安全生產(chǎn)技術(shù)(第1章)課件

1、第一章機械安全技術(shù)第一節(jié) 機械行業(yè)安全概要一、機械產(chǎn)品主要類別 機械行業(yè)的主要產(chǎn)品種類（12類）：7/27/20221二、機械設(shè)備的危險部位及防護對策 (一) 機械設(shè)備的危險部位： 機械設(shè)備可造成碰撞、夾擊、剪刀、卷入等多種傷害。旋轉(zhuǎn)、直線運動等。7/27/20222(二) 機械傳動機構(gòu)防護對策（P3） 安全技術(shù)措施分類： 直接類安全技術(shù)措施：設(shè)計機器時，消除機器本身的不安全因素； 間接類安全技術(shù)措施：安裝各種安全有效的防護裝置，克服使用過程中產(chǎn)生不安全因素； 指導(dǎo)性安全措施：安裝、使用、維修的安全規(guī)定，保證安全作業(yè)。 7/27/202231齒輪嚙合傳動的防護 齒輪傳動機構(gòu)必須裝置全封閉型的防

2、護裝置。2皮帶傳動機械的防護(P3) 皮帶傳動機構(gòu)的危險部分： 皮帶傳動裝置的防護要求：7/27/202243聯(lián)軸器等的防護 一切突出于軸面而不平滑的物件(鍵、固定螺釘?shù)?均增加了軸的危險性。聯(lián)軸器上突出的螺釘、銷、鍵等均可能給人們帶來傷害。 對聯(lián)軸器的安全要求(P4) 7/27/20225三、機械傷害類型及預(yù)防對策 (一) 機械傷害類型(P4) 一類是機械危害，包括夾擠、碾壓、剪切等，另一類是非機械傷害，包括電氣危害、噪聲危害、溫度危害等。 機械裝置在任何狀態(tài)下都可能發(fā)生危險： （1）正常工作狀態(tài)。鋒利刀具的運轉(zhuǎn)，機械運轉(zhuǎn)的噪聲、振動等。 （2）非正常工作狀態(tài)。故障意外，包括故障狀態(tài)和檢修保

3、養(yǎng)狀態(tài)。如電氣開關(guān)故障，會產(chǎn)生機械不能停機的危險。 （3）非工作狀態(tài)。機械停止運轉(zhuǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，如由于環(huán)境照度不夠而導(dǎo)致人員發(fā)生碰撞事故等。 機械傷害的主要危險和危害（p45）7/27/20226(二) 機械傷害預(yù)防對策1實現(xiàn)機械本質(zhì)安全(p 5)2保護操作者和有關(guān)人員安全(p5)7/27/20227(三) 通用機械安全設(shè)施的技術(shù)要求(P5-6) 1安全設(shè)施設(shè)計要素 2機械安全防護裝置的一般要求 3對機械設(shè)備安全防護罩的技術(shù)要求 4對機械設(shè)備安全防護網(wǎng)的技術(shù)要求7/27/20228四、機械安全設(shè)計與機器安全裝置（一）本質(zhì)安全 本質(zhì)安全是通過機械的設(shè)計者，在設(shè)計階段采取措施來消除機械危險的一種

4、機械安全方法。1.采用本質(zhì)安全技術(shù) 本質(zhì)安全技術(shù)是指利用該技術(shù)進行機械預(yù)定功能的設(shè)計和制造，不需要采用其他安全防護措施，就可以在預(yù)定條件下執(zhí)行機械的預(yù)定功能時滿足機械自身的安全要求。2.限制機械應(yīng)力3.材料和物質(zhì)的安全性 應(yīng)避免采用有毒的材料和物質(zhì)，應(yīng)能避免機械本身或由于使用某種材料而產(chǎn)生的氣體、液體、粉塵、蒸氣或其他物質(zhì)造成的火災(zāi)和爆炸危險。7/27/202294.履行安全人機工程學(xué)原則5.設(shè)計控制系統(tǒng)的安全原則6.防止氣動和液壓系統(tǒng)的危險：安全閥7.預(yù)防電氣危害：低電壓7/27/202210（二）失效安全 設(shè)計者應(yīng)該保證當(dāng)機器發(fā)生故障時不出危險。（三）定位安全 把機器的部件安置到不可能觸及

5、的地點，通過定位達到安全。（四）機器布置 車間合理的機器安全布局可以使事故明顯減少。7/27/202211（五）機器安全裝置1.固定安全裝置 防止接觸機器危險部件的固定的安全裝置。2.連鎖安全裝置 只有當(dāng)安全裝置關(guān)合時，機器才能運轉(zhuǎn)；而只有當(dāng)機器的危險部件停止運動時，安全裝置才能開啟。3.控制安全裝置 要求機器能迅速地停止運動，只有當(dāng)控制裝置完全閉合時，機器才能開動。7/27/2022124.自動安全裝置 自動安全裝置的機制是把暴露在危險中的人體從危險區(qū)域中移開。它僅能使用在有足夠的時間來完成這樣的動作，僅限于在低速運動的機器上采用。5.隔離安全裝置 是一種阻止身體的任何部分靠近危險區(qū)域的設(shè)施

6、，例如固定的柵欄等。6.可調(diào)安全裝置7/27/2022137.自動調(diào)節(jié)安全裝置 由于工件的運動而自動開啟，當(dāng)操作完畢后又回到關(guān)閉的狀態(tài)。8.跳閘安全裝置 在操作到危險點之前，自動使機器停止或反向運動。9.雙手控制安全裝置 這種裝置迫使操縱者要用兩只手來操縱控制器。7/27/202214五、機械制造場所安全技術(shù) (P9-11) (一) 采光 (二) 通道 - 廠區(qū)主干道和車間安全通道 (三) 設(shè)備布局 (四) 物料堆放 (五) 地面狀態(tài)7/27/202215第二節(jié)、金屬切削機床及砂輪機安全技術(shù)主要內(nèi)容：從第二節(jié)到第六節(jié)介紹5因素、5技術(shù)一、金屬切削機床的危險因素1機床的危險因素(p11) 2機床

7、常見事故(p11) 7/27/202216二、金屬切削機床的安全技術(shù)措施1. 機床運轉(zhuǎn)常見的異?，F(xiàn)象(6點, P11-12) 溫升異常、轉(zhuǎn)速異常、振動和噪聲過大、輸入輸出參數(shù)異常。出現(xiàn)撞擊聲、機床內(nèi)部缺陷種種現(xiàn)象，都是事故的前兆和隱患。 2. 運動機械中易損件的故障檢測(p12)3. 金屬切削機床常見危險因素的控制措施(8點，p12)三、 砂輪機的安全技術(shù)要求（P13-14）使用砂輪機的安全要求1.禁止側(cè)面磨削。2.不準正面操作。3.不準共同操作，2人共用1臺砂輪機嚴格禁止。 7/27/202217第三節(jié) 沖壓（剪）機械安全技術(shù)(P14-16)一、沖壓作業(yè)的危險因素（4點P14）二、 沖壓作業(yè)

