安全人機(jī)環(huán)境工程講課課件

安全人機(jī)環(huán)境工程河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院12/20/20221河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院12/17/20221本章主要內(nèi)容第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第四節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全性分析12/20/20222安全第一，預(yù)防為主本章主要內(nèi)容第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)12/17/20第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)一、形成和發(fā)展１萌芽階段：人類(lèi)最初使用簡(jiǎn)單工具進(jìn)行勞動(dòng)時(shí)期；２形成階段：更新型、更復(fù)雜、更精密的高性能設(shè)備的產(chǎn)生階段；３發(fā)展階段：電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展促進(jìn)了人機(jī)環(huán)境工程學(xué)科的形成。12/20/20223安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)一、形成和發(fā)展12/17/2第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)起源于歐洲形成于美國(guó)發(fā)展于日本作為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科的歷史已有50余年Ergonomics

英國(guó)莫瑞爾/西歐HumanEngineering

美國(guó)HumanFactorsEngineering

美國(guó)人間工學(xué)日本Эргономика

蘇聯(lián)

“人體工程學(xué)”、“宜人學(xué)”、中國(guó)“人因工程學(xué)”、“人類(lèi)工程學(xué)”中國(guó)“工效學(xué)”、“人機(jī)工程學(xué)”等中國(guó)12/20/20224安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)起源于歐洲12/17/2022第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)二、基本概念和研究?jī)?nèi)容１、基本概念研究人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的安全本質(zhì)，并使三者在安全上達(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一門(mén)科學(xué)。２、研究?jī)?nèi)容１）人的安全特性研究２）機(jī)的安全特性研究３）環(huán)境的安全特性研究４）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全特性的研究12/20/20225安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)二、基本概念和研究?jī)?nèi)容12/1第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)三、基礎(chǔ)理論與研究方法１、基礎(chǔ)理論１）系統(tǒng)論２）控制論３）模型論４）信息論２、研究方法１）實(shí)測(cè)法２）實(shí)驗(yàn)?zāi)M法３）定性、定量分析法12/20/20226安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)三、基礎(chǔ)理論與研究方法12/17第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素一、工程人體測(cè)量１、人體的靜態(tài)尺寸概念：

立姿人體尺寸12/20/20227安全第一，預(yù)防為主第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素一、工程人體測(cè)量立姿人體尺寸安全人機(jī)環(huán)境工程講課課件安全人機(jī)環(huán)境工程講課課件表5-3坐姿人體尺寸

(單位：mm)12/20/202210安全第一，預(yù)防為主表5-3坐姿人體尺寸(表5-4各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差（單位：mm）

12/20/202211安全第一，預(yù)防為主表5-4各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)計(jì)算式名稱(chēng)計(jì)算式坐高0.523H肘與肘間寬0.256H膝高0.311H臀部寬0.203H坐姿臀高0.249H肩寬0.229H座到肘高0.135H手前伸長(zhǎng)度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H兩手惻平伸長(zhǎng)度1.032H臀部到小腿長(zhǎng)0.280H坐面至舉手指尖高0.795H表5-5靜坐時(shí)人體尺寸與身高的關(guān)系

12/20/202212安全第一，預(yù)防為主名稱(chēng)計(jì)算式名稱(chēng)計(jì)算式坐高0.5２、人的動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)：坐姿工作崗位上肢在水平面上的運(yùn)動(dòng)范圍12/20/202213安全第一，預(yù)防為主２、人的動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)：坐姿工作崗位上肢在水平面上的運(yùn)動(dòng)范圍112/20/202214安全第一，預(yù)防為主12/17/202214安全第一，預(yù)防為主12/20/202215安全第一，預(yù)防為主12/17/202215安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出１）人的信息接收（1）信息傳遞的基本模式信源載體編碼信道噪聲譯碼信宿按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，人機(jī)系統(tǒng)中典型的信息傳遞模式如下圖12/20/202216安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出１）人的信息接收12/17/20二、人對(duì)信息接收、處理和輸出（2）人的信息接收能力人通過(guò)自己的感覺(jué)器官獲得周?chē)h(huán)境和自身的各種信息，感覺(jué)器官中的感受器是接受刺激的專(zhuān)門(mén)裝置。感受器按其接受刺激的性質(zhì)可以分為視、聽(tīng)、觸覺(jué)感受器等多種。每一種感受器通常只對(duì)一種能量形式的刺激特別敏感。12/20/202217安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出（2）人的信息接收能力12/17人的感官是一些性能有一定局限性的信息接受器，在一個(gè)范圍之內(nèi)。感官的這種對(duì)信號(hào)刺激能量范圍要求稱(chēng)為該感官的絕對(duì)感覺(jué)閾限。那種剛能使感官神經(jīng)興奮引起感覺(jué)的最小信號(hào)刺激能量稱(chēng)為絕對(duì)感覺(jué)閾限下限，剛能引起感官不適或產(chǎn)生不正常感覺(jué)的最大信號(hào)刺激能量稱(chēng)為絕對(duì)感覺(jué)閾限上限。在人機(jī)系統(tǒng)中，為保證信息的有效傳遞，機(jī)器信源發(fā)出的信號(hào)能量值應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離感覺(jué)閾限的上下限。12/20/202218安全第一，預(yù)防為主人的感官是一些性能有一定局限性的信息接受器，在一個(gè)范圍之內(nèi)。當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在感覺(jué)閾限的上下限之間時(shí)，人不僅可覺(jué)察到信號(hào)的存在，還能覺(jué)察到信號(hào)刺激的能量分布差異。剛剛能引起差別感覺(jué)的刺激間的最小差別稱(chēng)為差別感覺(jué)閥限，也叫最小可覺(jué)差別。對(duì)最小差別量的感受能力叫差別感受性。下表列出了人類(lèi)各種感官對(duì)信號(hào)能量的感知范圍和對(duì)信號(hào)能量差異的辨別能力參數(shù)。12/20/202219安全第一，預(yù)防為主當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在感覺(jué)閾限的上下限之間時(shí)，人不僅可覺(jué)察人體主要感覺(jué)閾值感覺(jué)感覺(jué)閾下限上限視覺(jué)（2.2～5.7）×10-17J（2.2－5.7）×10-8J聽(tīng)覺(jué)1×10-12J/m21×102J/m2嗅覺(jué)2×10-7mg/m3

味覺(jué)4×10-7(硫酸試劑摩爾濃度)

觸覺(jué)2.6×10-9J

溫度覺(jué)6.28×10-9J/m2·s9.13×10-6J/m2·s振動(dòng)覺(jué)振幅2.5×10-4mm

12/20/202220安全第一，預(yù)防為主人體主要感覺(jué)閾值感覺(jué)感覺(jué)閾下二、人對(duì)信息接收、處理和輸出２）人對(duì)信息的中樞加工它由三個(gè)交互作用的子系統(tǒng)所組成（1）感知系統(tǒng)；（2）認(rèn)知系統(tǒng)；（3）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有各自功能上相對(duì)獨(dú)立記憶的記憶儲(chǔ)存器和加工處理器。感知系統(tǒng)由感覺(jué)器官及與其相關(guān)的記憶緩沖器組成。這些儲(chǔ)存器的功能是將感覺(jué)到的信息進(jìn)行暫時(shí)儲(chǔ)存以便轉(zhuǎn)換到下一加工環(huán)節(jié)。這些緩沖器保存著感覺(jué)器官輸出的全部信息，在此把信息進(jìn)行編碼并輸送到下一加工環(huán)節(jié)。認(rèn)知系統(tǒng)接收從感知系統(tǒng)傳入的經(jīng)過(guò)編碼后的信息，并將這些信息存入本系統(tǒng)的工作記憶中，同時(shí)從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取以前存入的有關(guān)信息和加工規(guī)律，進(jìn)行綜合分析后做出如何反應(yīng)的決策，并將決策信息輸出到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的功能較簡(jiǎn)單，它接收認(rèn)知系統(tǒng)輸出的信息并將它付之實(shí)行、做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將執(zhí)行的信息反饋回感知系統(tǒng)。12/20/202221安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出２）人對(duì)信息的中樞加工12/17二、人對(duì)信息接收、處理和輸出３）人的信息輸出

４）影響人傳遞信息能力的主要因素信號(hào)方面的因素人的主體因素環(huán)境因素12/20/202222安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出３）人的信息輸出

４）影響人傳遞第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)（一）人機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型：１.閉環(huán)和開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：

閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：就是反饋控制人機(jī)系統(tǒng)，它有一個(gè)封閉的回路結(jié)構(gòu)；

