《安全人机匹配》
《安全人机工程》教学大纲(14章版)
《安全人机工程》课程教学大纲课程编号: 506119课程名称：安全人机工程英文名称：Safety Man-machinery Engineering (Safety Ergonomics)课程类型: 专业核心课总学时：48 讲课学时：48 实验学时：另有安排学分：3适用对象: 安全工程本专科先修课程：安全学原理执笔人：孟现柱审定人：一、课程性质、目的和任务安全人机工程学是安全工程专业的专业基础课。
本课程主要包括：人机工程学概论、人体测量数据的处理与应用、人的感知与反应特征、人的心理特征、人的作业特征、显示器与控制器的设计与布局、作业空间与作业环境设计、人机系统总体设计，典型的人机系统设计以及人机工程学应用范例。
本课程的目的是：研究实现以保证工作效率为必要条件和以追求实现人的安全为目标这一要求所需要的人机学理论、方法和采取安全设备工程或其它工程措施的依据。
本课程的任务是：1、使学生系统地掌握安全人机学方面的基础知识，为后续专业课程的学习提供必要的知识基础。
这些知识包括：1）使学生系统掌握人机工程学的基本概念、基本理论，领会“人—机—环境系统”的含义。
2）使学生系统掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。
3）使学生系统掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。
4）使学生系统掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。
2、培养学生运用所学安全人机学方面的知识分析和解决实际问题的能力，使学生能够运用安全学的思想和方法分析解决实际问题，使学生具有人机系统设计的初步能力，具备对一般企业中人机系统进行检查与评价的能力。
3、培养学生的探索精神和创新意识，实现学生知识、能力、素质的协调发展。
4、使学生了解安全人机学在人类社会发展中的作用。
5、使学生树立辩证唯物主义世界观。
二、课程教学和教改基本要求（1）教学过程中，要注意安全人机工程各部分内容之间的相互联系，应保证课程内容的系统性和完整性，同时着重加强学生对基本内容、基本方法的理解和掌握，注意理论联系实际，注重渗透工业生产和现代生活的观点、概念和方法，在教学中要注意引导学生逐步体会安全人机学的研究方法，对知识的形成、建立过程要作深入的分析，并适当地介绍有关的知识。
安全人机工程学复习要点
安全人机工程学复习要点1．什么是眩光，怎样防止眩光？？眩光的定义：当视野内出现亮度过高或对比度过大时，产生的刺眼、耀眼的强烈光线称为眩光避免眩光现象-采取以下主要措施：(1)限制直接眩光①限制光源亮度②减小窗户眩光(2)控制反射眩光①合理布置光源②合理安排工作人员的工作位置③合理选用工作面材质④采用大面积和低亮度的灯具(3)控制对比眩光适当提高环境亮度，减少物体亮度与背景亮度对比，防止产生对比眩光2．简述安全人机工程学在安全工程学学科体系中的地位？安全人机工程学是安全工程学学科体系的一部分。
安全科学体系有四部分组成：安全设备工程学、安全人机工程学、安全系统工程学、安全管理工程学；安全人机工程学是实现安全工程学的科学依据和最活跃的人的作用因素，它与其他三个字系统相互交叉、渗透、影响、制约、互为补充，从而构成了安全工程学这一整体。
3．如何选用百分位和适用度？？（课本44-45）确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。
首先应确定所设计的对象是属于哪一类型；在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺寸百分位数的依据是适用度。
人机工程学设计中的适用度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。
适用度的确定应根据所设计产品使用者总体的人体尺寸差异性、制造该类产品技术上的可行性和经济上的合理性等因素进行综合优化。
下面为网上答案仅供参考（常见设计和人体数据百分位选择依据有（1）凡间距类设计常取第95百分位的人体数据；（2 ）凡净空高度类设计常取第99百分位的人体数据；（3）凡属于可及距离类设计一般应使用低百分位数据；（4）座面高度类设计常取第5百分位的人体数据；（5）隔断类设计则视情况而定；（6）公共场所工作台面高度类设计从女子第5百分位到男子第95百分位数据）4．试述工作空间设计的一般原则？？（1）根据生产任务和人的作业要求，首先应总体考虑生产现场的布局，避免在某个局部的空间范围内的机器、设备、工具和人员过于密集，造成空间劳动负荷过大，然后再进行各局部之间的协调。
安全学原理
器优于人的方面有：操作速度快，精度高，能高 倍放大和进行高阶运算。人的操作活动适宜的放 大率在 1 ∶ 1 ～ 4 ∶ 1 之间，机器的放大倍数则 可达 10 个数量级。人一般只能完成两阶内的运 算，而计算机的运算阶数可达几百阶，甚至更高。 机器能量大，能同时完成各种操作，且能保持较 高的效率和准确度，不存在单调和疲劳，感受和 反应能力较高，抗不利环境能力强，信息传递能 力强，记忆速度和保持能力强，可进行短暂的储 存记忆等。人优于机器的方面有：人的可靠度高， 能进行归纳、推理和判断，并能形成概念和创造 方法，人的某些感官目前优于机器，人的学习、 适应和应付突发事件的能力强。人的情感、意识 与个性是人的最大特点，人具有无限的创造性和 能动性，这是机器所无法比拟的。
三、人机相互匹配
• 随着科学技术的进步，人类的生产劳动越来越多地 为各种机器所代替。例如，各类机械取代了人的手 脚，检测仪器代替了人的感官，计算机部分地代替 了人的大脑。用机器代替人，既减轻了人的劳动强 度，有利于安全健康，又提高了工作效率。 • 1 ．人与机器功能特征的比较 • 人与机器各有自身的特点，在人机环境系统中，如 何使人机分工合理，从而达到整个系统的最佳效率 的发挥，这是需要人们进一步研究的问题。人与机 器的功能特征可归纳为九个方面进行比较，如表 23-1 所示。
二、防止物的不安全状态