8、安全技術(shù)（3點P14-15）三、沖壓作業(yè)的機械化和自動化（P15-16） 7/27/202218四、 剪板機安全技術(shù)措施 類型： 平剪 滾剪 震動剪 機械傳動：剪切厚度小于10mm的剪板機 液壓傳動：大于10mm的剪板機 操作剪板機時應(yīng)注意:(5點,P16)7/27/202219第四節(jié)、木工機械安全技術(shù)一、 木工機械危險有害因素（5點，P16-17）二、木工機械安全技術(shù)措施1.按照有輪必有罩、有軸必有套和鋸片有罩、鋸條有套，對各種木工機械配置相應(yīng)的安全防護裝置。2.應(yīng)配置與其機械運轉(zhuǎn)相連接的消聲、吸塵或通風(fēng)裝置，以消除或減輕職業(yè)危害。3.木工機械的刀軸與電器應(yīng)有安全聯(lián)控裝置。4.采用安全送料裝

9、置或設(shè)置分離刀，防反彈安全屏護裝置5.專門設(shè)置遇事故需緊急停機的安全控制裝置7/27/202220第五節(jié) 鑄造安全技術(shù)鑄造作為一種金屬熱加工工藝, 將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型型腔中, 待其凝固后而得到一定形狀和性能鑄件的方法。鑄造作業(yè)一般按造型方法來分類, 習(xí)慣上分為普通砂型鑄造和特種鑄造。7/27/202221一、鑄造作業(yè)危險有害因素1.火災(zāi)及爆炸紅熱的鑄件、飛濺鐵水等一旦遇到易燃易爆物品, 極易引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。2.灼燙澆注時稍有不慎, 就可能被熔融金屬燙傷；經(jīng)過熔煉爐時, 可能被飛濺的鐵水燙傷；經(jīng)過高溫鑄件時, 也可能被燙傷。3.機械傷害鑄造作業(yè)過程中, 機械設(shè)備、工具或工件的非正

10、常選擇和使用, 人的違章操作等, 都可導(dǎo)致機械傷害。如造型機壓傷, 設(shè)備修理時誤啟動導(dǎo)致砸傷、碰傷。4.高處墜落由于工作環(huán)境惡劣、照明不良, 加上車間設(shè)備立體交叉, 維護、檢修和使用時, 易從高處墜落。5.塵毒危害在型砂、芯砂運輸、加工過程中, 打箱、落砂及鑄件清理中, 都會使作業(yè)地區(qū)產(chǎn)生大量的粉塵, 因接觸粉塵、有害物質(zhì)等因素易引起職業(yè)病。6.噪聲振動在鑄造車間使用的震實造型機、鑄件打箱時使用的震動器, 以及在鑄件清理工序中，利用風(fēng)動工具清鏟毛刺, 利用滾筒清理鑄件等都會產(chǎn)生大量噪聲和強烈的振動。7.高溫和熱輻射鑄造生產(chǎn)在熔化、澆鑄、落砂工序中都會散發(fā)出大量的熱量, 在夏季車間溫度會達到40

11、 或更高, 鑄件和熔煉爐對工作人員健康或工作極為不利。7/27/202222二、鑄造作業(yè)安全技術(shù)措施由于鑄造車間的工傷事故遠較其他車間為多, 因此, 需從多方面采取安全技術(shù)措施。 ( 一 )工藝要求1.工藝布置應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝水平、設(shè)備特點、廠區(qū)場地和廠房條件等, 結(jié)合防塵防毒技術(shù)綜合考慮工藝設(shè)備和生產(chǎn)流程的布局。7/27/2022232.工藝設(shè)備凡產(chǎn)生粉塵污染的定型鑄造設(shè)備 ( 如混砂機、篩砂機、帶式運輸機等 ), 制造廠應(yīng)配置密閉罩, 非標準設(shè)備在設(shè)計時應(yīng)附有防塵設(shè)施。型砂準備及砂的處理應(yīng)密閉化、機械化。輸送散料狀干物料的帶式運輸機應(yīng)設(shè)封閉罩。混砂不宜采用揚塵大的爬式翻斗加料機和外置式定量器

12、, 宜采用帶稱量裝置的密閉混砂機。爐料準備的稱量、送料及加料應(yīng)采用機械化裝置。3.工藝方法在采用新工藝、新材料時, 應(yīng)防止產(chǎn)生新污染。沖天爐熔煉不宜加螢石。應(yīng)改進各種加熱爐窯的結(jié)構(gòu)、燃料和燃燒方法, 以減少煙塵污染。回用熱砂應(yīng)進行降溫去灰處理。4.工藝操作（P20-21）在工藝可能的條件下, 宜采用濕法作業(yè)。落砂、打磨、切割等操作條件較差的場合，宜采用機械手遙控隔離作業(yè)。7/27/202224( 二 ) 建筑要求鑄造車間應(yīng)安排在高溫車間、動力車間的建筑群內(nèi), 建在廠區(qū)其他不釋放有害物質(zhì)的生產(chǎn)建筑的下風(fēng)側(cè)。廠房主要朝向宜南北向。廠房平面布置應(yīng)在滿足產(chǎn)量和工藝流程的前提下同建筑、結(jié)構(gòu)和防塵等要求綜

13、合考慮。鑄造車間四周應(yīng)有一定的綠化帶。鑄造車間除設(shè)計有局部通風(fēng)裝置外, 還應(yīng)利用天窗排風(fēng)或設(shè)置屋頂通風(fēng)器。熔化、澆注區(qū)和落砂、清理區(qū)應(yīng)設(shè)避風(fēng)天窗。有橋式起重設(shè)備的邊跨, 宜在適當(dāng)高度位置設(shè)置能啟 闊的窗扇。( 三 )除塵7/27/202225第六節(jié) 鍛造安全技術(shù)一、鍛造的特點（7點，P22-23）二、鍛造的危險有害因素（2點，P23）三、鍛造的安全技術(shù)措施（12點，P23-24）7/27/202226第七節(jié)安全人機工程基本知識主要內(nèi)容：安全人機工程的定義，研究內(nèi)容，人機系統(tǒng)的類型，機械設(shè)計本質(zhì)安全。一、定義與研究內(nèi)容(一)安全人機工程的定義安全人機工程是運用人機工程學(xué)的理論和方法研究“人-機-

14、環(huán)境”系統(tǒng)，并使三者在安全的基礎(chǔ)上達到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟運行的一門綜合性的科學(xué)。7/27/202227 (二)安全人機工程的主要研究內(nèi)容 安全人機工程在所研究的諸多因素中，主要是研究人與機器的關(guān)系，主要內(nèi)容包括如下4個方面： 分析機械設(shè)備及設(shè)施在生產(chǎn)過程中存在的不安全因素，并有針對性地進行可靠性設(shè)計、維修性設(shè)計、安全裝置設(shè)計、安全啟動和安全操作設(shè)計及安全維修設(shè)計等 研究人的生理和心理特性，分析研究人和機器各自的功能特點，進行合理的功能分配，以構(gòu)成不同類型的最佳人機系統(tǒng)。 研究人與機器相互接觸、相互聯(lián)系的人機界面中信息傳遞的安全問題。 7/27/202228 分析人機系統(tǒng)的可靠性，建