12/20/202223安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)12/17/第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影響。２.手工操作與自動(dòng)化系統(tǒng)：手工操作系統(tǒng)、半自動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)；12/20/202224安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)（二）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步驟如下：１）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析：系統(tǒng)整體的必要條件、系統(tǒng)的外部環(huán)境、系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境、系統(tǒng)組成、組成系統(tǒng)各要素的機(jī)能特性和限制條件、人和機(jī)器的協(xié)調(diào)和有機(jī)結(jié)合關(guān)系、要素的決定和選擇評(píng)價(jià)方法；2）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序：人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的預(yù)備設(shè)計(jì)、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的綜合與評(píng)價(jià)。12/20/202225安全第一，預(yù)防為主一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)（二）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)：1第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)二、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系（一）人機(jī)功能特征的比較（二）顯示裝置的設(shè)計(jì)（三）操縱裝置的設(shè)計(jì)12/20/202226安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)二、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系12/17第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)在人機(jī)系統(tǒng)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(zhǎng)避短，各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自?xún)?yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開(kāi)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)。人和機(jī)各有自己的能力和長(zhǎng)處，歸納起來(lái)各表現(xiàn)在四個(gè)方面：人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺(jué)能力；機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動(dòng)作、判斷能力、造價(jià)及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。12/20/202227安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)器人速度占優(yōu)勢(shì)時(shí)間延時(shí)為1s邏輯推理擅長(zhǎng)于演繹而不易改變其演繹程序擅長(zhǎng)于歸納，容易改變其推理程序計(jì)算快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差可靠性按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)制造的機(jī)器，在完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而且保持恒定，不能處理意外的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降人腦可靠性遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)械，但極度疲勞與緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)連續(xù)性能長(zhǎng)期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專(zhuān)業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)容易疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，且受性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)單調(diào)作業(yè)靈活性如果是專(zhuān)用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途通過(guò)教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能力12/20/202228安全第一，預(yù)防為主人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)器人速度占優(yōu)人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較（續(xù)）項(xiàng)目機(jī)器人輸入靈敏度具有某些超人的感覺(jué)，如有感覺(jué)電離輻射的能力在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如眼睛能感受各種位置、運(yùn)動(dòng)和顏色，善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨信號(hào)，易受（超過(guò)規(guī)定限度的）熱、冷、噪聲和振動(dòng)的影響智力無(wú)（智能機(jī)例外）能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測(cè)事件，并能采取預(yù)防措施操作處理能力操縱力、速度精密度、操作量、操作范圍等均優(yōu)于人的能力。在處理液體、氣體、粉體方面比人強(qiáng)，但對(duì)柔軟物體的處理能力比人差可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、變位和重量感覺(jué)上得到的信息可以完全反饋給控制器12/20/202229安全第一，預(yù)防為主人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較（續(xù)）項(xiàng)目機(jī)器人輸入人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)器人功率輸出恒定——不論大的，固定的或標(biāo)準(zhǔn)的1471KW的功率輸出只能維持10s，367.75KW的功率輸出可維持幾分鐘，150KW以下的功率輸出能持續(xù)一天綜合能力多種途徑單一手段記憶最適用于文字的再現(xiàn)和長(zhǎng)期存儲(chǔ)可存儲(chǔ)大量信息，并進(jìn)行多種途徑的存取，擅長(zhǎng)于對(duì)原則和策略的記憶12/20/202230安全第一，預(yù)防為主人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)器人功率輸出恒定—人機(jī)的功能分配

1、人機(jī)功能分配的含義

對(duì)人和機(jī)的特性進(jìn)行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機(jī)，稱(chēng)為人機(jī)的功能分配。

人與機(jī)器的結(jié)合形式，依復(fù)雜程度不同可分為：勞動(dòng)者-工具；操作者-機(jī)器；監(jiān)控者-自動(dòng)化機(jī)器；監(jiān)督者-智能機(jī)器等幾種。機(jī)器的自動(dòng)化與智能化使操縱復(fù)雜程度提高因而對(duì)操縱者提出了嚴(yán)格要求。同時(shí)操縱者的功能限制也對(duì)機(jī)器設(shè)計(jì)提出特殊要求。

12/20/202231安全第一，預(yù)防為主人機(jī)的功能分配1、人機(jī)功能分配的含義12/17/2022人機(jī)結(jié)合的原則改變了傳統(tǒng)的只考慮機(jī)器設(shè)計(jì)的思想，提出了同時(shí)考慮人與機(jī)器兩方面因素，即在機(jī)器設(shè)計(jì)的同時(shí)把人看成是有知覺(jué)有技術(shù)的控制機(jī)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)、信息處理機(jī)。凡需要由感官指導(dǎo)的間歇操作，要留出足夠間歇時(shí)間；機(jī)器設(shè)計(jì)中，要使操縱要求低于人的反應(yīng)速度，這便是獲得最佳效果的設(shè)計(jì)思想。

12/20/202232安全第一，預(yù)防為主12/17/202232安全第一，預(yù)防為主2、人機(jī)功能分配的一般原則人能完成并能勝過(guò)機(jī)器的工作：發(fā)覺(jué)微量的光和聲，接受和組織聲、光的型式，隨機(jī)應(yīng)變和應(yīng)變程度，長(zhǎng)時(shí)間大量?jī)?chǔ)存信息并能回憶有關(guān)的情節(jié)，進(jìn)行歸納推理和判斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。目前機(jī)器能完成并勝過(guò)人的工作：對(duì)控制信號(hào)迅速作出反應(yīng)，平穩(wěn)而準(zhǔn)確地產(chǎn)生“巨大力量”，做重復(fù)的和規(guī)律性的工作，短暫地儲(chǔ)存信息然后廢除這些信息，快速運(yùn)算，同一時(shí)間執(zhí)行多種不同的功能。

12/20/202233安全第一，預(yù)防為主2、人機(jī)功能分配的一般原則12/17/202233安全第一，采用人、機(jī)時(shí)有利點(diǎn)

采用機(jī)器時(shí)的有利點(diǎn)采用人時(shí)的有利點(diǎn)1、重復(fù)性的操作、計(jì)算，大量的情報(bào)資料存儲(chǔ)1、由于各種干擾，需要判斷信息時(shí)2、迅速施加大的物理力時(shí)2、在圖形變化情況下，要求判斷圖形時(shí)3、大量的數(shù)據(jù)處理3、要求判斷各種各樣的輸入時(shí)4、根據(jù)某一特定范圍，多次重復(fù)作出判斷4、對(duì)發(fā)生頻率非常低時(shí)的事態(tài)需要進(jìn)行判斷時(shí)5、由于環(huán)境約束，對(duì)人有危險(xiǎn)或操作容易犯錯(cuò)誤時(shí)5、解決問(wèn)題需要?dú)w納、判斷時(shí)6、當(dāng)調(diào)節(jié)、操作速度非常重要，具有決定意義時(shí)6、預(yù)測(cè)不測(cè)事件的發(fā)生時(shí)7、控制力的施加要求非常嚴(yán)格時(shí)

8、必須長(zhǎng)時(shí)間地施加控制力時(shí)

12/20/202234安全第一，預(yù)防為主采用人、機(jī)時(shí)有利點(diǎn)采用機(jī)器時(shí)的有利點(diǎn)采用人時(shí)的有利點(diǎn)1、重人機(jī)功能分配的一般原則笨重的、快速的、精細(xì)的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運(yùn)算的、支付大功率的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測(cè)人不能識(shí)別的物理信號(hào)的作業(yè)，分配給機(jī)器承擔(dān)

指令和程序的安排，圖形的辨認(rèn)或多種信息輸入時(shí)，機(jī)器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、故障處理及應(yīng)付突然事件等工作，由人承擔(dān)

12/20/202235安全第一，預(yù)防為主人機(jī)功能分配的一般原則12/17/202235安全第一，預(yù)防3、人機(jī)功能匹配對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的影響過(guò)去，由于不明人與機(jī)的匹配關(guān)系特性，使機(jī)的設(shè)計(jì)與人的功能不適應(yīng)而造成的失誤很多，如作戰(zhàn)飛機(jī)的高度計(jì)等儀表的設(shè)計(jì)與人的視覺(jué)不適應(yīng)是造成飛機(jī)失事的主要原因.在工作負(fù)荷過(guò)高的情況下，人往往出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)（即生理緊張），導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。進(jìn)行合理的人機(jī)功能分配，也就是使人機(jī)結(jié)合面布置得恰當(dāng)，從安全人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，分析人機(jī)結(jié)合面失調(diào)導(dǎo)致工傷事故，進(jìn)而采取改進(jìn)對(duì)策。

12/20/202236安全第一，預(yù)防為主3、人機(jī)功能匹配對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的影響12/17/202236安全4、人機(jī)分工不合理的表現(xiàn)可以由人很好執(zhí)行的功能分配給機(jī)器而把設(shè)備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人

讓人承擔(dān)超過(guò)其能力所能承擔(dān)的負(fù)荷或速度不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點(diǎn)而找出人機(jī)之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑與手段12/20/202237安全第一，預(yù)防為主4、人機(jī)分工不合理的表現(xiàn)12/17/202237安全第一，預(yù)5、人機(jī)功能分配應(yīng)注意問(wèn)題(1)信息由機(jī)器的顯示器傳遞到人，選擇適宜的信息通道，避免信息通道過(guò)載而失誤，以及顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全人機(jī)工程的原則。(2)信息從人的運(yùn)動(dòng)器官傳遞給機(jī)器，應(yīng)考慮人的權(quán)限能力和操作范圍，控制器設(shè)計(jì)要安全、高效、可靠、靈敏。(3)充分適用人和機(jī)的各自?xún)?yōu)勢(shì)。(4)使人機(jī)結(jié)合面的信息通道數(shù)和傳遞頻率不超過(guò)人的能力，以及機(jī)適合大多數(shù)人的應(yīng)用。(5)一定要考慮到機(jī)器發(fā)生故障的可能性，以及簡(jiǎn)單排除故障的方法和使用的工具。(6)要考慮到小概率事件的處理，有些偶發(fā)性事件如果對(duì)系統(tǒng)無(wú)明顯影響，可以不必考慮，但有的事件一旦發(fā)生就會(huì)造成功能的破壞，對(duì)這種事件就要事先安排監(jiān)督和控制方法。

12/20/202238安全第一，預(yù)防為主5、人機(jī)功能分配應(yīng)注意問(wèn)題12/17/202238安全第一，顯示裝置設(shè)計(jì)

