第十章人的可靠性與安全設(shè)計

1、第十講 人的可靠性與 安全設(shè)計 10.1人的可靠性 10.1.1 人機(jī)系統(tǒng)可靠性 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性由該系統(tǒng)中的人的可靠性和機(jī)械的可 靠性所決定，RS=RHRM，三種的關(guān)系可用圖10-1表示。 圖10-1人、機(jī)的可靠性與人機(jī)系統(tǒng)的可靠性 10.1.2 人的可靠性分析 1. 影響人的可靠性的內(nèi)在因素 人的內(nèi)在狀態(tài)可以用意識水平或大腦覺醒水平來衡量，見表10-1 等級意識狀態(tài)注意狀態(tài)生理狀態(tài)工作能力可靠度 0無意識，神智喪失無睡眠，發(fā)呆無0 常態(tài)以下，意識模糊不注意 疲勞，困倦，單 調(diào)，醉酒（輕度） 低下，易出事故0.9以下 正常意識的松弛階段無意注意 休息時，安靜時 或反射性活動 可進(jìn)行熟練的，

2、重復(fù)性的或常規(guī) 性的操作 0.99 0.9999 正常意識的清醒階段有意注意 精力充沛，積極 活動狀態(tài) 有隨機(jī)處理能力， 有準(zhǔn)確決策能力 0.999999 以上 超常態(tài)，極度緊張、 興奮 注意過分集 中于某一點(diǎn) 驚慌失措，極度 緊張 易出差錯，易造 成事故 0.9以下 2. 影響人的可靠性的外部因素 表10-1大腦意識水平的等級劃分 10.1.3影響人操作可靠性的綜合因素 人為失誤總是在人的內(nèi)在狀態(tài)和外部因素相互作用的結(jié)果，見表 10-3 因素類型因素 人 的 因 素 心理因素 反應(yīng)速度、信息接受能力、信息傳遞能力、記憶、意志、情緒、覺醒程度、注 意、壓力、心理疲勞、社會心理、錯覺、單調(diào)性、反

3、射條件 生理因素 人體尺度、體力、耐力、視力、聽力、運(yùn)動機(jī)能、身體健康狀況、疲勞、年齡 個體因素 文化水平、訓(xùn)練程度、熟練程度、經(jīng)驗、技術(shù)能力、應(yīng)變能力、感覺閾限、責(zé) 任心、個性、動機(jī)、生活條件、家庭關(guān)系、文化娛樂、社交、刺激、嗜好 操作能力 操作難度、操作經(jīng)驗、操作習(xí)慣、操作判斷、操作能力限度、操作頻率和幅度、 操作連續(xù)性、操作反復(fù)性，操作準(zhǔn)確性 環(huán) 境 因 素 機(jī)械因素 機(jī)械設(shè)備的功能、信息顯示、信號強(qiáng)弱、信息識別、顯示器與控制器的匹配、 控制器的靈敏度、控制器的可操作性、控制器的可調(diào)性 環(huán)境因素 環(huán)境與作業(yè)的適應(yīng)程度、氣溫、照明、噪聲、振動、粉塵、作業(yè)空間 管理因素 安全法規(guī)、操作規(guī)程、

4、技術(shù)監(jiān)督、檢驗、作業(yè)目的和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、管理、教育、 技術(shù)培訓(xùn)、信息傳遞方式、作業(yè)時間安排、人際關(guān)系 表10-3影響人的操作可靠性的因素 10.2人的失誤 10.2.1 人的失誤行為 人的失誤行為發(fā)生過程如圖10-2。 10.2.2 人的失誤的主要原因 設(shè)計不良和操作不當(dāng)往往是引發(fā)人的失誤的主要原因，見表10-4 圖10-2人的失誤行為發(fā)生過程 10.2.3 人的失誤引發(fā)的后果 人的失誤一般可歸納為四種類型： 1. 由于及時糾正了人為錯誤，且設(shè)備有較完善的安全設(shè)施，故 對設(shè)備未造成損害，對系統(tǒng)運(yùn)行沒有影響； 2. 暫時中斷了計劃運(yùn)行，延遲了任務(wù)完成，但設(shè)備略加修復(fù)， 工作順序略加修正，系統(tǒng)即可正常

