第十章-安全人機系統(tǒng)設(shè)計課件

安全人機工程學(xué)主講鄭重E_mail:46896257@安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課程1安全人機工程學(xué)主講鄭重安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課程1第10章安全人機系統(tǒng)的設(shè)計

內(nèi)容提要

§10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計§10.2人機系統(tǒng)的可靠性§10.3人機系統(tǒng)檢查與評價

2第10章安全人機系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容提要2一、人機系統(tǒng)

人機系統(tǒng)作為一個完整的概念，表達了人機系統(tǒng)設(shè)計的對象和范圍，從而建立解決勞動主體和勞動工具之間矛盾的理論和方法。系統(tǒng)中的人是主要研究對象，但又并非孤立地研究人，它同時研究系統(tǒng)的其他組成部分，并根據(jù)人的特性和能力來設(shè)計和改造系統(tǒng)。1．人機系統(tǒng)的組成2．人機界面3．人與機的不同特點10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計3一、人機系統(tǒng)10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計310.1人機系統(tǒng)的設(shè)計二、人機系統(tǒng)設(shè)計程序

人機系統(tǒng)設(shè)計的每一階段都是由互相聯(lián)系的一系列設(shè)計活動組成，而各個階段之間具有時間上的順序性，即只有上一階段的設(shè)計活動完成后，才能進行下一階段的設(shè)計活動。這就構(gòu)成了人機系統(tǒng)的設(shè)計程序。410.1人機系統(tǒng)的設(shè)計二、人機系統(tǒng)設(shè)計程序410.1人機系統(tǒng)的設(shè)計二、人機系統(tǒng)設(shè)計程序設(shè)計程序，通?？煞譃橐韵聨讉€階段。

（1）定義系統(tǒng)目標和參數(shù)階段，包括確定使用者的需求，確定使用者的特性，確定群體的組織特性，確定作業(yè)方式，確定作業(yè)效能的測量參數(shù)及測試方法。

（2）系統(tǒng)定義階段，包括定義功能要求，定義操作要求。

（3）初步設(shè)計階段，包括功能分配、作業(yè)流程設(shè)計和作業(yè)反饋機制設(shè)計。

（4）人機界面設(shè)計階段，包括顯示裝置設(shè)計、控制裝置設(shè)計和作業(yè)空間設(shè)計。

（5）作業(yè)輔助設(shè)計階段，包括制定使用者素質(zhì)要求、設(shè)計操作手冊、設(shè)計作業(yè)輔助手段和設(shè)計培訓(xùn)方案。

（6）系統(tǒng)評價階段，包括制定評價標準、實施評價和做評價結(jié)論。以上為人機系統(tǒng)設(shè)計過程中的總體程序。510.1人機系統(tǒng)的設(shè)計二、人機系統(tǒng)設(shè)計程序5三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

1．功能分配在人機系統(tǒng)中，把已定義的系統(tǒng)功能按照一定的分配原則，合理地分配給人和機器。這當中，有的系統(tǒng)功能分配是直接的、自然的，但也有些系統(tǒng)功能的分配需更詳盡的研究和更系統(tǒng)的分配方法。系統(tǒng)功能的分配要充分考慮人和機器的基本界限。人的基本界限包括：準確度的界限、體力的界限、知覺能力的界限、動作速度的界限。機器的基本界限包括：機器性能維持能力的界限、機器正常動作的界限、機器判斷能力的界限、成本費用的界限。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計6三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計6三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

1．功能分配

系統(tǒng)功能分配的一般原則。

1）比較分配原則

2）剩余分配原則

3）經(jīng)濟分配原則

4）宜人分配原則

5）彈性分配原則

10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計7三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計7三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

1．功能分配

2．作業(yè)分析

作業(yè)分析是指對已分配給人的功能進行分析，從而使系統(tǒng)中的作業(yè)與作業(yè)之間建立協(xié)調(diào)一致的關(guān)系。

作業(yè)分析包括：確定系統(tǒng)的作業(yè)結(jié)構(gòu)、確定作業(yè)、編制作業(yè)流程圖、建立作業(yè)序。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計8三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計8三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