人机系统把生产过程中并发挥一定作用的机械、物料、生产对象以及其他生产要 素统称为物。物都具有不同形式、性质的能量，有出现能量意外释放，引发事故的可 能性。由于物的能量可能释放引起事故的状态，称为物的不安全状态。这是从能量与 人的伤害间的联系所给以的定义。如果从发生事故的角度，也可把物的不安全状态看 作为，曾引起或可能引起事故的物的状态。 在生产过程中，物的不安全状态极易出现。所有的物的不安全状态，都与人的不 安全行为或人的操作、管理失误有关。往往在物的不安全状态背后，隐藏着人的不安 全行为或人失误。物的不安全状态既反映了物的自身特性，又反映了人的素质和人的 决策水平。物的不安全状态的运动轨迹，一旦与人的不安全行为的运动轨迹交叉，就 是发生事故的时间与空间。所以，物的不安全状态是发生事故的直接原因。因此，正 确判断物的具体不安全状态，控制其发展，对预防、消除事故有直接的现实意义。 针对生产中物的不安全状态的形成与发展，在进行施工设计、工艺安排、施工组 织与具体操作时，采取有效的控制措施，把物的不安全状态消除在生产活动进行之前， 或引发为事故之前，是安全管理的重要任务之一。 消除生产活动中物的不安全状态，是生产活动所必须的，又是 。预防为主"方针落 实的需要，同时，也体现了生产组织者的素质状况和工作才能。
安全人机工程学——简介
序
言
❖ 安全是人类生存、生产、生活和发展过程中永恒的 主题，随着科学技术和经济的迅猛发展，安全也日 臻完善。人类在所从事的工作和生活中，不仅要高 效率的工作，还随着物质精神生活的不断提高，更 加追求工作的安全卫生、舒适、享受的状态。
❖ 安全人机工程学是安全工程专业的一门基础课，它 是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理 和方法来解决人机安全问题的一门新兴学科。
方法。 4、 掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境
的设计要求与设计方法。 5、 具有人机系统安全设计的初步能力。 6、 具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价
的能力。
பைடு நூலகம்
主要内容
概论 人体的人机学参数 人的生理和心理及人体生物力学特
性 安全人机功能匹配 人机系统的安全设计 安全人机工程学的实践与运用
课程的基本要求
1、 掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论， 领会“人机系统”与“人机结合面”的含义。
2、 掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。 3、 掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量
人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目 标、以工效为条件，并与以安全为前提、以工效 为目标的工效人机工程学并驾齐驱，而成为安全 工程学的一个重要分支学科。
课程的目标
通过本课程的学习，使大家掌握《安全 人机工程学》的基本概念和基本理论，深刻 领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、 工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行 诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人 机系统设计、人机系统安全分析与评价的基 本能力，具有运用安全人机工程原理解决人 机系统安全问题的能力。
❖ 研究内容包括人、机、环及其系统的综合研究，如 人体的人机学参数、人的生理和心理特征、人机系 统的整体设计、岗位设计、环境设计、作业方法等， 其内容涉庞大。
《安全人机工程》期末考试考点整理
3）估计准确性：对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速不易疲劳。
4）优先顺序：当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。
5）接受性：人的眼睛对直线轮廓比曲线轮廓更易于接受。
6）协调性：双眼的运动总是协调的。
Smin=Sα+△f
式中Smin—产品的最小功能尺寸；Sα—第百分位人体尺寸；△f—功能修正量。
为了克服人心理上的空间压抑感、高度恐惧感、以及求奇、求美心理，在产品最小功能尺寸上还要加心理修正量，称最佳功能尺寸。
Sopm=Sα+△f+△p
式中Sopm—最佳功能尺寸；Sα—第百分位人体尺寸；△f—功能修正量;△p—心理修正量(实验求得)。
考虑鞋厚等因素，功能修正量可以取28mm；所以最小功能尺寸
Xmin=Xα+△f=383+28=411mm
例4：某公司欲制造一批可调节扶手椅在美国销售，假设使用者全都是成年男性，试求出椅面的可调节范围尺寸（单位cm）。
解：设适用度为90%。
美国男性的平均身高为175.5cm，标准差为7.2，因此第5%的身高=175.5 —（7.2*1.645）= 163.656cm，第95%的身高=175.5 +（7.2*1.645）= 187.344cm
7）颜色辨认顺序：易辨认的单一颜色顺序是：红、绿、黄、白。当两种颜色相配一起时，易辨认的顺序是：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。
9.听阈（感觉阈限）是指人在某频率下，刚好听到该声音的最小声级;痛阀是指刚刚使人耳感受到痛觉的声级。
10声音的掩蔽：一个声音被其它声音的干扰而发生听觉困难，只有提高该声音的强度才能产生听觉的现象称声音的掩蔽。被掩蔽声音的听阈提高的现象，称掩蔽效应。
人机匹配法ppt课件
第5章 安全方法论
安全方法论 安全方法论就是研究安全及其相关问题的基本方法。安全科学的研究方
§5.2.3 人机的相互匹 配
1．人与机器功能特征的比 较（1/2）
人与机器各有自身的特 点，在人机环境系统中， 如何使人机分工合理，从 而达到整个系统的最佳效 率的发挥，正是人机工程 学研究的内容。人与机器 的功能特征比较见表5-1.