一、顯示器的性能要求1、用簡(jiǎn)單明了的方式傳達(dá)信息，使傳遞信息的形式盡量能直接表達(dá)信息的內(nèi)容，以減少譯碼的錯(cuò)誤。2、顯示精度要適當(dāng)，保證最少的認(rèn)讀時(shí)間，避免因精度超過(guò)需要，反而使閱讀困難和誤差增大。3、顯示形式要符合操作者的習(xí)慣及操作能力極限，易于了解，避免換算，減少訓(xùn)練時(shí)間，減少受習(xí)慣干擾造成解釋不一致的差錯(cuò)。4、根據(jù)作業(yè)條件（如照明、速度、振動(dòng)、操作者的位置、運(yùn)動(dòng)的約束等），運(yùn)用最有效的顯示技術(shù)和顯示方法，要使顯示變化速度與操作者的反應(yīng)能力相適應(yīng)，不要讓顯示速度超過(guò)人的反應(yīng)速度。

12/20/202239安全第一，預(yù)防為主顯示裝置設(shè)計(jì)一、顯示器的性能要求12/17/202239安二、顯示器設(shè)計(jì)的基本原則1、明顯度高2、可見(jiàn)度高3、可讀性好4、闡明力強(qiáng)5、簡(jiǎn)單明了6、確保安全7、使視力有缺陷者（如視弱、色弱者）也不會(huì)誤認(rèn)。8、顯示器的顯示方式和操作者的思維過(guò)程應(yīng)當(dāng)和諧一致。12/20/202240安全第一，預(yù)防為主二、顯示器設(shè)計(jì)的基本原則12/17/202240安全第一，預(yù)三、視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)

視覺(jué)顯示方式主要有數(shù)字顯示和模擬顯示兩類(lèi)：數(shù)字顯示中有機(jī)械式，數(shù)碼管式液晶式和屏幕式等。它直接用數(shù)碼來(lái)顯示有關(guān)參數(shù)和工作狀態(tài)。模擬顯示最常用的有刻度盤(pán)指針式和燈光顯示式。它是用模擬量來(lái)顯示機(jī)器有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)。手表表盤(pán)就是一個(gè)典型的模擬顯示。12/20/202241安全第一，預(yù)防為主三、視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)12/17/202241安全第一，預(yù)防1、指針式儀表的設(shè)計(jì)依刻度盤(pán)的形狀，指針顯示器可分為圓形、弧形和直線形（見(jiàn)表5－16）。設(shè)計(jì)指針式儀表時(shí)應(yīng)考慮安全人機(jī)工程學(xué)的問(wèn)題①指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當(dāng)；②刻度盤(pán)的形狀與大小是否合理；③刻度盤(pán)的刻度劃分、數(shù)字和字母的形狀、大小以及刻度盤(pán)色彩對(duì)比是否便于監(jiān)控者能迅速而準(zhǔn)確地識(shí)讀；④根據(jù)監(jiān)控者所處的位置，指針式儀表是否布置在最佳視區(qū)范圍內(nèi)。

12/20/202242安全第一，預(yù)防為主1、指針式儀表的設(shè)計(jì)12/17/202242安全第一，預(yù)防為表5－16指針顯示器的刻度盤(pán)分類(lèi)

12/20/202243安全第一，預(yù)防為主表5－16指針顯示器的刻度盤(pán)分類(lèi)12/17/202243⑴

刻度盤(pán)的設(shè)計(jì)

刻度盤(pán)的形狀?？潭缺P(pán)的形狀主要取決于儀表的功能和人的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。以數(shù)量識(shí)讀儀表為例，其指針值必須能使識(shí)讀者精確、迅速地識(shí)讀。實(shí)驗(yàn)研究表明，不同形式刻度盤(pán)的誤讀率亦不同（表5－17）

12/20/202244安全第一，預(yù)防為主⑴刻度盤(pán)的設(shè)計(jì)12/17/202244安全第一，預(yù)防為主誤讀率比較:開(kāi)窗型，由于指針不動(dòng)，刻度數(shù)字動(dòng)，窗中的數(shù)字易讀，其誤讀率最小。與此相反，圓型，半圓型等，由于需在儀表中尋找和確認(rèn)指針的位置，所以在較短的提示時(shí)間內(nèi)比開(kāi)窗型的誤讀率高，但因可以用指針的傾角來(lái)推測(cè)顯示量，因此高于水平型和豎直型顯示。水平型和豎直由于尋找指針位置最費(fèi)時(shí)間，在提示時(shí)間短的情況下，誤讀率最高，但與豎直型相比，水平型的誤讀率偏低，這是因?yàn)檠矍虻倪\(yùn)動(dòng)快的緣故。

12/20/202245安全第一，預(yù)防為主誤讀率比較:開(kāi)窗型，由于指針不動(dòng)，刻度數(shù)字動(dòng)，窗中的數(shù)字易讀表5－175種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度的比較（圓型儀表為100％）

顯示器類(lèi)型最大可見(jiàn)度盤(pán)尺寸（mm）讀數(shù)錯(cuò)誤率（%）開(kāi)窗式圓形半圓形水平直線形豎直直線形42.354.01101801804510015325232512/20/202246安全第一，預(yù)防為主表5－175種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度的比較開(kāi)窗式42.3451刻度盤(pán)的大小?？潭缺P(pán)的大小取決于盤(pán)上標(biāo)記的數(shù)量和觀察距離。以圓形刻度為例，當(dāng)盤(pán)上標(biāo)記數(shù)量多時(shí)，為了提高清晰度，須相應(yīng)增大刻度盤(pán)。但是，這必將增加眼睛的掃描路線和儀表占用面積。而縮小刻度盤(pán)又會(huì)使標(biāo)記密集不清晰?？潭缺P(pán)的最佳直徑與監(jiān)控者的視角有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，最佳視角為2.5～5°。因此，由最佳直徑和最佳視角便可確定最佳視距，或已知視距和最佳視角便可推算出儀表刻度盤(pán)的最佳直徑。12/20/202247安全第一，預(yù)防為主刻度盤(pán)的大小?？潭缺P(pán)的大小取決于盤(pán)上標(biāo)記的數(shù)量和觀察距離。1懷特（W．J．White）等人對(duì)圓形刻度盤(pán)最優(yōu)直徑作過(guò)實(shí)驗(yàn)，將儀表安裝在儀表盤(pán)上，然后測(cè)試反應(yīng)速度和誤讀率。結(jié)果表明，圓形刻度盤(pán)的最優(yōu)直徑是44mm。關(guān)于圓形刻度盤(pán)的直徑、觀察距離和標(biāo)記數(shù)量的推薦值請(qǐng)參見(jiàn)表5－18。12/20/202248安全第一，預(yù)防為主懷特（W．J．White）等人對(duì)圓形刻度盤(pán)最優(yōu)直徑作過(guò)實(shí)驗(yàn)，表5－18認(rèn)讀速度和準(zhǔn)確度與直徑大小的關(guān)系（視距750mm）

刻度盤(pán)直徑mm觀察時(shí)間s平均反應(yīng)時(shí)間s讀錯(cuò)率%250.820.766440.720.724700.755.731212/20/202249安全第一，預(yù)防為主表5－18認(rèn)讀速度和準(zhǔn)確度與直徑大小的關(guān)系（視距750mm表5－18觀察距離和標(biāo)記數(shù)量與刻度盤(pán)直徑的關(guān)系

刻度標(biāo)記的數(shù)量刻度盤(pán)的最小允許直徑觀察距離500mm時(shí)觀察距離900mm時(shí)3825.425.45025.432.57025.445.510036.464.315054.498.020072.8129.6300109.0196.012/20/202250安全第一，預(yù)防為主表5－18觀察距離和標(biāo)記數(shù)量與刻度盤(pán)直徑的關(guān)系刻度標(biāo)記（2）刻度線設(shè)計(jì)①刻度的大小刻度盤(pán)上最小刻度線間的距離稱(chēng)為刻度?？潭鹊拇笮】筛鶕?jù)人眼的最小分辨能力和刻度盤(pán)的材料性質(zhì)及視距而確定。人眼直接讀識(shí)刻度時(shí)，刻度的最小尺寸不應(yīng)小于0.6～1mm。當(dāng)刻度小于1mm時(shí)，誤讀率急劇增加。因此，刻度的最小尺寸一般在1～2.5Omm之間選取,必要時(shí)也可采用4～8mm。采用放大鏡讀數(shù)時(shí)，刻度的大小一般取1／Xmm（X為放大鏡放大倍數(shù)）?？潭染€的最小值還受所用材料的限制，鋼和鋁的最小刻度為1mm；黃銅和鋅白銅為0.5mm12/20/202251安全第一，預(yù)防為主（2）刻度線設(shè)計(jì)12/17/202251安全第一，預(yù)防為主②刻度的類(lèi)型常見(jiàn)的刻度類(lèi)型有單刻度線、雙刻度線和遞增式刻度線（見(jiàn)圖5－13）。遞增式刻度線的形象特征可以減少識(shí)讀誤差。③

刻度線的寬度即刻度線的粗細(xì)

刻度線的寬度取決于刻度的大小，當(dāng)刻度線寬度為刻度的10％左右時(shí)，讀數(shù)的誤差最小。因此，刻度線寬度一般取刻度的5％～15％，普通刻度線通常取0.1±0.02mm；遠(yuǎn)距離觀察時(shí)，可取0.6～0.8mm，精度高的測(cè)量刻度線取0.0015～0.1mm。