15、立人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計原則，據(jù)此設(shè)計出經(jīng)濟、合理以及可靠性高的人機系統(tǒng)。在人機系統(tǒng)中人始終起著核心和主導(dǎo)作用，機器起著安全可靠的保證作用。解決安全問題的根本是實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化和自動化，讓工業(yè)機器人代替人的部分危險操作，從根本上將人從危險作業(yè)環(huán)境中徹底解脫出來，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 7/27/202229（三）人機系統(tǒng)的類型 人機系統(tǒng)主要有兩類，一類為機械化、半機械化控制的人機系統(tǒng)；一類為全自動化控制的人機系統(tǒng)。機械化、半機械化控制的人機系統(tǒng)，人機共體，或機為主體，系統(tǒng)的動力源由機器提供，人在系統(tǒng)中主要充當(dāng)生產(chǎn)過程的操作者與控制者，即控制器主要由人來操作。在控制系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)控裝置，如果人操作失誤，機

16、器會拒絕執(zhí)行或提出警告。在全自動化控制的人機系統(tǒng)中，以機為主體，機器的正常運轉(zhuǎn)完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的機器自身的控制，人只是一個監(jiān)視者和管理者，監(jiān)視自動化機器的工作。只有在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)差錯時，人才進行干預(yù)，采取相應(yīng)的措施。 7/27/202230二、機械設(shè)計本質(zhì)安全（P25-26） （一）機械設(shè)計本質(zhì)安全的定義機械設(shè)計本質(zhì)安全是指機械的設(shè)計者，在設(shè)計階段采取措施來消除安全隱患的一種機械安全方法。包括在設(shè)計中排除危險部件，減少或避免在危險區(qū)處理工作需求，提供自動反饋設(shè)備并使運動的部件處于密封狀態(tài)之中等。 7/27/202231（二）機械失效安全 機械設(shè)計者應(yīng)該在設(shè)計中考慮到當(dāng)發(fā)生故障時不出危險。

17、這一類裝置包括操作限制開關(guān)，限制不應(yīng)該發(fā)生的沖擊及運動的預(yù)設(shè)制動裝置，設(shè)置把手和預(yù)防下落的裝置，失效安全的限電開關(guān)等。 7/27/202232（三）機械部件的定位安全 把機械的部件安置到不可能觸及的地點，通過定位達到安全的目的。設(shè)計者必須考慮到人在正常情況下不會觸及到部件，而在某些情況下可能會接觸到，例如登著梯子對機械進行維修等情況。 7/27/202233（四）機器的安全布置 在車間內(nèi)對機器進行合理的安全布局，可以使事故明顯減少，布局時要考慮如下因素： 空間：便于操作、管理、維護、調(diào)試和清潔。 照明：包括工作場所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止眩目）和為操作機器而需的照明。 管、線布置

18、：不要妨礙在機器附近的安全出入、避免磕絆，有足夠的上部空間。保證維修時人員的出入安全。 7/27/202234第八節(jié) 人的特性主要內(nèi)容：人體的靜態(tài)與動態(tài)測量，測量數(shù)據(jù)的運用準則。人的生理因素包括：感覺器官（視覺、聽覺）、機能特性（反應(yīng)時間）、形態(tài)特性（人體特征參數(shù)）、生理節(jié)奏、疲勞等；人的心理因素包括：心理過程（認識與情感意志）、個性心理（能力、性格、氣質(zhì)與需要、動機）7/27/202235一、人體測量為了使各種與人有關(guān)的機械、設(shè)備、產(chǎn)品等能夠在安全的前提下高效工作, 就須實現(xiàn) 人機的最優(yōu)結(jié)合, 并使人在使用時處于安全、舒適的狀態(tài)和無害、宜人的環(huán)境之中；現(xiàn)代設(shè)計就必須充分考慮人體的各種人機學(xué)參

19、數(shù)。( 一 )人體尺寸測量基礎(chǔ) （P26-28）7/27/202236( 二 )靜態(tài)測量1.靜態(tài)測量方法人體尺寸的靜態(tài)測量屬于傳統(tǒng)的測量方法, 用途很廣。靜態(tài)人體測量可采取不同的姿 勢, 主要有立姿、坐姿、跪姿和臥姿等幾種。制作衣服時人體尺寸的測量是常見的人體靜態(tài)測量的方法, 這種測量是在被測量者靜態(tài)地站著或坐著的姿勢下進行的。靜態(tài)測量數(shù)據(jù) 是動態(tài)測量的基礎(chǔ), 是設(shè)計人機系統(tǒng)不可缺少的參數(shù)。2.影響人體測量數(shù)據(jù)的因素（P30-31）7/27/202237( 三 )動態(tài)測量 1.活動空間要完成一項非常簡單的任務(wù), 人體也需要某些部位運動, 這就要求有足夠的空間, 即活動空間。人在勞動或運動時,

20、人體空間位置與尺寸時刻在變化, 這種變化是動態(tài)變化。 動態(tài)測量就是測定人體動態(tài)變化時的數(shù)值。靜態(tài)測量的數(shù)據(jù), 雖可解決許多產(chǎn)品設(shè)計問 題, 但人在勞動時, 姿勢和體位會頻繁變化, 就需用動態(tài)數(shù)據(jù)進行衡量?；顒涌臻g的分配依賴于許多因素：使用的人群, 任務(wù), 衣物, 設(shè)備及作業(yè)性質(zhì)等。所以一般沒有固定的規(guī)則或模式。例如, 一名消防隊員在特定寬度的通道攀梯時, 就要考慮 他的衣服的不同、攜帶設(shè)備的不同, 以及通道內(nèi)是否還有另外的物體, 如燈、其他儀器。 在不同的情境要求下, 需要不同尺寸的活動空間。7/27/2022382.伸展域（P31-32）人在各種狀況下工作時都需要有足夠的活動空間。在工作中人

21、常取站、坐、跪等作業(yè)姿勢；立姿時人的活動空間不僅取決于身體的尺寸, 而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動作和肌肉。人在站立并保持腳的站立面不變時, 手臂的活動空間用舒適伸展域來表示。7/27/202239( 四 ) 人體測量數(shù)據(jù)的運用準則 在運用人體測量數(shù)據(jù)進行設(shè)計時, 應(yīng)遵循以下幾個準則:1.最大最小準則。該準則要求根據(jù)具體設(shè)計目的選用最小或最大人體參數(shù)。如人體身高常用于通道和門的最小高度設(shè)計, 為盡可能使所有人(99%以上)通過時不致發(fā)生撞頭事件, 通道和門的最小高度設(shè)計應(yīng)使用高百分位身高數(shù)據(jù)；而操作力設(shè)計則應(yīng)按最小操縱力準則設(shè)計。2.可調(diào)性準則。對與健康安全關(guān)系密切或減輕作業(yè)疲勞的設(shè)計應(yīng)