§5.2人机匹配法
§5.2人机匹配法
§5.2.3 人机的相互匹配
理一体化方法、安全教育方法、安全经济学方法等。
第5章 安全方法论
• 本质安全化方法 • 人机匹配法 • 安全生产管理一体化方法 • 系统方法 • 以人为本的安全教育方法 • 奖罚相结合的经济激励法 • 风险分析与评估
§5.2 人机匹配法
§5.2人机匹配法
事故的发生往往是由于人的不安全行为、物的不安全状态以及管理缺陷共同造成的。因此，为 了防止事故的发生，要防止出现人的不安全行为和物的不安全状态，在此基础上充分考虑人和机 的特点，使之在工作中相互匹配。
法可分为科学方法和技术方法两大类。 安全科学研究的科学方法是人类认识和揭示安全本质、安全的规律及其
发展的一般方法。 安全科学方法包括科学分析法以及数学分析法等。 安全科学研究的技术方法是在人们从事安全技术研究与技术开发活动中，
所采用的手段、途径、方法和行为方式等可操作的规则和模式。 安全技术方法包括本质安全化方法、人机匹配法、系统方法、生产安全管
1．人与机器功能特征的比较(2/2) 从表5-1中可以看出： 机器优于人的方面有：操作速度快，精度高，能高倍放大和进行高阶运算，人的
安全人机工程-ch04安全人机功能分配
三、人机特性比较：人机特性从11各方面进行了比较。
“人机共存（同工）” 对人机共存的人机系统来说，设计的主要困难不在于产
品本身，而在于是否能找出人与技术之间最适宜的相互联
系的途径与手段，在于是否能全面考虑到操作者在人机系 统中的功能作用特点和机器与人的特性相吻合的程度。
《安全人机工程》
《安全人机工程》
《安全人机工程》
四、人机功能分配 1.人机功能分配的含义
定义：对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配
给人或机，称为人机功能分配。
进一步解释：人机功能分配就是通过合理地分配功能，将人与机器
的优点结合起来，使人体特性与机器特性做到合理匹配和互补，从而构
成高效与安全的人机系统。从安全的角度，人机匹配主要解决的问题：
应激反应，导致重大事故的发生。 • 进行合理的人机功能分配，也就是使人机结合面布
置恰当，就需要从安全人机工程学的观点出发分析
人机结合面失调导致工伤事故的原因，进而采取改 进对策。
《安全人机工程》
④人机分工不合理的表现
• 可由人很好执行的功能分配给机器，而把设备能更有效
地执行的功能分配给人； • 让人所承担的负荷或速度超过其能力极限； • 不能根据人执行功能的特点，而找出人机之间最适宜的 相互联系的途径和手段；
即①显示器与人的信息感觉通道特性的匹配；②控制器与人的运动反应 特性的匹配；③环境条件与人的生理、心理及生物力学特性的匹配等。
必须树立人机结合的理念，机器设计环节必须同时考虑人与机器两方面
因素，即在机器设计的同时把人看成有知觉有技术的控制机、能量转换 机、信息处理机。机器设计同工作设计（含人员培训、岗位设计、动作
《安全人机工程》
安全人机工程学4
（3）自动化人机系统
图4-3 自动化人机系统
3、 按人机结合方式分类为：人机串联，人机并联和 人与机串、并混联三种类型，见图4-4
图4-4 人与机的结合方式
二、人机系统的功能 四大功能：信息接受、信息储存、信息处理和执行等， 其关系如图4-5所示
图4-5 人机系统的功能
第二节
l、机械的组成
机械的安全特性
一、机械的组成及在各状态的安全问题
机器的种类繁多，形状大小差别很大，应用目的也各 不相同。 从机器最基本的特征入手，得出机器组成的一般规律： 由原动机将各种形式的动力能变为机械能输入，经过 传动机构转换为适宜的力或速度后传递给执行机构， 通过执行机构与物料直接作用，完成作业或服务任务， 而组成机械的各部分借助支承装置连接成一个整体， 其组成结构如图4-6所示。
二、机械危险的主要伤害形式和机理 机械危险:是指由于机器零件、工具、工件或飞 溅的固体、流体物质的机械作用可能产生伤害的各种 物理因素的总称。 机械危险的基本形式主要有：挤压、剪切、切 割或切断、缠绕、吸入或卷入、冲击、刺伤或扎穿、 摩擦或磨损、高压流体喷射等。机械的危险可能来自 机械自身、机械的作用对象、人对机器的操作，以及 机械所在的场所等。 机械危险的伤害实质，是机械能（动能和势能）的 非正常做功、流动或转化，导致对人员的接触性伤害。 无论机械危险以什么形式存在，总是与质量、位置、 不同运动形式、速度和力等物理量有关。
（ 6 ）机械产生的噪声、振动、过热和过低温度等指标， 都必须控制在低于产品安全标准中规定的允许指标， 防止对人的心理及生理危害。 （7）有可燃气体、液体、蒸汽、粉尘或其他易燃易 爆或发火性物质的机械生产设备，应在设计时考虑防 止跑、冒、滴、漏，根据具体情况配置监测报警、防 爆泄压装置及消防安全设施，避免或消除摩擦撞击、 电火花和静电积聚等，防止由此造成的火灾或爆炸危 险。
安全人机工程学(习题库)
第一章概论1．人机关系随社会的发展有很大的变化，请举例说明其变化及其特点。