12/20/202252安全第一，預(yù)防為主②刻度的類(lèi)型常見(jiàn)的刻度類(lèi)型有單刻度線、雙刻度線和遞增圖5－13刻度線

12/20/202253安全第一，預(yù)防為主圖5－13刻度線12/17/202253安全第一，預(yù)防④刻度線長(zhǎng)度刻度線長(zhǎng)度選擇合適與否，對(duì)識(shí)讀準(zhǔn)確性影響很大。刻度線長(zhǎng)度受照明條件和視距的限制，見(jiàn)表5-19。當(dāng)視距為L(zhǎng)時(shí)，刻度線最小長(zhǎng)度為：長(zhǎng)刻度線長(zhǎng)度＝L／90中刻度線長(zhǎng)度＝L／125短刻度線長(zhǎng)度＝L／200刻度線間距＝L／600刻度線長(zhǎng)度還受刻度大小的影響，不同刻度范圍的刻度線長(zhǎng)度按表5－20選取。12/20/202254安全第一，預(yù)防為主④刻度線長(zhǎng)度刻度線長(zhǎng)度選擇合適與否，對(duì)識(shí)讀準(zhǔn)確性影響表5-19刻度線的長(zhǎng)度觀察距離m長(zhǎng)度mm長(zhǎng)刻度線中刻度線短刻度線0.5以?xún)?nèi)5.54.12.30.5～0.910.07.14.30.9～1.820.014.08.61.8～3.640.028.017.03.6～6.067.048.029.012/20/202255安全第一，預(yù)防為主表5-19刻度線的長(zhǎng)度長(zhǎng)刻度線中刻度線短刻度線0.5以表5－20刻度線長(zhǎng)度選擇表

（㎜）

刻度大小長(zhǎng)度刻度線0.15～0.3>0.3～0.5>0.5～0.8>0.8～1.2>1.2～2>2～3>3～5>5～8L1（短）1.01.21.51.82.02.53.04.0L2（中）1.41.72.22.63.04.54.56.0L3（長(zhǎng)）1.82.22.83.34.06.06.08.012/20/202256安全第一，預(yù)防為主表5－20刻度線長(zhǎng)度選擇表（㎜）刻度大小0.⑤刻度方向刻度盤(pán)上刻度值的遞增順序稱(chēng)為刻度方向。刻度方向必須遵循視覺(jué)規(guī)律，水平直線型應(yīng)從左至右；豎直直線型應(yīng)從下到上；圓形刻度應(yīng)按順時(shí)針?lè)较虬才趴潭戎?。?/p>

數(shù)字累進(jìn)法

一個(gè)刻度所代表的被測(cè)值稱(chēng)為單位值。每一刻度線上所標(biāo)度的數(shù)字的累進(jìn)方法對(duì)提高判讀效率、減少誤讀也有非常重要的作用。數(shù)字累進(jìn)法的一般原則如表5－21所示。這是美國(guó)海軍的研究成果。

12/20/202257安全第一，預(yù)防為主⑤刻度方向刻度盤(pán)上刻度值的遞增順序稱(chēng)為刻度方向。刻度方表5－21數(shù)字累進(jìn)法

優(yōu)可差12345510152025102030405050100150200250246810204060801002004006008001000

369124812161.252.557.515304560一般應(yīng)采取表中“優(yōu)”的累進(jìn)法，只是在不得已的情況下才使用“可”，而絕對(duì)不能使用“差”的累進(jìn)法。人最易讀取自然增加的數(shù)字。

12/20/202258安全第一，預(yù)防為主表5－21數(shù)字累進(jìn)法一般應(yīng)采取表中“優(yōu)”的累進(jìn)法，只是⑦

刻度設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

A、不要以點(diǎn)代替刻度線；B、刻度線的基線用細(xì)實(shí)線為好,采用粗線不利于識(shí)讀；C、刻度線不可很長(zhǎng)而且很擠。D、不要設(shè)計(jì)成間距不均勻的刻度。

12/20/202259安全第一，預(yù)防為主⑦刻度設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)12/17/202259安全第一，預(yù)防⑶

字符設(shè)計(jì)

①

字符的形體②字符的大小對(duì)于安裝在儀表盤(pán)上的儀表，視距為710㎜時(shí)，其字符高度可參考表5－22筆劃寬與字高比值的推薦值如表5－23所示12/20/202260安全第一，預(yù)防為主⑶字符設(shè)計(jì)12/17/202260安全第一，預(yù)防為主表5－22儀表盤(pán)上儀表的字符高度（㎜）

字母或數(shù)字的性質(zhì)低亮度下（約0.103cd/m2）高亮度下（約3.43cd/m2）重要的（位置可變）重要的（位置固定）不重要的5.1～7.63.6～7.60.2～5.13.0～5.12.5～5.10.2～5.112/20/202261安全第一，預(yù)防為主表5－22儀表盤(pán)上儀表的字符高度（㎜）重要的（位置可變表5－23不同照明條件下字符筆劃粗細(xì)取值

照明和背景亮度情況字體筆劃寬：字高低照度下字母與背景的亮度對(duì)比比較低時(shí)亮度對(duì)比值大于1:12（白底黑字）亮度對(duì)比值大于1:12（黑底白字）黑色字母于發(fā)光的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上字母具有較高的明度視距較大而字母較小的情況下粗粗中粗～中中～細(xì)粗中～細(xì)極細(xì)粗～中粗1:51:51:6～1:81:6～1:81:51:8～1:101:12～1:201:5～1:612/20/202262安全第一，預(yù)防為主表5－23不同照明條件下字符筆劃粗細(xì)取值12/17/2③標(biāo)度數(shù)字的原則指針運(yùn)動(dòng)盤(pán)面固定的儀表標(biāo)度的數(shù)字應(yīng)直排（正立位）；盤(pán)面運(yùn)動(dòng)指針固定的儀表標(biāo)度的數(shù)字應(yīng)輻射定向安排；最小刻度可不標(biāo)度數(shù)字，最大刻度必須標(biāo)度數(shù)字；指針在儀表面內(nèi)時(shí)，如果儀表盤(pán)面空間足夠大，則數(shù)字應(yīng)在刻度的外側(cè)，以避免被指針擋??；指針在儀表外側(cè)時(shí)，數(shù)字應(yīng)標(biāo)在刻度的內(nèi)側(cè)；開(kāi)窗式儀表的窗口應(yīng)能顯示出被指出的數(shù)字及上下相鄰的兩個(gè)數(shù)字，標(biāo)數(shù)應(yīng)順時(shí)針輻射定向安排。為了不干擾對(duì)顯示信息的識(shí)讀，刻度盤(pán)上除了刻度線和必要的字符外，一般不加任何附加裝飾；一些說(shuō)明儀表使用環(huán)境、精度的字符應(yīng)安排在不顯眼的地方。12/20/202263安全第一，預(yù)防為主③標(biāo)度數(shù)字的原則12/17/202263安全第一，預(yù)防為主⑷

指針設(shè)計(jì)

指針設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)問(wèn)題，主要從下列幾方面考慮：形狀寬度長(zhǎng)度顏色零點(diǎn)位置色彩匹配

12/20/202264安全第一，預(yù)防為主⑷指針設(shè)計(jì)12/17/202264安全第一，預(yù)防為主指針的形狀指針形狀要單純、明確，不應(yīng)有裝飾。針身以頭部尖、尾部平、中間等寬或狹長(zhǎng)三角形的為好。圖2為指針的基本形式。在設(shè)計(jì)指針箭頭時(shí)可參考圖3所示的各種箭頭，以最右端的為最好。12/20/202265安全第一，預(yù)防為主指針的形狀12/17/202265安全第一，預(yù)防為主圖2指針的基本形狀12/20/202266安全第一，預(yù)防為主圖2指針的基本形狀12/17/202266安全第一，圖3各種箭頭形狀的比較12/20/202267安全第一，預(yù)防為主圖3各種箭頭形狀的比較12/17/202267安全指針的寬度——指針針尖寬度應(yīng)與最短刻度線等寬，但不應(yīng)大于兩刻度線間的距離。指針不應(yīng)接觸刻度盤(pán)面，但要盡量貼近盤(pán)面。精度要求很高的儀表，其指針和刻度盤(pán)面應(yīng)裝配在同一平面內(nèi)。指針的長(zhǎng)度——指針的針尖不要覆蓋刻度，一般要離開(kāi)刻度記號(hào)1.6mm左右，圓形刻度盤(pán)的指針長(zhǎng)度不要超過(guò)它的半徑，需要超過(guò)半徑時(shí)，其超過(guò)部分的顏色應(yīng)與盤(pán)面的顏色相同。指針的顏色——指針的顏色與刻度盤(pán)的顏色應(yīng)有較鮮明的對(duì)比，但指針與刻度線的顏色和字符的顏色應(yīng)該相同。

12/20/202268安全第一，預(yù)防為主指針的寬度——指針針尖寬度應(yīng)與最短刻度線等寬，但不應(yīng)大于兩刻零點(diǎn)位置——指針零點(diǎn)位置大都在相當(dāng)于始終12點(diǎn)或9點(diǎn)的位置上。色彩匹配——指針、刻度和表盤(pán)的配色關(guān)系要符合人的色覺(jué)原理，黑色配色的清晰度較高，但不是最高，見(jiàn)表5-24配色時(shí)要采取紅綠等醒目色，以提高工作環(huán)境的美學(xué)效果。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，要注意整體效果，即裝在儀表板上所有儀表的顏色都要搭配好，使總體顏色看起來(lái)協(xié)調(diào)、淡雅、舒適和明快。12/20/202269安全第一，預(yù)防為主零點(diǎn)位置——指針零點(diǎn)位置大都在相當(dāng)于始終12點(diǎn)或9點(diǎn)的位置上表5-24配色的級(jí)次級(jí)次12345678910清晰