2．作業(yè)分析

l）系統(tǒng)的作業(yè)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的作業(yè)結(jié)構(gòu)是指對系統(tǒng)的作業(yè)和作業(yè)技能的整體要求。系統(tǒng)的作業(yè)結(jié)構(gòu)取決于人機系統(tǒng)的設(shè)計和分配給人的功能。有些功能可以分解為幾乎每個人都能做的作業(yè)即分解為低技作業(yè)；而有些功能則可以形成復(fù)雜的作業(yè)，即為高技作業(yè)。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計9三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計9三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

2．作業(yè)分析

l）系統(tǒng)的作業(yè)結(jié)構(gòu)

2）確定作業(yè)

根據(jù)分配給人的功能，具體地分析和確定人實現(xiàn)該功能的作業(yè)活動。

3）作業(yè)流程圖

作業(yè)流程圖是根據(jù)所確定的作業(yè)來編制的表示作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)順序的一種框圖。通過作業(yè)流程圖就可以清楚地了解人機系統(tǒng)中，人實現(xiàn)功能的情況；同時，根據(jù)作業(yè)流程圖還可以進一步分析動作的經(jīng)濟性。從而尋求工作環(huán)境舒適、操作力最小、操作時間短、疲勞強度低、工作效率高的有效方法。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計10三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計101111三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

2．作業(yè)分析

l）系統(tǒng)的作業(yè)結(jié)構(gòu)

2）確定作業(yè)

3）作業(yè)流程圖

4）建立作業(yè)序

作業(yè)序是指一個操作人員單獨從事的一組作業(yè)。根據(jù)系統(tǒng)分配給的功能，分解為若干個作業(yè)，然后根據(jù)人操作的方便性、準確性、合理性，將這些作業(yè)組成不同的作業(yè)序。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計12三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計12三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

2．作業(yè)分析

4）建立作業(yè)序

組合作業(yè)序時要充分考慮以下幾方面關(guān)系：作業(yè)的信息或數(shù)據(jù)關(guān)系；作業(yè)的技能水平；作業(yè)的順序關(guān)系；作業(yè)的時間安排；人界面關(guān)系。

一個作業(yè)序可以由多個作業(yè)組合，但組合的數(shù)量應(yīng)與人處理信息的能力相適應(yīng)，輸入層次和量過多會使作業(yè)者不能準確處理。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計13三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計13三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法

2．作業(yè)分析

3．人機界面設(shè)計在人機系統(tǒng)中，人機界面是連接人與機器的重要通道。因此，人機界面設(shè)計，首要的是人與機器的信息交流過程中的準確性、可靠性及有效度。10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計14三、人機系統(tǒng)的設(shè)計方法10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計1415151616第10章安全人機系統(tǒng)的設(shè)計

內(nèi)容提要

§10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計§10.2人機系統(tǒng)的可靠性§10.3人機系統(tǒng)檢查與評價

17第10章安全人機系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容提要1710.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性提高機器設(shè)備可靠性的目的有二：一是延長機器設(shè)備的使用壽命，另一是保證人機系統(tǒng)的安全性。提高機器設(shè)備可靠性的方法從兩方面考慮：減少機器本身故障，延長使用壽命；提高使用安全性。1810.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性1810.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性減少機器故障的方法

(1)利用可靠性高的元件。機器設(shè)備的可靠性取決于組成件或零件的可靠性。

（2）利用備用系統(tǒng)。在一定質(zhì)量條件下增加備用量，尤其是廠礦的關(guān)鍵性設(shè)備.