22、遵循可調(diào)性準則, 在使用對象群體的5%-95%可調(diào)。如汽車座椅應(yīng)在高度、靠背傾角、前后距離等尺度方向上可調(diào)。7/27/2022403.平均準則。雖然平均這個概念在有關(guān)人使用的產(chǎn)品、用具設(shè)計中不太合理, 但諸如門拉手高、錘子和刀的手柄等, 常用平均值進行設(shè)計更合理。同理, 對于肘部平放高度設(shè)計數(shù)而言, 由于主要是能使手臂得到舒適的休息, 故選用第50百分位數(shù)據(jù)較合理, 對 于中國人而言, 這個高度在1427.9cm之間。4.使用最新人體數(shù)據(jù)準則。所有國家的人體尺度都會隨著年代、社會經(jīng)濟的變化而不同。因此, 應(yīng)使用最新的人體數(shù)據(jù)進行設(shè)計。5.地域性準則。一個國家的人體參數(shù)與地理區(qū)域分布、民族等因素

23、有關(guān), 設(shè)計時必須考慮實際服務(wù)的區(qū)域和民族分布等因素。7/27/2022416.功能修正與最小心理空間相結(jié)合準則。國家標準公布的有關(guān)人體數(shù)據(jù)是在裸體或穿單薄內(nèi)衣的條件下測得的, 測量時不穿鞋。而設(shè)計中所涉及的人體尺度是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽條件下的人體尺寸。因此, 考慮有關(guān)人體尺寸時, 必須給衣服、鞋、帽留下適當(dāng)?shù)挠嗔? 也就是應(yīng)在人體尺寸上增加適當(dāng)?shù)闹b修正量。所有這些修正量總計為功能修正量。于是, 產(chǎn)品的最小功能尺寸可由下式 確定： SminRf 式中：Smin最小功能尺寸； R 第百分位人體尺寸數(shù)據(jù)； f 功能修正量。7/27/202242功能修正量隨產(chǎn)品不同而異, 通常為正值, 但有時

24、也可能為負值。通常用實驗方法求 得功能修正量, 但也可以通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得。另外, 為了克服人們心理上產(chǎn)生的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”等心理感受, 或者為了滿足人們“求美”、“求奇”等心理需求, 在產(chǎn)品最小功能尺寸上常附加一項增量,稱為心理修正量?？紤]了心理修正量的產(chǎn)品功能尺寸稱為最佳功能尺寸, 可表示為： SopmRfp式中：Sopm最小功能尺寸； R 第百分位人體尺寸數(shù)據(jù)； f 功能修正量； p 心理修正量。心理修正量可用實驗方法司求的, 一般是通過被試者主觀評價表的評分結(jié)果進行統(tǒng)計分 析求得心理修正量。7/27/202243二、人的生理特性（一）人的感覺與感覺器官 1視覺 常見的幾種視

25、覺現(xiàn)象 視覺損傷與視覺疲勞 視覺的運動規(guī)律7/27/2022442聽覺聽覺的功能有分辨聲音的高低和強弱，還可以判斷環(huán)境中聲源的方向和遠近。 聽覺特性 聽覺的掩蔽3人的感覺與反應(yīng)（P36）人們在操縱機械或觀察識別事物時，從開始操縱、觀察、識別到采取動作，存在一個感知時間過程，即存在一段反應(yīng)時間。 7/27/202245 反應(yīng)時間 反應(yīng)時間是指人從機器或外界獲得信息，經(jīng)過大腦加工分析發(fā)出指令到運動器官開始執(zhí)行動作所需的時間。反應(yīng)時間是從包括感覺反應(yīng)時間（從信息開始刺激到感覺器官有感覺所用時間）到開始動作所用時間（信息加工、決策、發(fā)令開始執(zhí)行所用時間）的總和。由于人的生理心理因素的限制，人對刺激的反

26、應(yīng)速度是有限的。一般條件下，反應(yīng)時問約為0.10.5 s。對于復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時間達13 s，要進行復(fù)雜判斷和認識的反應(yīng)時間平均達35 s，具體的帶有判別的反應(yīng)時間t可用下式求得： 7/27/202246 t = k log2 (n+1) 式中，k為常數(shù)；n為等概率出現(xiàn)的選擇對象數(shù)；(n+1)是考慮判明是否出現(xiàn)刺激。 為了保證安全作業(yè)，一方面在機器設(shè)計中，應(yīng)使操縱速度低于人的反應(yīng)速度。另一方面應(yīng)設(shè)法提高人的反應(yīng)速度。 7/27/202247 減少反應(yīng)時間的途徑 一般來說，機器設(shè)備的情況、信息的強弱和信息狀況等外界條件是影響反映時間的重要因素；而機器的外觀造型和操縱機構(gòu)是否適宜于人的操作要求，以

27、及操作者的生物力學(xué)特性等，則是直接影響動作時間的重要因素。 7/27/202248 合理地選擇感知類型。比較各類感覺的反應(yīng)時間，發(fā)現(xiàn)聽覺和知覺反應(yīng)時間最短，約0.10.2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計各類機器時，應(yīng)根據(jù)操縱控制情況，合理選擇感覺通道，盡量選用反應(yīng)時間短的通道去控制和調(diào)節(jié)機器。 適應(yīng)人的生理心理要求，按人機工程學(xué)原則設(shè)計機器。 操作者操作技術(shù)的熟練程度直接影響反應(yīng)速度，應(yīng)通過訓(xùn)練來提高人的反應(yīng)速度。 7/27/202249(二)人體的特征參數(shù)（P3640）1.人體特性參數(shù)與產(chǎn)品設(shè)計和操縱機器有關(guān)的人體特性參數(shù)很多，歸納起來有如下4類： 靜態(tài)參數(shù)靜態(tài)參數(shù)是指人體在靜止?fàn)顟B(tài)下測得的

28、形態(tài)參數(shù)，也稱人體的基本尺度，如人體高度及各部分長度尺寸。 動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)是指在人體運動狀態(tài)下，人體的動作范圍，主要包括肢體的活動角度和肢體所能達到的距離等兩方面的參數(shù)。如手臂、腿腳活動時測得的參數(shù)。 7/27/202250 生理學(xué)參數(shù)生理學(xué)參數(shù)主要是指有關(guān)的人體各種活動和工作引起的生理變化，反映人在活動和工作時負荷大小的參數(shù)， 包括人體耗氧量、心臟跳動頻率、呼吸頻率及人體表面積和體積等。 生物力學(xué)參數(shù)生物力學(xué)參數(shù)主要指人體各部分（如手掌、前臂、上臂、軀干（包括頭、頸）、大腿和小腿、腳等）出力大小的參數(shù)，如握力、拉力、推力、推舉力、轉(zhuǎn)動慣量等。 7/27/2022512.人體勞動強度參數(shù)（P

29、3640）人體的能量代謝耗氧量（單位L/min）心率F（單位min-1）人的勞動強度7/27/202252(三) 疲勞 1. 疲勞的定義疲勞分為肌肉疲勞 ( 或稱體力疲勞 ) 和精神疲勞 ( 或稱腦力疲勞 ) 兩種。肌肉疲勞是指過度緊張的肌肉局部出現(xiàn)酸痛現(xiàn)象, 一般只涉及大腦皮層的局部區(qū)域。而精神疲勞則與中樞神經(jīng)活動有關(guān), 它是一種彌散的、不愿意再作任何活動和懶惰的感覺, 意味著肌體迫切需要休息。 7/27/2022532疲勞產(chǎn)生的原因及消除途徑 (1)疲勞的原因。勞動過程中，人體承受了肉體或精神上的負荷，受工作負荷的影響產(chǎn)生負擔(dān)，負擔(dān)隨時間推移，不斷地積累就將引發(fā)疲勞。歸結(jié)起來疲勞有兩個方面