2．如何理解安全人机工程学的含义？3. 阐述人机工程学与安全人机工程学的联系与区别4. 举例分析你所熟悉的一个人机系统的人、机及其结合面5．请说明安全人机工程学在安全工程学中所处的地位与作用6．何为安全人机工程学？其任务与研究范围是什么？第二章人体的人机学参数1．为什么说人体测量参数是一切设计的基础？2．人体测量数据如何处理？3．使用人体数据的原则是什么？4．手、脚作业域如何确定？5．人体测量数据的运用准则有哪些？6．作业椅与工作台如何确定合适？7．结合实际举例说明人体数据在工程中的应用？第三章人的生理和心理及人体生物力学特性1、何谓人的感觉适应性、感觉有效刺激及感觉相互作用，对上述特性的研究对安全工作有什么作用？2、人的视觉、听觉各有哪些特征？3、何谓人的反应时间？如何能缩短人的反应时间？4、如何能提高人的信息处理能力？5、何谓注意？有哪些特征？6、由非理智行为而发生违章操作的心理因素有哪些表现？7、如何应用能力的个体差异搞好安全工作？8、色彩对人有哪些生理、心理影响？作业场所和工作面色彩选择应注意哪些问题。
9、噪声对不同工作内容的影响主要体现在哪些方面？10、人体活动范围可分为哪几类？如何根据作业特点确定适宜的作业范围？11、人体四肢操纵力有哪些特点？对操纵器布置有哪些影响？12、在进行安全人机系统设计时，为了使动作速度、频率和准确性、灵活性很好的结合，必须遵循哪些规律？13、影响人体作用力的因素有哪些？14、何谓疲劳？疲劳形成的原因？15、如何能减少或改善作业人员的疲劳？第四章安全人机功能匹配1、何为开环与闭环人机系统？2．举例说明机械设备的危险部位3．常见的机械事故有哪些？4. 机器设备的本质安全从哪几个方面着手？5. 机械设计需要考虑哪些安全人机工程学要求？6．何谓“人机功能分配”？为何要对人与机进行功能分配？7. 人、机各有哪些优势和劣势？如何合理分配其功能？8．人机功能分配的原则是什么？9．举例说明人机功能分配不当造成的危害。
安全人机工程学课件：人机功能分配
主要内容
CONTENTS
1
2
3
人机功能分配的含义
人机功能分配的原则 人机分工不合理的表现
一、人机功能分配的含义
对人和机的特性进行权衡分析，将人机系统的不同功能分配给人或机， 叫人机功能分配。
一、人机功能分配的含义
依据复杂程度不同可将人与机的结合形式分为：
劳动者—工具
操作者—机器
监控者—自动化机器 监督者—智能机器
二、人机功能分配的原则
美国人机学 家麦克考米
克总结
人能完成并能胜过机器的工作有： 发觉微量的光和声，接受和组织声、 光的型式，随机应变和应变程度，长 时间大量储存信息并能回忆有关的情 节，进行归纳整理和判断并形成概念 和创造方法等。
目前机器能完成并胜过人的工作有： 对控制信号迅速做出反应，平稳而准 确地产生“巨大力量”，做重复和规 律性的工作，短暂地储存信息然后删 除这些信息，快速运算，同一时间执 行多种不同的功能。
分配给人的工作： 指令和程序的安排，图形的辨认 或多种信息的输入，机器系统的 监控、维修、设计、创造、故障 处理及应付突发事件等工作。
分配给机的工作： 笨重、快速、精细、规律性、单 调、高阶运算、支付大功率、操 作复杂、环境条件恶劣的作业以 及分工不合理的表现
1. 把适合人的功能分配给机器，把适合机 器的功能分配给人。
2. 人承担的负荷或速度超过人能力极限。
3. 不能根据人执行功能的特点找出人机 之间最适宜相互联系的途径和手段。
操作速度太快（1min可缝6000针）
《安全人机工程》
安全人机工程重点
1.人机工程学：是一门新兴的边缘学科，它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。
2.安全人机工程学：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
3.安全人机工程学研究的内容：除了人机工程学所研究的内容外，还研究安全人机工程的学科体系、人机结合面的安全标准依据、人机系统的安全设计等问题。
（1研究人机系统中人的各种特性2，研究人机功能分配。
3，研究各类人机界面。
4，研究工作场所和作业环境。
5，研究安全装置。
6研究人员选拔问题。
7，研究人机系统的可靠性，保证人机系统的安全8，研究人机系统总体安全设计准则和方法以及安全性评价体系和方法。
）4.人机功能分配的原则有哪些？笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、支付大功率的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业，应分配给机器承担；而指令和程序的安排，图形的辨认或多种信息输入时，机器系统的监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突然事件等工作，则由人承担。
5.人机工程学与安全人机工程学的联系与区别：安全人机工程学是从安全的角度和人机工程学的着眼点研究人与机的关系，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
安全人机工程学基础研究的方法与人机工程学的研究方法基本相同，但是研究问题的角度和着眼点主要侧重于从适应人的安全性特征去研究人机界面。
1.人体测量数据的运用原则：⑴.最大最小准则；⑵.可调性准则;⑶.平均准则；⑷.使用最新人体数据准则；⑸.地域性准则；⑹.功能修正与最小理空间相结合准则；⑺.标准化准则；⑻.姿势与身材相关联准则；⑼.合理选择百分位和使用度准则。