5、運(yùn)行； 3.中斷了計劃運(yùn)行，造成了設(shè)備的損壞和人員的傷亡，但系統(tǒng) 仍可修復(fù)； 4.導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，人員有較大傷亡，使系統(tǒng)完全失效。 10.3人的失誤事故模型 10.3.1 人的行為因素模型，見圖10-3 圖10-3人的行為因素模型 10.3人的失誤事故模型 10.3.2 事故發(fā)生的順序模型，見圖10-4 事故是按一定的順序發(fā)生的，為避免事故發(fā)生，應(yīng)重點(diǎn) 考慮：危險信息傳示、避免事故的要素、適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)培訓(xùn)。 研究表明，按照事故的行為順序模式，不同階段的失誤 造成的比例如下： 對將要發(fā)生的事故沒有感知 36% 已感知，但低估了發(fā)生的可能性 25% 已感知，但沒能做出反應(yīng) 17% 感知并作出反應(yīng)，

6、但無力防避 14% 10.4安全裝置設(shè)計 10.4.1.聯(lián)鎖裝置，見圖10-5 10.4.2.雙手控制按鈕，見圖10-6 10.4.3.利用感應(yīng)控制安全距離，見圖10-7 10.4.4.自動停機(jī)裝置，見圖10-8 10.5防護(hù)裝置設(shè)計 防護(hù)裝置設(shè)計要求，參閱表10-610-11 上肢部位 安全距離Sd圖示 從到 掌指關(guān)節(jié)指尖120 腕關(guān)節(jié)指尖225 肘關(guān)節(jié)指尖510 肩關(guān)節(jié)指尖820 表10-6上肢自由擺動可及安全距離Sd mm a b 24002200200018001600140012001000 2400 2200 2200 1800 1600 1400 1200 1000 800 60

7、0 400 200 50 150 50 250 250 50 300 400 500 400 100 50 350 600 850 850 750 400 200 50 350 650 850 850 850 850 850 500 50 400 800 950 950 950 950 950 850 450 100 50 400 800 1050 1250 1350 1350 1350 1250 1150 1100 1050 a：從地面算起的危險區(qū)高度；b：棱邊的高度；Sd：棱邊距危險區(qū)的水平安全距離 表10-7探越可及安全距離Sd mm 上肢部位方形孔邊長a安全距離Sd圖示 指尖4a815

8、 手指 （至掌指關(guān)節(jié)） 8a25120 手掌 （至拇指艮） 25a40195 臀 （至肩關(guān)節(jié)） 40a250820 當(dāng)孔隙邊長在250mm以上時，身體可以粘人，按探越類型處理。 表10-8穿越網(wǎng)狀（方形）空隙可及安全距離Sd mm 上肢部位縫隙寬度a安全距離Sd圖示 指尖4a815 手指 （至掌指關(guān)節(jié)） 8a25120 手掌 （至拇指艮） 25a30195 臀 （至肩關(guān)節(jié)） 30a135320 表10-9穿越柵欄狀（條形）縫隙可及安全距離Sd mm 身體部位 安全夾縫距離Sd圖示身體部位 安全夾縫距離Sd圖示 軀體470臀120 頭280 手、 腕、拳 100 腿 210 手、指25 足120

9、 表10-10防止受擠壓傷害的夾縫安全距離Sd mm 24002200200018001600140012001000 2400100100100150150150150200 2300200300350400450450500 2200250350450550600600650 2100200350550650700750800 2000350600750750900950 19002506008008509501100 180060085090010001200 170055085090011001300 160050085090011001300 15003008009001100130

10、0 140010080090011001350 130070090011001350 120060090011001400 110050090011001400 100050090011001400 9007009501400 8006009001350 7005008001300 6002006501250 5005001200 4001100 3001000 200750 1001500 表10-11防護(hù)屏、危險點(diǎn)高度和最小安全距離關(guān)系表 mm 屏高 危險點(diǎn)高度 最 小 安 全 距 離 10.6安全信息設(shè)計 10.6.1 警示設(shè)計的原則 1. 人的失誤最小化 2. 警覺信息有效傳遞 3.