30、的主要原因。 1)工作條件因素。泛指一切對勞動者的勞動過程產(chǎn)生影響的工作環(huán)境。 勞動制度和生產(chǎn)組織不合理。如作業(yè)時間過久、強度過大、速度過快、體位欠佳等。 機器設(shè)備和工具條件差，設(shè)計不良。如控制器、顯示器不適合于人的心理及生理要求。 工作環(huán)境很差。如照明欠佳，噪聲太強，振動、高溫、高濕以及空氣污染等。7/27/2022542)作業(yè)者本身的因素。作業(yè)者因素包括作業(yè)者的熟練程度、操作技巧、身體素質(zhì)及對工作的適應(yīng)性，營養(yǎng)、年齡、休息、生活條件以及勞動情緒等。這里，大多數(shù)影響因素都會帶來生理疲勞，但是機體疲勞與主觀疲勞感未必同時發(fā)生，有時機體尚未進入疲勞狀態(tài)，卻出現(xiàn)了主觀疲勞感。如對工作缺乏興趣時常常

31、如此。有時機體早已疲勞卻無疲勞感，如出于對工作具有高度責(zé)任感、特殊愛好或急中生智的情境之中時。造成心理疲勞的誘因主要有： 7/27/202255勞動效果不佳。在相當(dāng)長時期內(nèi)沒有取得滿意的成果，會引發(fā)心理疲勞。勞動內(nèi)容單調(diào)。作業(yè)動作單一、乏味，不能引起作業(yè)者的興趣。如流水線上分工過細的專門操作，顯示器前的監(jiān)視工作等。勞動環(huán)境缺少安全感。涉及技術(shù)方面的安全防護設(shè)施和職業(yè)的穩(wěn)定性，以及不適的督導(dǎo)和過分的暗示，造成心理壓力與精神負擔(dān)。勞動技能不熟練。當(dāng)工作任務(wù)的繁復(fù)程度遠遠超過了勞動者能力水平。困難大，負擔(dān)重，壓力大，力不能負時，也易產(chǎn)生心理疲勞。勞動者本人的思維方式及行為方式導(dǎo)致的精神狀態(tài)欠佳、人際

32、關(guān)系不好，上下級關(guān)系緊張，以及家庭生活的不順等都可能引起心理疲勞。7/27/202256 消除疲勞的途徑消除疲勞的途徑歸納起來有以下幾方面：在進行顯示器和控制器設(shè)計時應(yīng)充分考慮人的生理心理因素； 通過改變操作內(nèi)容、播放音樂等手段克服單調(diào)乏味的作業(yè)；改善工作環(huán)境, 科學(xué)地安排環(huán)境色彩、環(huán)境裝飾及作業(yè)場所布局，合理的溫濕度，充足的光照等；避免超負荷的體力或腦力勞動，合理安排作息時間，注意勞逸結(jié)合等。3.疲勞的測定（P41）4.單調(diào)作業(yè)與輪班作業(yè)（P41-43）7/27/202257三、人的心理特性（P4345） （一）能力（二）性格（三）氣質(zhì)（四）需要與動機（五）情緒與情感（六）意志 7/27/2

33、02258第九節(jié) 機械的特性 主要內(nèi)容：機械安全的定義及特性，機械設(shè)備故障診斷技術(shù)。機械的可靠性度量指標，可靠性設(shè)計，維修性設(shè)計一、機械安全的定義及特性（P45-46）（一）機械安全定義（二）機械安全的特性7/27/202259現(xiàn)代機械安全應(yīng)具有以下幾方面的特性：1. 系統(tǒng)性現(xiàn)代機械的安全應(yīng)建立在心理、信息、控制、可靠性、失效分析、環(huán)境學(xué)、勞動衛(wèi)生、計算機等科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上, 并綜合與系統(tǒng)地運用這些科學(xué)技術(shù)。2. 防護性通過對機械危險的智能化設(shè)計，應(yīng)使機器在整個壽命周期內(nèi)發(fā)揮預(yù)定功能，包括誤操作時, 其機器和人身均是安全的, 使人對勞動環(huán)境、勞動內(nèi)容和主動地位的提高得到不斷改善。 7/27/20

34、22603. 友善性機械安全設(shè)計涉及到人和人所控制的機器, 它在人與機器之間建立起一套滿足人的生理特性、心理特性, 充分發(fā)揮人的功能的、提高人機系統(tǒng)效率的安全系統(tǒng), 在設(shè)計中通過減少操作者的緊張和體力來提高安全性, 并以此改善機器的操作性能和提高其可靠性。4. 整體性現(xiàn)代機械的安全設(shè)計必須全面、系統(tǒng)地對導(dǎo)致危險的因素進行定性、定量分析和評價, 整體尋求降低風(fēng)險的最優(yōu)設(shè)計方案。 7/27/202261二、機械設(shè)備故障診斷技術(shù)（P4648）( 一 ) 機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型故障診斷是研究機械設(shè)備運行狀態(tài)變化的信息, 進而識別、預(yù)測和監(jiān)視機械運行狀態(tài)的技術(shù)方法。 在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中,

35、 設(shè)備的狀態(tài)向量是設(shè)備異?；蚬收闲畔⒌闹匾d體，是設(shè)備故障診斷的客觀依據(jù)，所以及時而正確地掌握狀態(tài)向量是進行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他檢測手段進行狀態(tài)信號的監(jiān)測。 7/27/202262( 二 ) 故障診斷的基本流程及實施步驟 故障診斷包括診斷文檔建立和診斷實施兩大部分。診斷實施過程是故障診斷的中心工作，它可以細分為4 個基本步驟:(1) 信號檢測。按不同診斷目的選擇最能表征設(shè)備狀態(tài)的信號, 對該類信號進行全面地檢測, 并將其匯集在一起, 形成一個設(shè)備工作狀態(tài)信號子集, 該子集稱為初始模式向量。(2) 特征提取 ( 或稱信號處理 ) 。將初始模式向量進行維數(shù)變換、形式變換, 去掉冗

36、余信息, 提取故障特征, 形成待檢模式。(3) 狀態(tài)識別。將待檢模式與樣板模式 ( 故障檔案)對比, 進行狀態(tài)分類。(4) 診斷決策。根據(jù)判別結(jié)果采取相應(yīng)的對策。對策主要是指對設(shè)備及其工作進行必要的預(yù)測和干預(yù)。 7/27/202263(三) 故障診斷技術(shù)（P47-48）故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)包括振動信號的檢測與分析等5點內(nèi)容。 7/27/202264三、機械的可靠性設(shè)計與維修性設(shè)計（一）可靠性定義及其度量指標（P4849）1.可靠性定義所謂可靠性是指系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。這里所說的規(guī)定條件包括所處的環(huán)境條件、使用條件、維修條件。規(guī)定時間是指產(chǎn)品的可靠性與使