（3）采用平行的并聯(lián)配置系統(tǒng)，當其中一個部件出現(xiàn)故障，機器設(shè)備仍能正常工作。1910.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性1910.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性減少機器故障的方法

（4）對處于惡劣環(huán)境下的運行設(shè)備應(yīng)采取一定的保護措施；對有些機器設(shè)備以致零部件要采用防振、防浸蝕、防輻射等相應(yīng)措施。

（5）降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，因為增加機器設(shè)備的復(fù)雜程度就意味著其可靠性降低。

（6）加強預(yù)防性維修。預(yù)防性檢查和維修是排除事故隱患，消除機器設(shè)備潛在危險，提高機器設(shè)備可靠性的重要手段。2010.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性2010.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性

提高機器設(shè)備使用安全性的方法，主要是加強安全裝置的設(shè)計，即在機器設(shè)備上配以適當?shù)陌踩b置，盡量減少事故的損失，避免對人體的傷害；同時，一旦機器設(shè)備發(fā)生故障，可以起到終止事故，加強防護的作用。（1）設(shè)計安全開口

2110.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性2110.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性

（2）設(shè)置防護屏。2210.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性2210.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性（3）加聯(lián)鎖裝置。2310.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性2310.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性（4）設(shè)置雙手控制按鈕。（5）安裝感應(yīng)控制器。（6）設(shè)示警裝置。（7）設(shè)應(yīng)急制動開關(guān)，可在緊急狀態(tài)下，停止機器設(shè)備的運轉(zhuǎn)，以保證作業(yè)者的安全。2410.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性2410.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性二、機器的可靠性三、環(huán)境因素l．提高人一環(huán)境系統(tǒng)的可靠性

1）溫度、濕度

2）照明度

3）環(huán)境噪聲

4）環(huán)境污染2．提高機一環(huán)境系統(tǒng)的可靠性

1）溫度

2）腐蝕

3）振動

4）輻射2510.2人機系統(tǒng)的可靠性一、人的可靠性25第10章安全人機系統(tǒng)的設(shè)計

內(nèi)容提要

§10.1人機系統(tǒng)的設(shè)計§10.2人機系統(tǒng)的可靠性§10.3人機系統(tǒng)檢查與評價

26第10章安全人機系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容提要2610.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

人機系統(tǒng)是否符合人機學(xué)設(shè)計要求，可以用核查表進行檢查。雖然這種方法并不完美，但比較簡單。1．國際人機學(xué)會方案

國際人機學(xué)會（IEA）為—了對構(gòu)成作業(yè)的各種因素、作業(yè)者的能力、作業(yè)對人的心理和生理反應(yīng)等進行核查，提出了人機學(xué)分析核查表。它的內(nèi)容包括以下六大部分：

(1)作業(yè)空間； (2)作業(yè)方法；(3)環(huán)境：(4)作業(yè)組織；(5)機能負擔(dān)和綜合負擔(dān)；(6)系統(tǒng)效率。

其中一般項目共計135項，特殊、細節(jié)項目共計188項。各項目具體內(nèi)容這里省略。2710.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查2710.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

人機系統(tǒng)是否符合人機學(xué)設(shè)計要求，可以用核查表進行檢查。雖然這種方法并不完美，但比較簡單。1．國際人機學(xué)會方案

2．日本人機學(xué)會方案

日本人機學(xué)會研究了國際人機學(xué)會的方案，認為其中有許多不夠妥當?shù)牡胤剑谑怯至硇兄贫巳藱C學(xué)檢查表。全文共分九大部分，內(nèi)容繁多，現(xiàn)摘錄如下：2810.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查2810.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(1)前文