程度底色

被襯色

模糊

程度底色

被襯色

12/20/202270安全第一，預(yù)防為主表5-24配色的級(jí)次級(jí)次12345678910

2、數(shù)字顯示器的設(shè)計(jì)數(shù)字顯示是直接用數(shù)字和字符等顯示參數(shù)或狀態(tài)的儀表，除了少量機(jī)械式數(shù)字顯示器外，顯示器幾乎全是電子顯示器，其基本形式有兩種：一種是以顯示數(shù)字為主并有少量字符的顯示器，多數(shù)為開(kāi)窗式，如液晶顯示器、數(shù)碼管顯示器等；一種是以顯示參數(shù)、表格、模擬曲線或圖形，以及數(shù)量較多的各種字符為主的顯示器，多數(shù)為屏幕式，如各種監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)顯示器等。

12/20/202271安全第一，預(yù)防為主2、數(shù)字顯示器的設(shè)計(jì)12/17/202271安全第一，預(yù)防為電子顯示的主要問(wèn)題有兩個(gè)：一是因字型由直線段組成，因而失去常態(tài)的曲線，帶來(lái)認(rèn)讀的不方便；二是各字間隔會(huì)因字的不同而變化，忽大忽??；如圖5－18所示。實(shí)驗(yàn)表明，由亮小圓點(diǎn)陣來(lái)構(gòu)造字符（如圖5－19），認(rèn)讀性好，使混淆的可能性大為減小。

12/20/202272安全第一，預(yù)防為主電子顯示的主要問(wèn)題有兩個(gè)：一是因字型由直線段組成，因而失去常圖5-18電子數(shù)碼顯示

圖5－19圓點(diǎn)陣顯示

12/20/202273安全第一，預(yù)防為主圖5-18電子數(shù)碼顯示圖5－19圓點(diǎn)陣顯示12/數(shù)字式顯示的優(yōu)點(diǎn)使用數(shù)字式顯示不但認(rèn)讀快，而且誤讀率低格雷瑟在1949年用八個(gè)指針式儀表和一個(gè)數(shù)字顯示儀表，作為飛機(jī)高度計(jì)，顯示飛機(jī)不同的高度，如圖5所示。對(duì)受過(guò)訓(xùn)練的飛行員和大學(xué)生進(jìn)行認(rèn)讀實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)飛機(jī)上原來(lái)采用的三針式高度計(jì)誤讀率最高并且認(rèn)讀時(shí)間最長(zhǎng)。1958年4月晚一架子爵號(hào)飛機(jī)在準(zhǔn)備向普斯威克機(jī)場(chǎng)降落時(shí)，機(jī)長(zhǎng)將三針式高度計(jì)的2500英尺誤讀為12500英尺，結(jié)果飛機(jī)撞毀在地面上。12/20/202274安全第一，預(yù)防為主數(shù)字式顯示的優(yōu)點(diǎn)12/17/202274安全第一，預(yù)防為主圖5格雷瑟的實(shí)驗(yàn)儀表(1)12/20/202275安全第一，預(yù)防為主圖5格雷瑟的實(shí)驗(yàn)儀表(1)12/17/202275安全圖5格雷瑟的實(shí)驗(yàn)儀表(2)12/20/202276安全第一，預(yù)防為主圖5格雷瑟的實(shí)驗(yàn)儀表(2)12/17/202276模擬顯示與數(shù)字顯示的功能比較

比較項(xiàng)目模擬顯示儀表數(shù)字顯示儀表指針活動(dòng)式指針固定式數(shù)量信息中：指針活動(dòng)時(shí)讀數(shù)困難中：刻度移動(dòng)時(shí)讀數(shù)困難好：能讀出精確數(shù)值，速度快、差錯(cuò)少質(zhì)量信息好：易判定指針位置，不需讀出數(shù)值和刻度就能迅速發(fā)現(xiàn)指針的變動(dòng)趨勢(shì)差：未讀出數(shù)值和刻度時(shí)，難以確定變化方向和大小差：必須讀出數(shù)字，否則難以得知變化的方向和大小調(diào)節(jié)性能好：指針運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)活動(dòng)有簡(jiǎn)單而直接的關(guān)系，便于調(diào)節(jié)和控制中：調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)方向不明顯，指示的變動(dòng)難控制，快速調(diào)節(jié)時(shí)不易讀數(shù)。好：數(shù)字調(diào)節(jié)的監(jiān)測(cè)結(jié)果精確，數(shù)字調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)無(wú)直接關(guān)系，快速調(diào)節(jié)時(shí)難以讀數(shù)監(jiān)控性能好：能很快確定指針位置并進(jìn)行監(jiān)控，指針與調(diào)節(jié)監(jiān)控活動(dòng)關(guān)系最簡(jiǎn)單中：指針無(wú)變化有利監(jiān)控，但指針與調(diào)節(jié)監(jiān)控活動(dòng)的關(guān)系不明顯差：不便按變化的趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)控12/20/202277安全第一，預(yù)防為主模擬顯示與數(shù)字顯示的功能比較比較項(xiàng)目模擬顯示儀表數(shù)字顯示儀一般性能中：占用面積大，照明可設(shè)在控制臺(tái)上，刻度的長(zhǎng)短有限，尤其在使用多指針顯示時(shí)認(rèn)讀性差中：占用面積小，儀表需局部照明，只在很小一段范圍內(nèi)認(rèn)讀，認(rèn)讀性好好：占用面積小，照明面積也是最小，表盤(pán)的長(zhǎng)短只受字符的限制綜合性能可靠性高穩(wěn)定性好易于顯示信號(hào)的變化趨向易于判斷信號(hào)值與額定值之差精度高認(rèn)讀速度快無(wú)差補(bǔ)誤差過(guò)載能力強(qiáng)易與計(jì)算機(jī)聯(lián)用局限性顯示速度較慢易受沖擊和振動(dòng)的影響環(huán)境因素影響較大過(guò)載能力差質(zhì)量控制困難顯示易跳動(dòng)或失效干擾因素多需內(nèi)附或外附電源元件或焊接件存在失效問(wèn)題發(fā)展趨勢(shì)提高精度與速度采用模擬與數(shù)字混合型顯示儀表提高可靠性采用智能化顯示儀表12/20/202278安全第一，預(yù)防為主一般性能中：占用面積大，照明可設(shè)在控制臺(tái)上，刻度的長(zhǎng)短有限，3、信號(hào)燈設(shè)計(jì)信號(hào)燈設(shè)計(jì)的原則⑴清晰、醒目和必要的視距(見(jiàn)表1)⑵合乎使用目的⑶按信號(hào)性質(zhì)設(shè)計(jì)⑷信號(hào)燈位置與顏色的選擇⑸信號(hào)燈與操縱桿和其他顯示器的配合12/20/202279安全第一，預(yù)防為主3、信號(hào)燈設(shè)計(jì)12/17/202279安全第一，預(yù)防為主表1能見(jiàn)距離與空氣透明度的關(guān)系大氣狀態(tài)透明系數(shù)能見(jiàn)距離km空氣絕對(duì)純凈0.99200透明度非常好0.97150很透明0.96100透明度良好0.9250透明度中等0.8120空氣稍許混濁0.6610空氣混濁（霾）0.364空氣很混濁（濃霾）0.122薄霧0.0151中霧2×10-4～8×10-100.5～0.2濃霧10-19～10-340.1～0.05極濃霧＜10-34幾十～幾米大氣透明度：太陽(yáng)光線在到達(dá)大氣層上界時(shí)，垂直于太陽(yáng)射線方向的表面上的輻射強(qiáng)度I0=1353W/m2（I0稱(chēng)為太陽(yáng)常數(shù)）當(dāng)日射垂直地面，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是衡量大氣透明程度的標(biāo)志。P值愈接近1，大氣愈清澈，一般為0.65-0.75。12/20/202280安全第一，預(yù)防為主表1能見(jiàn)距離與空氣透明度的關(guān)系大氣透明度：太陽(yáng)光線在到達(dá)4、符號(hào)標(biāo)記設(shè)計(jì)

符號(hào)標(biāo)記的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：識(shí)別性、注目性、視認(rèn)性、可讀性、聯(lián)想性。路標(biāo)的具體評(píng)價(jià)依次是：標(biāo)記的識(shí)別距離，文字的識(shí)認(rèn)距離，認(rèn)讀時(shí)間，判斷時(shí)間動(dòng)作時(shí)間12/20/202281安全第一，預(yù)防為主4、符號(hào)標(biāo)記設(shè)計(jì)12/17/202281安全第一，預(yù)防為主為了防止色盲、色弱、色覺(jué)異常者（多為紅綠色盲）對(duì)交通信號(hào)的誤認(rèn)，有的城市采用如圖5-20所示的信號(hào)燈。

圖5—20改進(jìn)的交通信號(hào)燈12/20/202282安全第一，預(yù)防為主為了防止色盲、色弱、色覺(jué)異常者（多為紅綠色盲）對(duì)交通信號(hào)的誤當(dāng)所要顯示的信息內(nèi)容較復(fù)雜時(shí)，往往單個(gè)信號(hào)燈難以勝任，在此情況下，可采用多個(gè)信號(hào)燈的復(fù)合顯示來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代汽車(chē)尾燈的設(shè)計(jì)就采用了顏色編碼。汽車(chē)的尾燈是給后方汽車(chē)駕駛員指示前方車(chē)輛行駛情況的，對(duì)避免前后相撞有重要意義，其復(fù)合燈光指示：有車(chē)、剎車(chē)、轉(zhuǎn)彎等。白燈用于夜間行駛時(shí)倒車(chē)用，如下圖所示12/20/202283安全第一，預(yù)防為主當(dāng)所要顯示的信息內(nèi)容較復(fù)雜時(shí)，往往單個(gè)信號(hào)燈難以勝任，在此情四、聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)