37、用時間的長短有密切關(guān)系，可靠性是時間的函數(shù)。7/27/2022652.可靠性度量指標可靠度可靠度數(shù)值應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的要求來確定, 一般原則是根據(jù)故障發(fā)生后導(dǎo)致事故的后果和經(jīng)濟損失而定。7/27/202266故障率 ( 或失效率)故障率是指工作到 t 時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品, 在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率。故障率也是時間的函數(shù), 記為（t），稱為故障率函數(shù)。產(chǎn)品在其整個壽命期間內(nèi)各個時期的故障率是不同的, 其故障率隨時間變化的曲線稱為壽命的曲線, 也稱浴盆曲線。 7/27/202267 平均壽命 ( 或平均無故障工作時間)對非維修產(chǎn)品稱平均壽命, 其觀測值為產(chǎn)品發(fā)生失效前的平均工作時間,

38、或所有試驗產(chǎn)品都觀察到壽命終了時，它們壽命的算術(shù)平均值對于維修產(chǎn)品來說, 稱平均無故障工作時間或平均故障問隔時間, 其觀測值等于在使用壽命周期內(nèi)的某段觀察期間累積工作時 間與發(fā)生故障次數(shù)之比。 7/27/202268 維修度 維修度是指維修產(chǎn)品發(fā)生故障后, 在規(guī)定條件 ( 備件貯備、維修工具、維修方法及維修技術(shù)水平等 ) 和規(guī)定時間內(nèi)能修復(fù)的概率, 它是維修時間 r 的函數(shù), 用 M（z）表示, 稱為維修度函數(shù)。 有效度 狹義可靠度 R(t) 與維修度 M ( ) 的綜合稱為有效度, 也稱廣義可靠度。其定義是, 對維修產(chǎn)品, 在規(guī)定的條件下使用, 在規(guī)定維修條件下修理, 在規(guī)定的時間內(nèi)具有或維

39、持其規(guī)定功能處于正常狀態(tài)的概率。 7/27/202269（二）維修性設(shè)計 （P49-50）1. 維修及維修性所謂維修是指使產(chǎn)品保持在正常使用和運行狀態(tài), 以及為排除故障或缺陷所采取的一切措施, 包括設(shè)備運行過程中的維護保養(yǎng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷以及故障檢修、調(diào)整和最后的驗收試驗等直至恢復(fù)正常運行等一系列工作。簡言之, 為保持或恢復(fù)產(chǎn)品規(guī)定功能采取的技術(shù)措施叫做維修。維修性是指對故障產(chǎn)品修復(fù)的難易程度, 即在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi), 完成某種產(chǎn)品維修任務(wù)的難易程度。 7/27/2022702. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的維修性設(shè)計維修性設(shè)計是指產(chǎn)品設(shè)計時, 設(shè)計師應(yīng)從維修的觀點出發(fā), 保證當(dāng)產(chǎn)品一旦出故障, 能

40、容易地發(fā)現(xiàn)故障, 易拆、易檢修、易安裝, 即可維修度要高。維修度是產(chǎn)品的固有性質(zhì),它屬于產(chǎn)品固有可靠性的指標之一。維修度的高低直接影響產(chǎn)品的維修工時、維修費用, 影響產(chǎn)品的利用率。維修性設(shè)計中應(yīng)考慮的主要問題有可達性、零組部件的標準化和互換性、維修人員的安全等內(nèi)容。 7/27/2022713.可靠性設(shè)計與維修性設(shè)計的關(guān)系可靠性設(shè)計和維修性設(shè)計是從不同的角度來保證產(chǎn)品的可靠性。前者著重從保證產(chǎn)品的工作性能出發(fā), 力求不出故障或少出故障, 是解決本質(zhì)安全問題, 在方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè) 計階段就設(shè)法消除危險與有害因素；后者則是從維修的角度考慮, 一旦產(chǎn)品發(fā)生故障, 其本身就能自動及時發(fā)現(xiàn)故障, 并且顯示

41、故障或發(fā)出警報信號, 并能自動排除故障或中止故障。 7/27/202272第十節(jié) 人機作業(yè)環(huán)境一、光環(huán)境（P50-52）（一）光的度量（二）照明對作業(yè)的影響二、色彩環(huán)境（P52-53）（一）顏色的特性（二）色彩對人的影響7/27/202273三、微氣候環(huán)境（P53-57） (一)構(gòu)成微氣候的要素及相互聯(lián)系 1空氣溫度 空氣溫度是評價熱環(huán)境的主要指標，它分為舒適溫度和允許溫度。 舒適溫度是指人的主觀感覺舒適的溫度或指人體生理上的適宜溫度。常用的是以人主觀感覺到舒適的溫度作為舒適溫度。生理學(xué)上對舒適溫度規(guī)定為，人坐著休息、穿薄衣、無強迫熱對流，在通常地球引力和海平面的氣壓條件下，未經(jīng)熱習(xí)服(也稱為

42、熱適應(yīng)，指人長期在高溫下生活和工作，相應(yīng)習(xí)慣熱環(huán)境)的人所感到的舒適溫度。按照這一規(guī)定，舒適溫度應(yīng)在(213)范圍內(nèi)。7/27/202274允許溫度通常是指基本上不影響人的工作效率、身心健康和安全的溫度范圍。其溫度范圍一般是舒適溫度(35)。對人的工作效率有影響的低溫，通常是在10以下。低溫對人體最普遍的傷害是凍傷。除此之外，人體還會出現(xiàn)一系列的低溫癥狀。首先出現(xiàn)的是心跳加快、顫抖等現(xiàn)象，接著出現(xiàn)頭痛等不適反應(yīng)。當(dāng)人體的深部溫度降到27以下時，人即瀕臨死亡。在低溫下工作所消耗的體力，通常比在常溫環(huán)境下要高。工作效率在人體不能保持體溫時才起變化。低溫對人的工作效率的影響最敏感的是手指的精細操作。

43、7/27/2022752空氣濕度 空氣的干濕程度即空氣濕度。濕度有絕對濕度和相對濕度兩種。作業(yè)環(huán)境的濕度通常采用相對濕度來表示。相對濕度在80以上稱為高氣濕，低于30稱為低氣濕?？諝庀鄬穸葘θ梭w的熱平衡和溫?zé)岣杏兄卮笞饔茫貏e是在高溫或低溫的條件下，高氣濕對人體的作用就更明顯。高溫高濕時，人體散熱更加困難；低溫高濕下人會感到更加陰冷。一般情況下，相對濕度在3070時感到舒適。 7/27/202276 3氣流速度 氣流主要是在溫度差形成的熱壓力作用下產(chǎn)生的。氣流速度通常以米每秒表示。據(jù)測定，在室外的舒適溫度范圍內(nèi)，一般氣流速度為015 ms時，人即可感到空氣新鮮。在室內(nèi)，即使溫度適宜，由于空氣