2.心理修正量：为了克服人们心理上产生的‘空间压抑感’‘高度恐惧感’等心理感受，或者为了满足人们‘求美’‘求奇’等心理需求，在产品最小功能尺寸上附加的一项增量。
人机匹配法
三、人机的相互匹配
1．人与机器功能特征的比较 人与机器各有自身的特点， 在人机环境系统中，如何使 人机分工合理，从而达到整 个系统的最佳效率的发挥， 正是人机工程学研究的内容。 人与机器的功能特征比较见 右表
二、防止物的不安全状态
物的不安全状态：
1、防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷； 2、设备、设施、工具、附件有缺陷； 3、个人防护用品用具缺少或有缺陷； 4、生产（施工）场地环境不良； 5、作业场所狭窄，作业场地杂乱 6、交通线路的配置不安全，操作工序设计或配置不安全，地面滑
等
防止物的不安全状态
人和机器的功能分配（3/5)
下列几种情况适宜机器承担：
重复件的工作、计算，大量的情报资料存储。 迅速施加大的物理力时。 大量的数据处理。 根据某一特定范围多次重复作出判断 由于环境约束，对人有危险或操作容易犯错误时 当调节操作速度非常重要，具有决定意义时。 控制的施加要求非常严格时。 必须长时间地施加控制力时。
2．人和机器的功能分配（1/5)
将人和机器的特性有机结合起来，可以组成高效、安全的人机系统。
例如，从系统的可靠安全性而言，将人在紧急情况下处理意外事态和进行 维护修理的能力与机器在正常情况下持久工作能力结合起来，可以较好的保证系 统的可靠性和安全性。
载人航天实践中，绕月飞行中，全自动飞行的成功率为22%，人参与飞行 的成功率为70%，人承担维修任务的飞行成功率可达到93%以上，具有高智能的 人和最先进的机器相结合的人机环境系统是最有发展前途的。
安全学原的发生往往是由于人的不安全行为、物的不安
全状态以及管理缺陷共同造成的。因此，为了防止 事故的发生，要防止出现人的不安全行为和物的不 安全状态，在此基础上充分考虑人和机的特点，使 之在工作中相互匹配。
安全人机工程
《安全人机工程》辅导资料一、判断题（试题后面的为参考答案）1 在操作装置的设计时，要考虑运动习惯和运动速度一般说来，手的上下运动速度比左右运动速度快，准确度也高；从上往下比从下往上快，水平面内的前后运动比左右运动快，旋转运动较直线运动快。
另外，右手动作比左手动作快10％时间，失误率低5％，出力强5％一10％。
右手向右运动较向左运动快，手朝向身体的运动比离开身体的运动快，但后者准确度高。
正确2 数字显示设计中的数字显示型，对象的直接反应是数字，如温度，重量，频率，转速，油量，声强，照度，电压，电流等。
优点是直接，快捷，精确。
也适用于显示变动值。
错误3 仪表显示设计应以人接受气息的视觉特性为根据，以保证操作者迅速准确的获得需要的信息。
显示的精确程度应与人的视觉辨认特性和系统要求相适应，不宜过低，也不宜过高。
正确4 坐姿工作面的高度主要由人体的人机学参数和作业性质等因素来决定。
从人体的人机学参数来看，一般用坐面高度加三分之一坐姿身高或坐姿肘高减25mm来确定高度工作面。
从作业性质来看，作业需要的力越大，则工作面高度就越低；作业视力要求越强，则工作面的高度就越高。
正确5 人机功能匹配的一般原则为：笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、支付大功率的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及人不能识别的物理信号的作业，应分配给机器承担；而指令和程序的安排，图形的辨认或多种信息输入时，机器系统的监控、维修、设计、制造、故障处理及应付突然事件等工作，则由人承担。
正确6 呼吸商是指肌体内氧耗量与同一时间内产生的二氧化碳量之比。
错误7 颜色有冷暖感之分，通常人们把红色、黄色和橙色称为暖色调，蓝色、青色和绿色称为冷色调。
在无色彩系中也存在冷暖感，白色、灰色和黑色都给人以寒冷感觉。
错误8 生物节律又称生物韵律、生物节奏或生物钟，描述的是生物体内生理功能、行为表现及形态结构等随时间而发生周期性的变化规律。
正确9 粉尘标准采用生产性粉尘浓度超过国家标准倍数表示，该标准共分为4级：Ⅰ级（轻度危害）、Ⅱ级（中度危害）、Ⅲ级（高度危害）、Ⅳ级（极度危害）。
人机功能匹配
4)检验失误
5)维修保养不正确
6)操作失误
7)管理失误
（2）失误种类
1)设计失误
如未严格按照规定全面检 修保养等。
2)制造失误
3)组装失误
4)检验失误
5)维修保养不正确
6)操作失误
7)管理失误
（2）失误种类
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误
操作中除了使用程序差错、 使用工具不当、记忆或注 意失误外，主要是信息的 确认、解释、判断和操作 动作的失误。
二、机的主要功能
机的主要功能
接受信息: 通过传感器接受信息
储存信息: 通过储存装置储存信息
处理信息: 对信息加工处理
执行功能:1机器本身产生控制功能， 2借助信号把指令从这个环节传递到下个环节
三、人机特性比较
在人机系统设计中，首先要按照科学 的观点分析人和机器各自的不同特点， 以便研究人与机器的功能分配，从而 扬长避短，各尽所长，充分发挥人与 机器的各自优点；从设计开始就尽量 防止产生人的不安全行动和机器的不 安全状态，做到安全生产。