1、音響及報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)⑴音響和報(bào)警裝置的類(lèi)型及特點(diǎn)①蜂鳴器常配合信號(hào)燈一起使用，作為提示性聽(tīng)覺(jué)顯示裝置，提示操作者注意，或提示操作者去完成某種操作，也可用于指示某種操作正在進(jìn)行。②鈴鈴因其用途不同，其聲壓級(jí)和頻率也有較大差別。用做指示上下班的鈴聲和報(bào)警器的鈴聲，其聲壓和頻率就較高，因而可用于具有較高強(qiáng)度噪聲的環(huán)境中。③角笛和汽笛角笛常用作高噪聲環(huán)境中的報(bào)警裝置；汽笛較適合于緊急狀態(tài)的音響報(bào)警裝置。④警報(bào)器主要用作危急狀態(tài)報(bào)警，如防空、救火報(bào)警等。

12/20/202284安全第一，預(yù)防為主四、聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)1、音響及報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)12/17/2⑵

音響和報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)原則

①音響信號(hào)必須保證使位于信號(hào)接受范圍內(nèi)的人員能夠識(shí)別并按照規(guī)定的方式作出反應(yīng)。因此，音響信號(hào)的聲級(jí)必須超過(guò)聽(tīng)閾，最好能在一個(gè)或多個(gè)倍頻程范圍內(nèi)超過(guò)聽(tīng)閾10dB以上。②音響信號(hào)必須易于識(shí)別，特別是有噪聲干擾時(shí)，音響信號(hào)必須能夠明顯地聽(tīng)到并可與其它噪聲和信號(hào)區(qū)別。因此，音響和報(bào)警裝置的頻率選擇應(yīng)在噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)。例如，報(bào)警信號(hào)的頻率應(yīng)在500～600Hz之間。其最高倍頻帶聲級(jí)的中心頻率同干擾聲中心頻率的區(qū)別越大，該報(bào)警信號(hào)就越容易識(shí)別。當(dāng)噪聲聲級(jí)超過(guò)110dB時(shí)，最好不用聲信號(hào)來(lái)作報(bào)警信號(hào)。12/20/202285安全第一，預(yù)防為主⑵音響和報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)原則12/17/202285安全③為引起人注意，可采用時(shí)間上均勻變化的脈沖聲信號(hào)，其脈沖聲信號(hào)頻率不低于0.2Hz和不高于5Hz，其脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖重復(fù)頻率不能與隨時(shí)間周期性起伏的干擾聲脈沖的持續(xù)時(shí)間和脈沖重復(fù)頻率重合。④報(bào)警裝置最好采用變頻的方式，使音調(diào)有上升和下降的變化，例如緊急信號(hào)，其音頻應(yīng)在1S內(nèi)由最高頻（1200Hz）降低到最低頻（500Hz），然后聽(tīng)不見(jiàn)，再突然上升，以便再次從最高頻降低到最低頻。這種變頻聲可使信號(hào)變得特別刺耳，可明顯地與環(huán)境噪聲和其它聲信號(hào)相區(qū)別。⑤顯示重要信號(hào)的音響裝置和報(bào)警裝置，最好與光信號(hào)同時(shí)作用，組成“視聽(tīng)”雙重報(bào)警信號(hào)，以防信號(hào)遺漏。

12/20/202286安全第一，預(yù)防為主③為引起人注意，可采用時(shí)間上均勻變化的脈沖聲信號(hào)，其脈沖聲信2、語(yǔ)言傳示裝置的設(shè)計(jì)⑴語(yǔ)言的清晰度語(yǔ)言清晰度（室內(nèi)）與主觀感覺(jué)的關(guān)系（見(jiàn)表5－14）。設(shè)計(jì)一個(gè)語(yǔ)言傳示裝置，其語(yǔ)言的清晰度必須在75％以上，才能正確傳示信息。⑵語(yǔ)言的強(qiáng)度

語(yǔ)言傳示裝置的語(yǔ)言強(qiáng)度最好在60～80dB之間。（見(jiàn)圖）⑶噪聲對(duì)語(yǔ)言傳示的影響當(dāng)噪聲聲壓級(jí)大于40dB時(shí)，這時(shí)噪聲對(duì)語(yǔ)言信號(hào)有掩蔽作用，從而影響語(yǔ)言傳示的效果。

12/20/202287安全第一，預(yù)防為主2、語(yǔ)言傳示裝置的設(shè)計(jì)12/17/202287安全第一，預(yù)防語(yǔ)言清晰度百分率×100人的主觀感覺(jué)65以下65～7575～8585～9696以上不滿(mǎn)意語(yǔ)言可以聽(tīng)懂，但非常費(fèi)勁滿(mǎn)意很滿(mǎn)意完全滿(mǎn)意表5－14語(yǔ)言清晰度的評(píng)價(jià)

12/20/202288安全第一，預(yù)防為主語(yǔ)言清晰度百分率×100人的主觀感覺(jué)65以下不滿(mǎn)意表5－14圖語(yǔ)音強(qiáng)度與清晰度的關(guān)系12/20/202289安全第一，預(yù)防為主圖語(yǔ)音強(qiáng)度與清晰度的關(guān)系12/17/202289安五、

儀表盤(pán)總體布局設(shè)計(jì)

1、

儀表盤(pán)的識(shí)讀特點(diǎn)與最佳識(shí)讀區(qū)

以視中心線為基準(zhǔn)，在其上下各15°的區(qū)域內(nèi)誤讀概率最小，視角增大差錯(cuò)率增高(表5－15)。

當(dāng)視距為800㎜時(shí)，若眼球不動(dòng)，水平視野20°范圍為最佳識(shí)讀范圍，其正確識(shí)讀時(shí)間為１s。當(dāng)水平視野超過(guò)24°以外范圍的儀表時(shí)，需通過(guò)頭部區(qū)域，然后再觀察右部區(qū)域，所以24°角以外區(qū)域的左半部正確識(shí)讀時(shí)間比右半部正確識(shí)讀時(shí)間短。視線與盤(pán)面垂直，可以減少視覺(jué)誤差。當(dāng)人坐在控制臺(tái)前時(shí)，頭部一般略向前傾，所以?xún)x表盤(pán)面應(yīng)相應(yīng)后仰15～30°，以保證視線與盤(pán)面垂直。

12/20/202290安全第一，預(yù)防為主五、儀表盤(pán)總體布局設(shè)計(jì)1、儀表盤(pán)的識(shí)讀特點(diǎn)與最佳識(shí)讀區(qū)視線上下的角度區(qū)域誤讀概率0o～1515o～30o30o～45o45o～60o60o～75o75o～90o0.0001～0.00050.00100.00150.00200.00250.0030表5－15視角與差錯(cuò)率的關(guān)系

12/20/202291安全第一，預(yù)防為主視線上下的角度區(qū)域誤讀概率0o～150.0001～0.2、

儀表盤(pán)的總體設(shè)計(jì)為了保證工作效率和減少疲勞，一目了然地看清全部?jī)x表，一般可根據(jù)儀表盤(pán)的數(shù)量選擇一字形、弧形、彎折形布置形式。一字形布置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，適用于控制室儀表盤(pán)的較少的小型控制室?；⌒尾贾玫慕Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它既可以是整體弧形，也可以是組合弧形。這種弧形結(jié)構(gòu)改善了視距變化較大的缺點(diǎn)，常用于10塊盤(pán)以上的中型控制室，彎折式布置由多個(gè)一字形構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)比弧形式簡(jiǎn)單，又使視距變化較大的缺點(diǎn)得到克服。因此該種布置形式常用于大中型控制室。

12/20/202292安全第一，預(yù)防為主2、儀表盤(pán)的總體設(shè)計(jì)12/17/202292安全第一，預(yù)防3、

儀表盤(pán)的垂直立面布置

12/20/202293安全第一，預(yù)防為主3、儀表盤(pán)的垂直立面布置12/17/202293安全第一第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)三、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的環(huán)境因素作業(yè)環(huán)境是指人、機(jī)器共處的特殊條件。主要有：熱環(huán)境、照明、噪聲、振動(dòng)、粉塵、失重、異常氣壓、電離輻射及有害物質(zhì)等。創(chuàng)造一個(gè)舒適的、安全的作業(yè)環(huán)境，不僅有利于保護(hù)勞動(dòng)者的健康與安全，還有利于最大限度地提高系統(tǒng)的綜合效能。12/20/202294安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)三、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的環(huán)境因素12/17/第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)１、作業(yè)環(huán)境區(qū)域劃分：最舒適區(qū)：各項(xiàng)指標(biāo)最佳，使人在勞動(dòng)過(guò)程中感到滿(mǎn)意；舒適區(qū)：在正常條件下，環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，使人能夠接受，且不會(huì)感到刺激和疲勞不舒適區(qū)：作業(yè)環(huán)境的某種指標(biāo)偏離了舒適指標(biāo)的正常值，較長(zhǎng)時(shí)間處于此環(huán)境下，會(huì)使人疲勞或影響功效，甚至?xí)p害操作者的健康，造成職業(yè)病。不能忍受區(qū)：在這種環(huán)境工作，若無(wú)相應(yīng)的保護(hù)措施，人將難以生存。12/20/202295安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)１、作業(yè)環(huán)境區(qū)域劃分：12/17/202決定舒適程度的環(huán)境因素范圍12/20/202296安全第一，預(yù)防為主決定舒適程度的環(huán)境因素范圍12/17/202296安全第一，三、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的環(huán)境因素２、微氣候：作業(yè)場(chǎng)所內(nèi)的空氣溫度、濕度、流速及各種物體輻射熱等因素共同作用形成的微小環(huán)境氣候。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律可得人體熱平衡方程式：