44、流動速度小，也會有沉悶感。 7/27/202277 4熱輻射 熱輻射包括太陽輻射和人體與其周圍環(huán)境之間的輻射。任何兩種不同溫度的物體之間都有熱輻射存在，它不受空氣影響，直至兩物體的溫度相平衡為止。當(dāng)物體溫度高于人體皮膚溫度時，熱量從物體向人體輻射而使人體受熱，稱為正輻射；相反，熱量從人體向物體輻射時，稱為負輻射。人體對負輻射不很敏感，往往一時感覺不到，會因負輻射散失大量熱量而受涼。但負輻射有利于人體散熱，在防暑降溫上有一定意義。7/27/202278溫度、濕度、風(fēng)速和熱輻射對人體的影響有時可以相互替代，某一條件的變化對人體的影響，可由另一條件的變化所補償。例如，人體受熱輻射所獲得的熱量可以被低

45、氣溫抵消，當(dāng)氣溫增高時，若氣流速度加大，會使人體散熱增加，從而使人并不感到酷熱難耐。低溫、高濕使人體散熱增加，導(dǎo)致凍傷；高溫、高濕使人體喪失蒸發(fā)散熱機能，導(dǎo)致熱疲勞乃至中暑。微氣候?qū)θ说挠绊懯怯善錁?gòu)成因素共同作用而產(chǎn)生的，所以，實踐中必須綜合評價微氣候的這些種類的條件。7/27/202279(二)人體對微氣候環(huán)境的感受與評價 1人體的熱交換與平衡 2人體對微氣候環(huán)境的主觀感覺 衡量微氣候環(huán)境的舒適程度是相當(dāng)困難的，不同的人有不同的估價。一般認為，“舒適”有兩種含義，一種是指主觀感到的舒適；另一種是指人體生理上的適宜度。比較常用的是以人的主觀感覺作為標準的舒適度。人的工作效率與所處環(huán)境舒適度感受

46、通常為正相關(guān)。(1)舒適的溫度。人主觀感到舒適的溫度與許多因素有關(guān)，從客觀環(huán)境來看，濕度越大，風(fēng)速越小，則舒適溫度偏低；反之則偏高。從主觀條件看，體質(zhì)、年齡、性別、服裝、勞動強度、熱習(xí)服等均對舒適溫度有重要影響。7/27/202280(2)舒適的濕度。舒適的濕度一般為4060。濕度在70以上為高氣濕，在30以下為低氣濕。在不同的空氣濕度下，人的感覺不同，溫度越高，高濕度的空氣對人的感覺和工作效率的消極影響越大。據(jù)舒伯特和希爾經(jīng)過大量的研究證明，室內(nèi)空氣濕度()與室內(nèi)氣溫t()的關(guān)系為： =18872t (122t26) 例如室溫t=20時，濕度最好是=1887220=44，即44。(3)舒適的

47、風(fēng)速。在工作人數(shù)不多的房間里，空氣的最佳速度為03 ms；而在擁擠的房間里為04 ms。室內(nèi)溫度和濕度很高時，空氣流速最好是l2ms。 7/27/2022813微氣候環(huán)境的綜合評價 研究微氣候環(huán)境對人體的影響，不能僅考慮其中某個因素，因為人進入作業(yè)場所時，要受溫度、濕度、風(fēng)速和熱輻射等多種因素的綜合影響。因此，要綜合評價微氣候環(huán)境。目前，評價微氣候環(huán)境有四種方法或指標。 (三)微氣候環(huán)境對人體的影響7/27/202282第十一節(jié) 人機系統(tǒng)一、人機信息及能量交換系統(tǒng)模型人機系統(tǒng)的任何活動實質(zhì)上是信息及能量的傳遞和交換。人機之間在進行信息及能量的傳遞和交換中, 首先是人的感覺器官 ( 眼、耳等 )

48、 從顯示裝置上感受到機器及環(huán)境作用 于人的信息, 經(jīng)大腦中樞神經(jīng)的綜合、分析、判斷做出決策, 然后命令運動器官 ( 手或腳 ) 向機器的控制器發(fā)出控制信息, 即操縱機器相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu) ( 手柄或按鈕等 ) 完成各種相虛的運動機能 ( 移動或轉(zhuǎn)動 ), 且將控制的效果反映在顯示器上, 構(gòu)成一個信息及能量傳遞的閉環(huán)系統(tǒng)。到此, 人機系統(tǒng)完成了一次功能循環(huán)。 7/27/202283二、人機功能分配（P5860） 在人機系統(tǒng)中 , 人與機完成各自的功能 , 只有二者合理配合 , 協(xié)調(diào)一致 , 才能使人機 系統(tǒng)達到最佳效果。為此 , 需要深入了解和研究人機各自的特征 , 進行比較 , 揚長避短 , 充分

49、發(fā)揮各自的特長。( 一 ) 人在人機系統(tǒng)中的主要功能人在人機系統(tǒng)中主要有 3 種功能: 7/27/202284(1) 傳感功能。通過人體感覺器官的看、聽、摸等感知外界環(huán)境的剌激信息, 如物體、事件、機器、顯示器、環(huán)境或工作過程等, 將這些刺激信息作為輸入傳遞給人的中樞神經(jīng)。(2) 信息處理功能。大腦對感知的信息進行檢索、加工、判斷、評價, 然后做出決策。 (3) 操縱功能。將信息處理的結(jié)果作為指令, 指揮人的行動, 即人對外界的刺激作出反應(yīng), 如操縱控制器、使用工具、處理材料等, 最后達到人的預(yù)期目的, 如機器被開動運轉(zhuǎn)、零件被加工成形、機器的故障已被排除、缺陷零件已被修復(fù)或者更換等。 7/2

50、7/202285( 二 ) 人機特性的比較人體本身就是一部復(fù)雜的、特殊的機器。人與機器的特性包括許多內(nèi)容, 但就從人機系統(tǒng)中信息及能量的接受、傳遞、轉(zhuǎn)換過程來講, 我們可以歸納為以下 4 個方面來比較, 即信息感受、信息處理和決策、操作反應(yīng)、工作能力等。人優(yōu)于機器的能力主要有：信號檢測、圖像識別、靈活性、隨機應(yīng)變、歸納、推理、判斷、創(chuàng)造性等；機械優(yōu)于人的能力主要有反應(yīng)、操作速度快，精確性高，輸出功率大，耐久力強，重復(fù)性好，短期記憶，能同時完成多種操作、演繹推理以及能在惡劣環(huán)境下工作等。7/27/202286（三）人機功能分配原則人機功能合理分配的原則：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高

51、的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高價運算的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件差的工作適合機器來做。研究、決策、指令和程序的編排、檢查、維修、故障處理及應(yīng)付不測等工作，適合于人來承擔(dān)。7/27/202287三、人機系統(tǒng)可靠性計算（P6063）（一）系統(tǒng)中人的可靠性計算式中：a1輸入可靠度，考慮感知信號及其意義，時有失誤； a2判斷可靠度，考慮進行判斷時失誤； a3輸出可靠度，考慮輸出信息時運動器官執(zhí)行失誤，如按錯開關(guān)；7/27/202288式中 r(t)連續(xù)性操作人的基本可靠度； t 連續(xù)工作時間； l(t)t時間內(nèi)人的差錯率。7/27/202289式中 N總動作次數(shù)； n失敗動作次數(shù)； p概率符號。7/27/202