规定时间依据不同对象和工作目的而异， 如火箭要求几秒或几分钟内工作可靠，而 一台机床要求的可靠使用时间则长得多。 一般地说，机器设备的可靠性随使用时间 的增加而逐渐降低，使用时间越长，可靠 性越低。使用时间不同，可靠性也不同。
第二节 人机系统的安全可靠性
可靠性是指研究对象在规定条件下和规 定时间内完成规定功能的能力。
但对柔软物体的处理能力比人差
上得到的信息可以完全反馈给控
制器
恒定
不能长时间地保持恒定功率，必须适 当休息，不能适应恶劣的环境
最适用于文字的再现和长期存储
可存储大量信息，并进行多种途径存 取，擅长于对原则和策略的记忆
安全人机工程观后感
安全人机工程观后感《安全人机工程观后感》在观看安全人机工程相关内容后，我有了许多感受和收获。
在观看过程中，最开始让我有感触的是那些介绍人机工程中安全隐患与实际事故相关联的部分。
看到许多由于人机工效设计不合理而导致的工人操作不便，甚至引发危险情景的例子时，我心想，原来我们生活和工作中的许多看似平常的事情背后，有着这样深层的工程学原因。
特别印象深刻的是机器操作中关于控制按钮布局的场景。
很多时候，为了追求机器的功能性而忽略了操作的便捷性与安全性，将一些关键的操作按钮放置在距离操作者不方便够得着的地方。
看到这里我感觉，这种不合理真的就像是一枚定时炸弹。
记得有个例子里讲到，由于一个紧急停止按钮被放置在一个狭小且很难迅速触摸到的角落，一旦发生紧急事故，操作员需要多花费几秒钟才能按下这个按钮，而这短暂的几秒钟就可能会让危险升级，带来巨大的财产损失甚至人员伤亡。
当时我就想到我曾经去过的一个工厂车间，里面的机器看起来都很庞大，但布局真的很杂乱，各种电线纠缠，操作面板也略显杂乱，工人师傅们操作起来总是得小心翼翼的，虽然我那时候只是觉得不舒服，看了这个内容后才知道原来是人机工程学方面出现了问题。
还有关于人机尺寸匹配的部分也很有意义。
比如说一些防护用具如果大小不合适，就不能很好地发挥作用。
有的安全帽由于尺寸固定不够合理，不是太紧让人戴着难受影响工作注意力，就是太松容易掉落起不了保护作用。
这让我明白在实际生产生活中，从产品设计初始，就必须要全方位关注使用者的各方面需求。
在观看关于工作环境的人机工程那部分时，照明、噪音等方面被重点提及。
像一些车间如果照明不足，工人的视觉会疲劳，在进行高精度操作时就很容易出错。
就像是我们在光线昏暗的地方读书写字，不仅眼睛累，也容易写错字一样，这里体现的也是实际作业中的相似道理。
在噪音环境方面，过多的噪音会干扰人类的正常沟通，也可能掩盖警报等重要声音信号。
这让我联系到城市中的建筑施工场地，如果周围环境分贝太高，不仅周围居民会难以忍受，施工的工人师傅们内部之间也难以进行有效的交流，从而会影响施工的效率甚至造成安全问题。
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动作 意识
如:动作经济原则
2、动作经济原则的4个基本原则
1、减少动作数量 2、双手同时作业
3、缩短动作的距离
对于简单作业可以同时使用双手和 足，既可以提高工作效率，又保持身 体的平衡，减少疲劳。 是否存在不必要的大动作来进行作业？ 特别是取放物品的距离是否过大？
4、轻松作业
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如: 动作经济原则
主要包括人体生理、心理、人体测量及生物力学、人的可靠性。
2、机的因素方面
主要包括物质性能、作业方式、安全条件等。
3、环境因素方面
主要包括采光、照明、尘毒、噪声等对影响人的因素。
4、人机系统的综合研究
研究人机系统的整体设计；岗位设计；显示器设计；控制器的设计； 环境设计；作业方法及人机系统的组织管理等。
如: 动作经济原则
4、动作经济原则应用 关于身体使用部位
１）双手应同时开始，并完成其动作 ２）除规定休息时间外，双手不应同时空闲 ３）双臂之动作应对称，反向并同时为之 ４）手之动作应心低级次而能得到满意结果为安，动作可分为下列五级： Ａ、手指动作～级次最低，速度最快。 Ｂ、手指及手腕动作～上臂及下臂保持不动，手指及手腕移支。 Ｃ、手指、手腕及前臂动作～限制在肘部动作，肘以上不动，此通常视为最有效，不 致引起疲劳之动作。 Ｄ、手指、手腕、前臂及上臂动作。 Ｅ、手指、手腕、前臂及躯干之动作最耗体力，亦最慢。 5）物体之运动量应尽可能加以利用，但如果肌力制止时，则应将其减至最小限度。 6）连续之曲线运动，较含有方向突变之直线运动为佳。 7）弹道式之运动，较受限制或受控制之运动较快确实。 8）动作应尽可能使其轻松自然之节奏，因节奏能使动作流利及自发。
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可以将所有作业归为两种 ： 1.静力作业 • 静力作业主要是身体和四肢关节保持不动 时所进行的作业。如脑力劳动、仪器监控 者等所从事的作业。
•
静力作业的特征是能耗水平不高，但容易 导致疲劳。 2.动力作业
•
动力作业是靠肌肉的等张收缩来完成作业 动作的，即经常说的体力劳动。
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(二)体力劳动强度分级