11、執(zhí)行警示發(fā)布的條件 10.6.2 視覺警示信息設(shè)計 視覺警示信息的基本元素 視覺警示信息的重要因素 易辨 認(rèn)性 顏色組合 易辨 認(rèn)性 顏色組合 易辨 認(rèn)性 顏色組合 字背景字背景字背景 非常好黑色白色一般綠色白色 很差 橙色黑色 好 黑色黃色 不佳 紅色白色橙色白色 黃色黑色紅色黃色黑色藍(lán)色 白色黑色綠色紅色黃色白色 深藍(lán)白色紅色綠色 表10-12白色光下各種顏色組合的易辨認(rèn)性 10.6.3 特定安全信息設(shè)計 1. 安全色設(shè)計，見表10-13 2. 安全標(biāo)志設(shè)計，見GB2894-2008 類型失誤舉例類型失誤舉例 知覺 刺激過大 或過小 （1）感覺通道間的知覺差異； （2）信息傳遞率超過通道容

12、量； （3）信息太復(fù)雜； （4）信號不明確； （5）信息量太??； （6）信息反饋失效； （7）信息的貯存和運(yùn)行類型的差異 信息 按照錯誤 的或不準(zhǔn) 確的信息 操縱機(jī)器 （1）訓(xùn)練； 欠缺特殊的訓(xùn)練； 訓(xùn)練不良； 再訓(xùn)練不徹底。 （2）人機(jī)工程學(xué)手冊和操作明細(xì)表； 操作規(guī)范不完整； 操作順序有錯誤。 （3）監(jiān)督方面； 忽略監(jiān)督指示； 監(jiān)督者的指令有誤。 顯示 信息顯示 設(shè)計不良 （1）操作容量與顯示器的排列和位 置不一致； （2）顯示器識別性差； （3）顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化差； （4）顯示器設(shè)計不良； 指示方式； 指示形式； 編碼； 刻度； 指針運(yùn)動。 （5）打印設(shè)備的問題； 位置； 可讀性，判別性；

13、 編碼； 環(huán)境 影響操作 機(jī)能下降 的物理的、 化學(xué)的空 間環(huán)境 （1）操作操作興趣的環(huán)境因素； 噪聲；溫度； 濕度；照明； 振動；加速度。 （2）作業(yè)空間設(shè)計不良； 操作容量與控制板、控制臺 的高度、寬度、距離等； 座椅設(shè)備、腳、腿空間以可 動性等； 操縱容量； 機(jī)器配置與人的位置可移性； 人員配置過密。 控制 控制器設(shè) 計不良 （1）操作容量與控制器的排列和位 置不一致； （2）控制器的識別性差； （3）控制器的標(biāo)準(zhǔn)化差； （4）控制器設(shè)計不良； 用法；大?。?形狀；變位； 防護(hù)；動特性。 心理 狀態(tài) 操作者因 焦急而產(chǎn) 生心理緊 張狀態(tài) （1）人處于過分緊張狀態(tài)； （2）裕度過小的計劃；

14、 （3）過分緊張的應(yīng)答； （4）因加班休息不足而引起的病態(tài) 反應(yīng)。 表10-4人的失誤（差錯）的外部因素 返回 圖10-4事故發(fā)生階段順序圖 返回 圖10-5連鎖門 返回 圖10-6雙手控制按鈕 返回 圖10-7感應(yīng)式安全控制器 返回 圖10-8機(jī)械式自動停機(jī)裝置 （a）應(yīng)用實例；（b）工作原理返回 顏色所起心理作業(yè)含義用途舉例 紅色危險 禁止禁止標(biāo)志 停止 停止信號：機(jī)器、車輛上的緊急停止手柄 或按鈕，以及禁止人們觸動的部位； 紅色也表示防火 藍(lán)色沉重、誠實 指令指令標(biāo)志：如必須佩戴個人防護(hù)用具 必須遵守的規(guī)定道路上指引車輛和行人行駛的方向指令 黃色警告、希望 警告 警告標(biāo)志 警戒標(biāo)志：如廠內(nèi)危險機(jī)器和坑地邊周圍 的警戒線、行車道中線 注意 機(jī)械上齒輪箱內(nèi)部； 安全帽 綠色安全、希望 指令提示標(biāo)志 安全狀態(tài)車間內(nèi)的安全通道 通行 行人和車輛通行標(biāo)志； 消防設(shè)備和其他安全防護(hù)設(shè)備的位置 注：藍(lán)色只有與幾何圖形同時使用時才表示指令； 為了不與道路兩旁綠色行道樹相混淆，道路上的提示標(biāo)志用藍(lán)色 表10-13安全色的含義及用途 返回 圖形圖形規(guī)格顏色要求含義 外徑d1=0.025L 內(nèi)徑d2=0.800L 斜杠寬c=0.080d1 斜杠與水平線的夾角=45 L為觀察距離 圓環(huán)和斜杠紅色 禁止 圖形符號黑色 背景白色 外邊a1=0.034L 內(nèi)邊a2=0.700a1 L為觀察距離