52、290式中 b1作業(yè)時間系數(shù)；b2 作業(yè)操作頻率系數(shù)；b3 作業(yè)危險度系數(shù)；b4 作業(yè)生理和心理條件系數(shù)；b5作業(yè)環(huán)境條件系數(shù)；(1-r) 作業(yè)的基本失效概率或基本不可靠度。7/27/202291（二）人機系統(tǒng)的可靠性計算式中 RS人機系統(tǒng)可靠度； RH人的操作可靠度； RM機器設(shè)備可靠度。7/27/2022921. 兩人監(jiān)控人機系統(tǒng)的可靠度(1) 異常狀況時，相當(dāng)于兩人并聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)增大了，這時操作者切斷電源的可靠度為 RHb( 正確操作的概率 )： 7/27/202293RHb =1-（1-R1）(1-R2) (2) 正常狀況時，相當(dāng)于兩人串聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)減小了，

53、即產(chǎn)生誤操作的概率增大了，操作者不切斷電源的可靠度為RHc 險 ( 不產(chǎn)生誤動作的概率 ):RHc= R1R2從監(jiān)視的角度考慮，首要問題是避免異常狀況時的危險, 即保證異常狀況時切斷電源的可靠度, 而提高正常狀況下不誤操作的可靠度則是次要的, 因此這個監(jiān)控系統(tǒng)是可行的。所以兩人監(jiān)控的人機系統(tǒng)的可靠度 Rsr 為 : 7/27/202294異常情況時, Rsr =1 一 (1-R1)(1-R2)RM正常情況時, Rsr = RHcRM = R1R2RM 7/27/2022952. 多人表決的冗余人機系統(tǒng)可靠度 上述兩人監(jiān)控作業(yè)是單純的并聯(lián)系統(tǒng), 所以正常操作和誤操作兩種概率都增加了, 而由多數(shù)人

54、表決的人機系統(tǒng)就可以避免這種情況。若由幾個人構(gòu)成控制系統(tǒng), 當(dāng)其中 f 個人的控制工作同時失誤時, 系統(tǒng)才會失敗, 我們稱這樣的系統(tǒng)為多數(shù)人表決的冗余人機系統(tǒng)。設(shè)每個人的可靠度均為 R, 則系統(tǒng)全體人員的操作可靠度 RHn 為 : r-1RHn = Cn（1R） R1 i=0 7/27/202296式中Cn一n 個人中有 i 個人同意時事件數(shù), Cn = n! / i! (n- I)! , 且規(guī)定Cn =1。多數(shù)人表決的冗余人機系統(tǒng)可靠度的計算公式為: r-1RHn = Cn（1R） R1 RM i=0 7/27/202297 3. 控制器監(jiān)控的冗余人機系統(tǒng)可靠度設(shè)監(jiān)控器的可靠度為 RMK,

55、則人機系統(tǒng)的可靠度 Rsk 為 : Rsk = 1-(1-RMKRH)(1- RH) RM 4. 自動控制冗余人機系統(tǒng)可靠度設(shè)自動控制系統(tǒng)的可靠度為 RMz , 則人機系統(tǒng)的可靠度 Rsz 為: Rsz = 1- (1- RMz RH)(1- RMz ) RM 7/27/202298四、人機系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則 （P6364）1. 系統(tǒng)的整體可靠性原則從人機系統(tǒng)的整體可靠性出發(fā), 合理確定人與機器的功能分配, 從而設(shè)計出經(jīng)濟可靠的人機系統(tǒng)。一般情況下, 機器的可靠性高于人的可靠性, 實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化, 就可將人從機器的危險點和危險環(huán)境中解脫出來, 從根本上提高了人機系統(tǒng)可靠性。7/2

56、7/2022992. 高可靠性組成單元要素原則系統(tǒng)要采用經(jīng)過檢驗的、高可靠性單元要素來進行設(shè)計。3. 具有安全系數(shù)的設(shè)計原則由于負荷條件和環(huán)境因素隨時間而變化, 所以可靠性也是隨時間變化的函數(shù), 并且隨時間的增加, 可靠性在降低。因此, 設(shè)計的可靠性和有關(guān)參數(shù)應(yīng)具有一定的安全系數(shù)。7/27/20221004. 高可靠性方式原則為提高可靠性, 宜采用冗余設(shè)計、故障安全裝置、自動保險裝置等高可靠度結(jié)構(gòu)組合方式。(1) 系統(tǒng)“自動保險”裝置。自動保險, 就是即使是外行不懂業(yè)務(wù)的人或不熟練的人進行操作, 也能保證安全, 不受傷害或不出故障。這是機器設(shè)備設(shè)計和裝置設(shè)計的根本性指導(dǎo)思想, 是本質(zhì)安全化追求

57、的目標。要通過不斷完善結(jié)構(gòu), 盡可能地接近這個目標。7/27/2022101(2) 系統(tǒng)“故障安全”結(jié)構(gòu)。故障安全, 就是即使個別零部件發(fā)生故障或失效, 系統(tǒng)性能不變, 仍能可靠工作。系統(tǒng)安全常常是以正常的準確的完成規(guī)定功能為前提?？墒? 由于組成零件產(chǎn)生故障而引起誤動作, 常常導(dǎo)致重大事故發(fā)生。為達到功能準確性, 采用保險結(jié)構(gòu)方法可保證系統(tǒng)的可靠性。7/27/2022102從系統(tǒng)控制的功能方面來看, 故障安全結(jié)構(gòu)有以下幾種: 消極被動式。組成單元發(fā)生故障時, 機器變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)。 積極主動式。組成單元發(fā)生故障時, 機器一面報警, 一面還能短時運轉(zhuǎn)。 運行操作式。即使組成單元發(fā)生故障, 機器也能

58、運行到下次的定期檢查。 通常在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中, 大多為消極被動式結(jié)構(gòu)。 7/27/20221035. 標準化原則為減少故障環(huán)節(jié), 應(yīng)盡可能簡化結(jié)構(gòu), 盡可能采用標準化結(jié)構(gòu)和方式。6. 高維修度原則為便于檢修故障, 且在發(fā)生故障時易于快速修復(fù), 同時為考慮經(jīng)濟性和備用方便, 應(yīng)采用零件標準化、部件通用化、設(shè)備系列化的產(chǎn)品。7. 事先進行試驗和進行評價的原則對于缺乏實踐考驗和實用經(jīng)驗的材料和方法, 必須事先進行試驗和科學(xué)評價, 然后再根據(jù)其可靠性和安全性而選用。7/27/20221048. 預(yù)測和預(yù)防的原則要事先對系統(tǒng)及其組成要素的可靠性和安全性進行預(yù)測。對已發(fā)現(xiàn)的問題加以必要的改善, 對易于發(fā)生故障或事故的薄弱環(huán)節(jié)和部位也要事先制定預(yù)防措施和應(yīng)變措施。9. 人機工程學(xué)原則從正確處理人一機一環(huán)境的合理關(guān)系出發(fā), 采用人類易于使用并且差錯較少的方式。 10. 技術(shù)經(jīng)濟性原則不僅要考慮可靠性和安全性, 還必須考慮系統(tǒng)的質(zhì)量因素和輸出功能指標。其中