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（一）研究对象
1、人（Man）：活动的人体，操作者、使用者、安
全主体；
2、机(Machine)：包括劳动工具、机器(设备)、劳动
手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相
关的物质因素。
3、人机结合面：人和机在信息交换和功能上接触或
互相影响的领域（或“界面”）。
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（二）研究内容
1、人的因素方面
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（三）人机功能匹配应该注意问题
4、使用人机结合面的信息通道和传递频率不能超过 人的能力极限，并使机器适合大多数人； 5、要考虑机器发生故障的可能性，以及简单排除故 障的方法和工具； 6、要考虑小概率事件的处理，对可能造成破坏的小 概率事件事先安排监督和控制方法。
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四、安全人机匹配的应用
作业姿态是联系人机两方面的纽带，是人机界面中最实质性的因素。只有对人的动作姿 态特性有所了解，才能谈得上处理好系统中的 人机关系。
作业姿 势的要点 采取最为合理 最少疲劳 高效的姿势 因而就有必要了解
姿势和人体机能的 关系
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(一)作业分析的定义
通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、 作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排， 达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工 时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质
量和产量为目的而做的分析，称为作业分析。
慢且易产生误差，但善于修正误差 人脑可靠性远超过机械，但极度疲劳与 紧急事态下很可能变成极不可靠，人的 技术水平、经验以及生理和心里状况对 可靠性很有影响，可处理意外紧急事态 容易疲劳，不能长时间连续工作，且受 性别、年龄和健康状态等影响，不适应 单调作业 通过教育训练，可具有多方面的适应能 力
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体力劳动强度分级采用体力劳动强度指数为分级 指标，分为四级。
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(三)作业分析的基本要求
通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低、工序排列最
佳，并使每一操作简单易行。
合理利用肌肉群，防止某些肌肉群因动作频繁而产生劳损。
要求机械完成更多的工作。
减少作业循环和频率。 改进设备、工装或工位器具、物料规格或工艺，采用经济的 切削用量。 消除不合理的空闲时间，尽量实现人机同步工作。
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（三）人机特性比较
• 人具有智能、复杂感觉能力、综合判断能 力、随机应变能力，对各种情况的决策和 处理能力等。而人的功能限度是准确性、 体力、速度和知觉能力。
• 机的优点是作用力大、速度快、高阶运算 能力和存储能力强、连续作业能力和耐久 性能好。机的功能限度是性能维持能力、 判断能力、造价及运营费用。
尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安
全状态，做到安全生产。
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（一）人的主要功能
人在人机系统中主要有三种功能：
1、人的第一种功能——传感器
2、人的第二种功能——信息处理器 3、人的第三种功能——操纵器
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（二）机的主要功能
1、接受信息 如电子、光学或机械的传感装置来完成。 2、储存信息 一般要靠磁盘、磁带、磁鼓、打孔卡、凸轮、 模板等储存系统来储存信息。 3、处理信息 4、执行功能 一是机器本身产生控制作用，如车床自动加深 或减少铣削深度，二是借助于声、光等信号把指 令从这个环节输送到另一个环节。
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如:动作经济原则
4、动作经济原则应用 关于工具设备 １）尽量解除手工作，而以夹具或足踏工具代替之。 ２）可能时，应将两种合并之。 ３）工具物料应尽可能预放在工作位置。 ４）手指分别工作时，其各个负荷按照其本能，予以分配。
５）手柄之设计，应尽可能使与手之接触面增大。
６）机器上杠杆，十字杠及手输之位置，应能使工作者极少变动其 姿势，且能利用机械之最大能力。
