機(jī)系統(tǒng)主要由人、機(jī)、人機(jī)界面這三部分組成。人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)，以安全為著眼點(diǎn)，不僅要做到機(jī)宜人、人適機(jī)，還要考慮人-機(jī)之間的相互協(xié)調(diào)性和安全性。,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),機(jī)械安全設(shè)計(jì)的要求實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料表明，設(shè)計(jì)階段采用安全措施是保證機(jī)械產(chǎn)品的安全性的關(guān)鍵之一。l、合理設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式2、足夠的抗破壞能力及環(huán)境適應(yīng)能力3、盡可能使機(jī)器設(shè)備達(dá)到本質(zhì)安全（本質(zhì)可靠性）4、符合安全人機(jī)工程學(xué)的要求5、可靠有效的安全防護(hù)6、機(jī)械的可維修性及維修作業(yè)的安全,.,合理設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式一定要與其執(zhí)行的預(yù)定功能相適宜，不能因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而造成機(jī)械正常運(yùn)行時(shí)的障礙、卡塞或松脫；不能因元件或軟件的暇疵而引起微機(jī)數(shù)據(jù)的丟失或死機(jī)；不能發(fā)生任何能夠預(yù)計(jì)到的與機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)不合理的有關(guān)事件。通過選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)盡可能避免或減少危險(xiǎn)。從人的安全需要出發(fā)，針對(duì)防止危險(xiǎn)導(dǎo)致的傷害而采用一些技術(shù)措施或增加配套設(shè)施。,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,足夠的抗破壞能力及環(huán)境適應(yīng)能力機(jī)械的各組成受力零部件及其連接，應(yīng)滿足完成預(yù)定最大載荷的足夠強(qiáng)度、剛度和構(gòu)件穩(wěn)定性，還必須考慮機(jī)械設(shè)備的整體抗傾覆或防風(fēng)抗滑的穩(wěn)定性。機(jī)械設(shè)備必須對(duì)其使用環(huán)境具有足夠的適應(yīng)能力，特別是抗腐蝕或空蝕，耐老化磨損，抗干擾的能力，不致由于電氣元件產(chǎn)生絕緣破壞，使控制系統(tǒng)零部件臨時(shí)或永久失效，或由于物理性、化學(xué)性、生物性的影響而造成事故。,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),盡可能使機(jī)器設(shè)備達(dá)到本質(zhì)安全機(jī)械設(shè)備的本質(zhì)安全，是指利用技術(shù)手段進(jìn)行機(jī)器預(yù)定功能的設(shè)計(jì)和制造，不需要采用其它安全防護(hù)措施，就可以在預(yù)定條件下執(zhí)行機(jī)器的預(yù)定功能時(shí)能夠滿足機(jī)器自身安全的要求。（1）在不影響預(yù)定使用功能前提下，機(jī)械設(shè)備及其零部件應(yīng)盡量避免設(shè)計(jì)成會(huì)引起損傷的銳邊、尖角、粗糙的、凸凹不平的表面和較突出的部分。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),（2）應(yīng)采用對(duì)人無害的材料和物質(zhì)。對(duì)不可避免的毒害物應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮采取密閉、排放（或吸收）、隔離、凈化等措施。在人員合理暴露的場所，其成分、濃度應(yīng)低于產(chǎn)品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不得構(gòu)成對(duì)人體健康的有害作用，也不得對(duì)環(huán)境造成污染。（3）機(jī)械產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、過熱和過低溫度等指標(biāo)，都必須控制在低于產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許指標(biāo)，防止對(duì)人的心理及生理危害。,.,（4）利用安全距離防止人體觸及危險(xiǎn)部位或進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。（5）在不影響使用功能的情況下，根據(jù)各類機(jī)械的不同特點(diǎn)，限制某些可能引起危險(xiǎn)的物理量值來減小危險(xiǎn)。（6）對(duì)預(yù)定在爆炸氣氛中使用的機(jī)器，應(yīng)采用全氣動(dòng)或全液壓控制系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)，或“本質(zhì)安全”電氣裝置，也可采用電壓低于“功能特低電壓”的電源，以及在機(jī)器的液壓裝置中使用阻燃和無毒液體。（7）有可燃?xì)怏w、液體、蒸汽、粉塵或其他易燃易爆或發(fā)火性物質(zhì)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮防止跑、冒、滴、漏，根據(jù)具體情況配置監(jiān)測報(bào)警、防爆泄壓裝置及消防安全設(shè)施，避免或消除摩擦撞擊、電火花和靜電積聚等，防止由此造成的火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),例：在一次空戰(zhàn)中，一架A國飛機(jī)侵入B國領(lǐng)土，B國派兩架飛機(jī)起飛迎擊。發(fā)射兩發(fā)導(dǎo)彈未中，轉(zhuǎn)用機(jī)炮攻擊，發(fā)射炮彈155發(fā)未中，A國飛機(jī)逃出B國。事后，B國檢查機(jī)炮未中的原因，發(fā)現(xiàn)：從發(fā)射導(dǎo)彈轉(zhuǎn)成機(jī)炮射擊，要求飛行員必須把武器選擇開關(guān)由“導(dǎo)彈”轉(zhuǎn)成“航炮”，并把瞄準(zhǔn)方式轉(zhuǎn)換成“活動(dòng)環(huán)”位置。這兩個(gè)操作在平時(shí)一般不會(huì)出錯(cuò)，但在這次戰(zhàn)斗中，先發(fā)導(dǎo)彈未中，飛行員精神已高度緊張，時(shí)間又非常短促，致使只顧瞄準(zhǔn)就發(fā)射，忘了扳動(dòng)瞄準(zhǔn)器光環(huán)轉(zhuǎn)換開關(guān)，造成所有炮彈均未擊中。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),這一事例充分說明，在這次空戰(zhàn)中，盡管飛行員有不可推卸的責(zé)任，但是如果對(duì)飛機(jī)的火控系統(tǒng)進(jìn)行了本質(zhì)可靠性設(shè)計(jì)（預(yù)防人的操作失誤），也就是說在轉(zhuǎn)換攻擊方式時(shí)只要求飛行員扳動(dòng)一個(gè)開關(guān)，或者導(dǎo)彈發(fā)射完之后自動(dòng)轉(zhuǎn)換攻擊方式，那就完全可以避免這次意外事件的發(fā)生，而使B國取得空戰(zhàn)勝利。,.,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),符合安全人機(jī)工程學(xué)的要求（1）合理分配人機(jī)功能（2）適應(yīng)人體特性（3）友好的人機(jī)界面設(shè)計(jì)（4）作業(yè)空間的布置,.,可靠有效的安全防護(hù)必須建立可靠的物質(zhì)屏障，即在機(jī)械上配置一種或多種專門用于保護(hù)人的安全的防護(hù)裝置、安全裝置或采取其他安全措施。當(dāng)設(shè)備或操作的某些環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時(shí)，靠機(jī)械自身的各種安全技術(shù)措施避免事故的發(fā)生，保障人員和設(shè)備安全。危險(xiǎn)性大或事故率高的生產(chǎn)設(shè)備，必須在出廠時(shí)配備好安全防護(hù)裝置。,人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì),.,機(jī)械的可維修性及維修作業(yè)的安全（1）機(jī)械的可維修性。機(jī)器出現(xiàn)故障后，在規(guī)定的條件下，按規(guī)定程序或手段實(shí)施維修，可以保持或恢復(fù)其執(zhí)行預(yù)定功能狀態(tài)，這就是