1)作業(yè)過程名稱、目的，作業(yè)者的主要任務(wù)。

2)全部作業(yè)人員數(shù)，同時作業(yè)人員數(shù)，作業(yè)人員的性別年齡。

(2)作業(yè)空間

1)盡量使作業(yè)人員避免不必要的步行或升降移動。

2)避免長時間站立。

3)不頻繁出現(xiàn)前屈姿勢。

4)作業(yè)有足夠空間采取滿意的姿勢。

5)有足夠的空間變換姿勢。

6）地面盡量平整，沒有凹凸的地方。

7)地面的硬度、彈性適當。

8)不必要始終站立的作業(yè)，應(yīng)放置椅子或其它支持物。

9）必要時設(shè)置腳墊。

10）出入口有適當高度和寬度。

11）升降設(shè)備充分寬敞。

12）作業(yè)面高度與姿勢相適應(yīng)。

13）作業(yè)人員衣著適合作業(yè)地點的溫度。2910.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查2910.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(3)操作具

1)需要快速、準確的操作，用手操作。

2)操作具放置在手能摸到的范圍內(nèi)。

3)操作具按系統(tǒng)分類

4)緊急用的操作具，除了必須配備以外，還要在形狀、大小、顏色上能夠容易識別。

5)手操作的前后、左右、上下方向與機械動作的方向一致。

6)需要敏捷的操作及頻度大的操作，利用按鈕。

7)原則上雙手都被占用的時候才用腳操作。

8)避免站著進行腳踏作業(yè)。3010.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查3010.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(4)信息源

1)對作業(yè)操作上的必要信息，不過多也不過少。

2)為判別視覺對象及進行作業(yè)，作業(yè)面的照度應(yīng)達到照明標要求。

3)警告指示燈置于引人注目的地方。

4)操作的手不妨礙觀察儀器表盤。

5)標志簡單明了。

6)動作聯(lián)絡(luò)信號標準化。

7)噪聲不妨礙作業(yè)必要的對話。

8)必要時，觸摸一下操作具的形狀和大小就可以將它們區(qū)別開來。

9)除了緊急危險信號外，避免有令人不快的氣味。3110.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查3110.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(5)作業(yè)方法

1)對必要的動作有足夠的空間。

2)只有必要時才用人力移動物件。

3)不同的信息盡量避免在同一地方顯示。

4)每個作業(yè)人員對控制盤的擔(dān)當范圍要適宜。

5)作業(yè)人員錯誤接受信號的結(jié)果，能立即覺察到。

6)作業(yè)中有自己的自然休息時間。

7)共同的作業(yè)分工明確，互相聯(lián)絡(luò)良好。

8)按規(guī)定設(shè)置非常出口，并標志清楚。3210.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查3210.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(6)環(huán)境因素

1)氣溫適宜，作業(yè)舒適。

2)整體照明與局部照明對比適當。

3)對噪聲有隔聲、消聲等有效措施。

4)振動工具的振動不妨害作業(yè)。

5)盡量抑制粉塵飛揚。

6)作業(yè)者不受放射線照射。

7)采取適當手段使有害物質(zhì)不傷害皮膚。

8)有防范風(fēng)水害、雷擊、地震等自然災(zāi)害的設(shè)施。

9)妥善地維護和管理保護用具。3310.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查3310.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(7)作業(yè)組織

1)作業(yè)者擔(dān)當?shù)墓ば蚣耙惶斓淖鳂I(yè)量要適當。

2)在同一工種中，不使一部分人的作業(yè)負擔(dān)偏重。

3)進行醫(yī)學(xué)檢查，不安排醫(yī)學(xué)上不適于作業(yè)的人工作。

4)沒有反復(fù)頻繁做同一作業(yè)而負擔(dān)過重的人。

5)充分保證包括用餐在內(nèi)的休息時間。

6)不連續(xù)數(shù)天深夜工作。

7)遵守婦女、少年就業(yè)限制的有關(guān)規(guī)定。

8)人人明確發(fā)生災(zāi)害時的救急體制和必要措施。

9)定期進行環(huán)境檢測。3410.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查3410.3人機系統(tǒng)檢查與評價一、人機系統(tǒng)檢查

2．日本人機學(xué)會方案

(8)作業(yè)者的綜合負擔(dān)

1)作業(yè)不促使呼吸困難和呼吸不適。

2)—個工作日的能量代謝率不過大。

3)不過分要求