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（三） 人机关系
1、人机关系
即人在作业过程中与作业工具、对象发生的联系。
2、人是人机关系中的主体
在任何人机系统中，人永远是发挥着主体的作用。
3、人机关系的最佳匹配
机宜人
人适机
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如：座椅人机关系分析
坐面倾角与脊椎形状的关系
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靠背倾角与腰椎受力关系
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坐姿与颈背部受力关系
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二、人机特性分析
在人机系统中，要分析人和机器各自特点 ，做到人机分配的扬长避短、各尽所长统的某些功能可以同 时分配给人或机器，人 可以自由参与（介入） 系统行为。例如许多控 制可以自动完成，也可 手动完成，如多种人机 接口，从而实现不同程 度的人机对话。
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（三）人机功能匹配应该注意问题
1、信息由机器显示器传递给人时，应该选择适宜的信 息通道，避免信息过载； 2、信息从人的运动器官传递到机器时，应该考虑人的 能力极限和操作范围； 3、设计时，应该充分利用人和机的各自优势。
输 入 灵敏度
具有某些超人的感觉，如有 感觉电离辐射的能力
智 力
无 （智能机例外）
操纵力、速度精密度、操作 量、操作范围等均优于人的 能力。在处理液体、气体、 粉体方面比人强，但对柔软 物体的处理能力比人差
操作处 理能力
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三、安全人机匹配原则
（一）人机功能不匹配的影响
1、如果不考虑人和机的适应，那么人既不会 舒适，也不会高效工作。 2、人机不协调是违章操作的主要原因，而违 章操作可能会导致人为失误甚至安全事故； 其次操纵器、显示器、报警器设计上的缺 陷，也会造成违章操作，造成事故。
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（二） 人机功能分配的原则
1、比较分配原则 2、剩余分配原则 3、经济分配原则 4、宜人分配原则 5、弹性分配原则
系统的功能分配要适合 于人的生理和心理的多 种需求，有意识地发挥 人的技能。
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（二） 人机功能分配的原则
1、比较分配原则 2、剩余分配原则 3、经济分配原则 4、宜人分配原则 5、弹性分配原则
安全人机匹配
广州市安全生产协会
主要内容
一、什么是安全人机工程 二、人机特性分析 三、安全人机匹配原则
四、安全人机匹配的应用
五、安全人机匹配改善实例
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一、什么是安全人机工程
• 人机工程学是研究使工作适合于人的科学， 而不是人来适应工作。它专注于人-机器-环 境协调的科学。 • 人机工程学起源于欧洲，形成和发展于美 国。人机工程学英文叫Ergonomics。 • 目的：实现人在生产劳动及其它活动中的 健康、安全、舒适，同时提高工作效率。
（二） 人机功能分配的原则
1、比较分配原则 2、剩余分配原则 3、经济分配原则 4、宜人分配原则 5、弹性分配原则
以经济效益为原则，合 理恰当地进行人机功能 分配。如对某一特定功 能．由机器承担时，需 要重新设计、生产和制 造；由人来承担时，则 需要培训、支付费用等。 通过比较和计算两者的 经济效益来确定功能的 分配。
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如: 动作经济原则
1、动作经济原则的定义
生产 三要素
动作经济 原则
人、机器和物料 为了以最低限度的疲劳获取最高的效率，寻求最 合理的动作作业时应遵循的原则。根据这些原则， 任何人都能检查作业动作是否合理。 明白合理动作与不合理动作的区别。 明确动作错误的原因，判断合理动作。 全身心投入动作研究，思考合理动作方法，作业配 置和工夹具。
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人与机器功能特性的比较
项 目 速 度 逻辑 推理 计 算 占优势 擅长于演绎而不易改变其演绎 程序 快且精确，但不善于修正误差 按照恰当设计制造的机器，在 完成规定的作业中可靠性很高， 而且保持恒定，不能处理意外 的事态。在超负荷条件下可靠 性突降 能长期连续工作，适应单调专 业，需要适当维护 如果是专用机械，不经调整则 不能改作其它用途 机 器 时间延时为1s 擅长于归纳，容易改变其推理程序 人
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（四）作业姿势分类