S=M﹣R﹣C﹣E﹣W式中S——人體蓄熱率，W/m2；

M——人體新陳代謝率（MetabolicRate），取決于人體的活動(dòng)量的大小，W/m2；R——穿衣人體與環(huán)境的輻射熱交換，W/m2；C——穿衣人體與環(huán)境的對(duì)流熱交換，W/m2；E——穿衣人體與環(huán)境的蒸發(fā)熱交換，W/m2；W——人體所作的機(jī)械功，W/m2。12/20/202297安全第一，預(yù)防為主三、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的環(huán)境因素２、微氣候：12/17/202在穩(wěn)定的環(huán)境條件下，S應(yīng)該為零，這時(shí)，人體保持了能量平衡。如果周?chē)h(huán)境溫度(空氣溫度及圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周?chē)矬w表面溫度)提高，則人體的對(duì)流和輻射散熱量將減少，為了保持熱平衡，人體會(huì)運(yùn)用自身的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)能來(lái)加強(qiáng)汗腺的分泌。這樣，由于排汗量和消耗在汗液蒸發(fā)上熱量的增加，在一定程度上會(huì)補(bǔ)償人體對(duì)流和輻射散熱的減少。當(dāng)人體余熱量難以全部散出時(shí)，余熱量就會(huì)在體內(nèi)蓄存起來(lái)，于是S變?yōu)檎?，?dǎo)致體溫上升，人體會(huì)感到很不舒服，體溫增到40℃時(shí)，出汗停止，如不采取措施，則體溫將迅速上升，當(dāng)體溫上升到43.5℃時(shí)，人即死亡。12/20/202298安全第一，預(yù)防為主在穩(wěn)定的環(huán)境條件下，S應(yīng)該為零，這時(shí)，人體保持了能量平衡。如汗液蒸發(fā)強(qiáng)度不僅與周?chē)諝鉁囟扔嘘P(guān)，而且和相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度有關(guān)。在一定溫度下，空氣相對(duì)濕度的大小，表示空氣中水蒸汽含量接近飽和的程度。相對(duì)濕度愈高，空氣中水蒸汽分壓力愈大，人體汗液蒸發(fā)量則愈少。所以，增加室內(nèi)空氣濕度，在高溫時(shí)，會(huì)增加人體的熱感；在低溫時(shí)，由于空氣潮濕增強(qiáng)了人體的導(dǎo)熱和輻射，會(huì)加劇人體的冷感。周?chē)諝獾牧鲃?dòng)速度是影響人體對(duì)流散熱和水分蒸發(fā)散熱的主要因素之一，氣流速度大時(shí)，由于提高了對(duì)流換熱系數(shù)及濕交換系數(shù)，使對(duì)流散熱和水分蒸發(fā)散熱隨之增強(qiáng)，亦加劇了人體的冷感。周?chē)矬w表面溫度決定了人體輻射散熱的強(qiáng)度。在同樣的室內(nèi)空氣參數(shù)條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度高，人體增加熱感，表面溫度低則會(huì)增加冷感。12/20/202299安全第一，預(yù)防為主汗液蒸發(fā)強(qiáng)度不僅與周?chē)諝鉁囟扔嘘P(guān)，而且和相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)照明對(duì)工作的影響表現(xiàn)在能否使視覺(jué)系統(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。良好的照明條件是可以改善人的視覺(jué)條件(生理因素)和視覺(jué)環(huán)境(心理因素)以達(dá)到提高工作效率的目的。人眼能適應(yīng)10-3-105Ix的照度范圍。人的活動(dòng)、警覺(jué)和注意力可以通過(guò)提高照度而得到加強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)表明，照度從10lx增加到1000lx時(shí)，視力可提高70％。視力不僅受注視目標(biāo)亮度的影響，還與背景亮度有關(guān)。當(dāng)背景亮度與目標(biāo)亮度相等，或背景稍暗時(shí)，人的視力最好，反之，則視力下降。12/20/2022100安全第一，預(yù)防為主照明對(duì)工作的影響表現(xiàn)在能否使視覺(jué)系統(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。良好補(bǔ)充輻射通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某一面積上的輻射能量，單位為瓦發(fā)光強(qiáng)度：從光源出發(fā)，進(jìn)入到包含給定方向的微小立體角元的光通量，除以這個(gè)微小立體角元，單位是坎德拉（cd）,用Iv來(lái)表示照度：指入射在包含給定點(diǎn)的微小面積元的光通量，除以微小面積元，單位勒克斯（lx）,或流明每平方米（lm/m2）立體角（空間度）：在平面幾何中用平面角來(lái)表示某一方向的空間所占的大小，其單位為弧度。類(lèi)似地，可以用三位空間的立體角來(lái)表示某一方向的空間所占的大小。12/20/2022101安全第一，預(yù)防為主補(bǔ)充輻射通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某一面積上的輻射能量，單位為瓦1生產(chǎn)率、視覺(jué)疲勞與照度關(guān)系在照明條件差的情況下，作業(yè)者長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)辨認(rèn)目標(biāo)，會(huì)引起眼睛疲勞，視力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致全身性疲勞。眼睛疲勞的自覺(jué)癥狀有眼球干澀、怕光、眼痛、視力模糊、眼球充血、產(chǎn)生眼屎和流淚等。12/20/2022102安全第一，預(yù)防為主生產(chǎn)率、視覺(jué)疲勞與照度關(guān)系在照明條件差的情況下，作業(yè)者長(zhǎng)時(shí)間照明與事故發(fā)生率的關(guān)系12/20/2022103安全第一，預(yù)防為主照明與事故發(fā)生率的關(guān)系12/17/2022103安全第一，預(yù)環(huán)境照明設(shè)計(jì)３、照明環(huán)境：適宜的照度均勻的亮度避免眩光12/20/2022104安全第一，預(yù)防為主環(huán)境照明設(shè)計(jì)３、照明環(huán)境：12/17/2022104安全第一第四節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全性分析一、人機(jī)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒治龇ǎ?、鏈的概念：人與機(jī)器、儀表等的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。

鏈的分類(lèi)：聯(lián)系鏈、作業(yè)反應(yīng)鏈；

視覺(jué)鏈、聽(tīng)覺(jué)鏈、操作鏈、行走鏈等。12/20/2022105安全第一，預(yù)防為主第四節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全性分析一、人機(jī)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒治龇?2/一、人機(jī)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒治龇ǎ?、?lián)系鏈分析評(píng)價(jià)與步驟１）作操作者和上班分布圖２）確定各聯(lián)系鏈的重要度和出現(xiàn)頻率３）計(jì)算聯(lián)系鏈值12/20/2022106安全第一，預(yù)防為主一、人機(jī)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒治龇ǎ?、?lián)系鏈分析評(píng)價(jià)與步驟12/17/一、人機(jī)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒治龇ǎ场?/p>

作圖分析法：（１）工作場(chǎng)所的布置和工序的安排，應(yīng)使操作者距操縱裝置距離最短，且符合生產(chǎn)工序要求；

（２）操作人員與操縱裝置的路線盡可能不交叉，以免在操作過(guò)程中互相干擾、碰撞；

（３）操作人員之間的距離應(yīng)按鏈值大小，由近而遠(yuǎn)安排，操作者和多個(gè)機(jī)具之間也按同一原則布置；

（４）作業(yè)空間的大小，應(yīng)符合安全空間的要求，危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)和危險(xiǎn)作業(yè)應(yīng)加以隔離。12/20/2022107安全第一，預(yù)防為主一、人機(jī)系統(tǒng)的鏈?zhǔn)椒治龇ǎ场?/p>

作圖分析法：12/17/20二、人機(jī)系統(tǒng)可靠性分析法（一）機(jī)的可靠性（二）人的可靠性12/20/2022108安全第一，預(yù)防為主二、人機(jī)系統(tǒng)可靠性分析法（一）機(jī)的可靠性12/17/2022三、人機(jī)系統(tǒng)的危區(qū)、危時(shí)分析法危區(qū)：能量源的危害作用所能到達(dá)的空間范圍。

危時(shí)：人機(jī)系統(tǒng)中能量源轉(zhuǎn)移或施加于人體的到達(dá)時(shí)間。

人區(qū)：人在人機(jī)系統(tǒng)的操作者或系統(tǒng)內(nèi)其他人員的肢體在活動(dòng)過(guò)程中達(dá)到的某一空間范圍。

人時(shí)：人在人機(jī)系統(tǒng)的某一規(guī)定空間內(nèi)活動(dòng)所需的時(shí)間。12/20/2022109安全第一，預(yù)防為主三、人機(jī)系統(tǒng)的危區(qū)、危時(shí)分析法危區(qū)：能量源的危害作用所能到

安全人機(jī)環(huán)境工程河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院12/20/2022110河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院12/17/20221本章主要內(nèi)容第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第四節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全性分析12/20/2022111安全第一，預(yù)防為主本章主要內(nèi)容第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)12/17/20第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)一、形成和發(fā)展１萌芽階段：人類(lèi)最初使用簡(jiǎn)單工具進(jìn)行勞動(dòng)時(shí)期；２形成階段：更新型、更復(fù)雜、更精密的高性能設(shè)備的產(chǎn)生階段；３發(fā)展階段：電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展促進(jìn)了人機(jī)環(huán)境工程學(xué)科的形成。12/20/2022112安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)一、形成和發(fā)展12/17/2第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)起源于歐洲形成于美國(guó)發(fā)展于日本作為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科的歷史已有50余年Ergonomics

英國(guó)莫瑞爾/西歐HumanEngineering

美國(guó)HumanFactorsEngineering

美國(guó)人間工學(xué)日本Эргономика

蘇聯(lián)

“人體工程學(xué)”、“宜人學(xué)”、中國(guó)“人因工程學(xué)”、“人類(lèi)工程學(xué)”中國(guó)“工效學(xué)”、“人機(jī)工程學(xué)”等中國(guó)12/20/2022113安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)起源于歐洲12/17/2022第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)二、基本概念和研究?jī)?nèi)容１、基本概念研究人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的安全本質(zhì)，并使三者在安全上達(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一門(mén)科學(xué)。２、研究?jī)?nèi)容１）人的安全特性研究２）機(jī)的安全特性研究３）環(huán)境的安全特性研究４）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全特性的研究12/20/2022114安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)二、基本概念和研究?jī)?nèi)容12/1第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)三、基礎(chǔ)理論與研究方法１、基礎(chǔ)理論１）系統(tǒng)論２）控制論３）模型論４）信息論２、研究方法１）實(shí)測(cè)法２）實(shí)驗(yàn)?zāi)M法３）定性、定量分析法12/20/2022115安全第一，預(yù)防為主第一節(jié)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)三、基礎(chǔ)理論與研究方法12/17第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素一、工程人體測(cè)量１、人體的靜態(tài)尺寸概念：

立姿人體尺寸12/20/2022116安全第一，預(yù)防為主第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素一、工程人體測(cè)量立姿人體尺寸安全人機(jī)環(huán)境工程講課課件安全人機(jī)環(huán)境工程講課課件表5-3坐姿人體尺寸

(單位：mm)12/20/2022119安全第一，預(yù)防為主表5-3坐姿人體尺寸(表5-4各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差（單位：mm）

12/20/2022120安全第一，預(yù)防為主表5-4各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)計(jì)算式名稱(chēng)計(jì)算式坐高0.523H肘與肘間寬0.256H膝高0.311H臀部寬0.203H坐姿臀高0.249H肩寬0.229H座到肘高0.135H手前伸長(zhǎng)度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H兩手惻平伸長(zhǎng)度1.032H臀部到小腿長(zhǎng)0.280H坐面至舉手指尖高0.795H表5-5靜坐時(shí)人體尺寸與身高的關(guān)系

12/20/2022121安全第一，預(yù)防為主名稱(chēng)計(jì)算式名稱(chēng)計(jì)算式坐高0.5２、人的動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)：坐姿工作崗位上肢在水平面上的運(yùn)動(dòng)范圍12/20/2022122安全第一，預(yù)防為主２、人的動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)：坐姿工作崗位上肢在水平面上的運(yùn)動(dòng)范圍112/20/2022123安全第一，預(yù)防為主12/17/202214安全第一，預(yù)防為主12/20/2022124安全第一，預(yù)防為主12/17/202215安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出１）人的信息接收（1）信息傳遞的基本模式信源載體編碼信道噪聲譯碼信宿按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，人機(jī)系統(tǒng)中典型的信息傳遞模式如下圖12/20/2022125安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出１）人的信息接收12/17/20二、人對(duì)信息接收、處理和輸出（2）人的信息接收能力人通過(guò)自己的感覺(jué)器官獲得周?chē)h(huán)境和自身的各種信息，感覺(jué)器官中的感受器是接受刺激的專(zhuān)門(mén)裝置。感受器按其接受刺激的性質(zhì)可以分為視、聽(tīng)、觸覺(jué)感受器等多種。每一種感受器通常只對(duì)一種能量形式的刺激特別敏感。12/20/2022126安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出（2）人的信息接收能力12/17人的感官是一些性能有一定局限性的信息接受器，在一個(gè)范圍之內(nèi)。感官的這種對(duì)信號(hào)刺激能量范圍要求稱(chēng)為該感官的絕對(duì)感覺(jué)閾限。那種剛能使感官神經(jīng)興奮引起感覺(jué)的最小信號(hào)刺激能量稱(chēng)為絕對(duì)感覺(jué)閾限下限，剛能引起感官不適或產(chǎn)生不正常感覺(jué)的最大信號(hào)刺激能量稱(chēng)為絕對(duì)感覺(jué)閾限上限。在人機(jī)系統(tǒng)中，為保證信息的有效傳遞，機(jī)器信源發(fā)出的信號(hào)能量值應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離感覺(jué)閾限的上下限。12/20/2022127安全第一，預(yù)防為主人的感官是一些性能有一定局限性的信息接受器，在一個(gè)范圍之內(nèi)。當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在感覺(jué)閾限的上下限之間時(shí)，人不僅可覺(jué)察到信號(hào)的存在，還能覺(jué)察到信號(hào)刺激的能量分布差異。剛剛能引起差別感覺(jué)的刺激間的最小差別稱(chēng)為差別感覺(jué)閥限，也叫最小可覺(jué)差別。對(duì)最小差別量的感受能力叫差別感受性。下表列出了人類(lèi)各種感官對(duì)信號(hào)能量的感知范圍和對(duì)信號(hào)能量差異的辨別能力參數(shù)。12/20/2022128安全第一，預(yù)防為主當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在感覺(jué)閾限的上下限之間時(shí)，人不僅可覺(jué)察人體主要感覺(jué)閾值感覺(jué)感覺(jué)閾下限上限視覺(jué)（2.2～5.7）×10-17J（2.2－5.7）×10-8J聽(tīng)覺(jué)1×10-12J/m21×102J/m2嗅覺(jué)2×10-7mg/m3

味覺(jué)4×10-7(硫酸試劑摩爾濃度)

觸覺(jué)2.6×10-9J

溫度覺(jué)6.28×10-9J/m2·s9.13×10-6J/m2·s振動(dòng)覺(jué)振幅2.5×10-4mm

12/20/2022129安全第一，預(yù)防為主人體主要感覺(jué)閾值感覺(jué)感覺(jué)閾下二、人對(duì)信息接收、處理和輸出２）人對(duì)信息的中樞加工它由三個(gè)交互作用的子系統(tǒng)所組成（1）感知系統(tǒng)；（2）認(rèn)知系統(tǒng)；（3）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有各自功能上相對(duì)獨(dú)立記憶的記憶儲(chǔ)存器和加工處理器。感知系統(tǒng)由感覺(jué)器官及與其相關(guān)的記憶緩沖器組成。這些儲(chǔ)存器的功能是將感覺(jué)到的信息進(jìn)行暫時(shí)儲(chǔ)存以便轉(zhuǎn)換到下一加工環(huán)節(jié)。這些緩沖器保存著感覺(jué)器官輸出的全部信息，在此把信息進(jìn)行編碼并輸送到下一加工環(huán)節(jié)。認(rèn)知系統(tǒng)接收從感知系統(tǒng)傳入的經(jīng)過(guò)編碼后的信息，并將這些信息存入本系統(tǒng)的工作記憶中，同時(shí)從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取以前存入的有關(guān)信息和加工規(guī)律，進(jìn)行綜合分析后做出如何反應(yīng)的決策，并將決策信息輸出到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的功能較簡(jiǎn)單，它接收認(rèn)知系統(tǒng)輸出的信息并將它付之實(shí)行、做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將執(zhí)行的信息反饋回感知系統(tǒng)。12/20/2022130安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出２）人對(duì)信息的中樞加工12/17二、人對(duì)信息接收、處理和輸出３）人的信息輸出

４）影響人傳遞信息能力的主要因素信號(hào)方面的因素人的主體因素環(huán)境因素12/20/2022131安全第一，預(yù)防為主二、人對(duì)信息接收、處理和輸出３）人的信息輸出

４）影響人傳遞第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)（一）人機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型：１.閉環(huán)和開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：

閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：就是反饋控制人機(jī)系統(tǒng)，它有一個(gè)封閉的回路結(jié)構(gòu)；

12/20/2022132安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)12/17/第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影響。２.手工操作與自動(dòng)化系統(tǒng)：手工操作系統(tǒng)、半自動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)；12/20/2022133安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)（二）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步驟如下：１）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析：系統(tǒng)整體的必要條件、系統(tǒng)的外部環(huán)境、系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境、系統(tǒng)組成、組成系統(tǒng)各要素的機(jī)能特性和限制條件、人和機(jī)器的協(xié)調(diào)和有機(jī)結(jié)合關(guān)系、要素的決定和選擇評(píng)價(jià)方法；2）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序：人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的預(yù)備設(shè)計(jì)、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的綜合與評(píng)價(jià)。12/20/2022134安全第一，預(yù)防為主一、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)（二）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)：1第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)二、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系（一）人機(jī)功能特征的比較（二）顯示裝置的設(shè)計(jì)（三）操縱裝置的設(shè)計(jì)12/20/2022135安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)二、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系12/17第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)在人機(jī)系統(tǒng)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(zhǎng)避短，各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自?xún)?yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開(kāi)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)。人和機(jī)各有自己的能力和長(zhǎng)處，歸納起來(lái)各表現(xiàn)在四個(gè)方面：人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺(jué)能力；機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動(dòng)作、判斷能力、造價(jià)及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。12/20/2022136安全第一，預(yù)防為主第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)器人速度占優(yōu)勢(shì)時(shí)間延時(shí)為1s邏輯推理擅長(zhǎng)于演繹而不易改變其演繹程序擅長(zhǎng)于歸納，容易改變其推理程序計(jì)算快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差可靠性按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)制造的機(jī)器，在完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而且保持恒定，不能處理意外的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降人腦可靠性遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)械，但極度疲勞與緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)連續(xù)性能長(zhǎng)期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專(zhuān)業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)容易疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，且受性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)單調(diào)作業(yè)靈活性如果是專(zhuān)用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途通過(guò)教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能力12/20/2022137安全第一，預(yù)防為主人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)