【安全课件】人机功能匹配

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安全人机工程学课件:人机功能匹配

安全人机工程学课件:人机功能匹配
《安全人机工程》
主要内容
CONTENTS
1
人机功能匹配的含义
2
人机功能匹配对 人机系统的影响
3
人机功能匹配原则
一、人机功能匹配的含义
人机功能匹配是指人机相互配合、 相互协调、相互适应, 实现人 配合机器和机器适应人。
二、人机功能匹配对人机系统的影响
• 如果不考虑人机的相互适应, 那么人就既不会舒适, 也不会 高效安全地工作。
方式。 • 不要采用需要人作高度精密的、频繁的、简单重复的、连续不停的操作和长
时间精确计算的匹配方式。
《安全人机工程》
• 人机不协调或协调性差会造成违 章操作;操纵器、 显示器、 报 警器未能达到最佳匹配也会造成 违章操作, 造成事故。
三、人机匹配原则
• 要选用最有利于发挥人的能力和提高人的操作可靠性的匹配方式。 • 匹配方式要使人认识到或感到自己的工作很有意义或很重要,不可把人安排
为机器的辅助物,避免使人产生自己的工作是为机器服务的感觉。 • 要采用信息流程和信息加工过源自中自然的、使人容易学习的、差错少的匹配

安全人机工程学ppt课件

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人的自然倾向与可靠性分析
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二、错觉
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错觉是指人所获得的印象与客观事物发生差异的现象。
视错觉 空间错觉 大小与重量错觉 颜色错觉
长度错觉; 方位错觉; 透视错觉; 对比错觉
听错觉
运动错觉
人的自然倾向与可靠性分析
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精神紧张与躲险动作
一、精神紧张、慌张以及惊慌
人机系统的安全与可靠性取决于机的可靠性、人的可靠性 及其他们间的协调关系。
机的可靠性是衡量人机系统安全性的重要依据,人的可靠 性直接影响人机系统的安全性,并且往往起主导作用。
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人的自然倾向与可靠性分析 22
l、可靠性的定义 可靠性是指研究对象在规定条件下、规定时间内、完成规定 功能的能力。
与机保持什么样的关系,才能保证人的安全。 从解决“人”与“物”之间界面关系的角度,研究导致
活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的 依据等,同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求,以 这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计,从而 在实现生产效率的同时确保障劳动者的安全。
人-机关系
❖ 精神紧张:紧张状态的发展可分为三个阶段:警戒反应期、抵抗期、衰竭期。
❖ 慌张:是作业者在某种心理状态下所出现的一种工作状态,表现为着急慌忙,工 作急于求成,而且忙中又常出错。
❖ 惊慌:是在异常情况下,多数人心理会骤然发生变化,内心十分紧张,一时失去 正确的判断能力,行动也随之失去常态;或者惊呆不能动弹;或者张皇失措,行 动不能自控;也有的在生理上出现种种不正常现象,如心率加快、血压升高、大 小便失禁、哆嗦、皮肤起鸡皮、上下牙齿振碰、口吃等。
规定功能是指机器设备本身的性能指标和包括人方便、安全、 舒适地操纵机器的使用功能。当机器和设备达到规定功能,则 可靠;当产品丧失规定功能,则称其发生故障、失效或不可靠。

安全人机功能匹配课件

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(6)不安全行为分析
B 忘记、看错、念错、想错造成记忆与判 断的失误
有一伏案设计的电气工程师,突然想测一下变电站电机 的某个尺寸。没有换工作服,穿着宽松的长袖衫到低矮 的变电间屈身实测。正当测量时长袖衫脱卷,他下意思 地举起右手,并用左手去卷右衣袖,结果右手指触及电 线死亡。这实在完全应急的情况下忘了危险的不安全行 为。防止的方法是连锁断电或禁止进入这种带电场所。
减少单调作业的措施
作业单调的程度取决于操作的持续时间
1)考虑人的生理和 心理
和组成作业的基本动作数。要在一定时 间内保持较高的工作效率 A)作业内容应包括10-12项以上的基本动
RH3=3R2-2R3=0.972>R=0.9 FH3=3F2-2F3=0.06075<F=0.15 可见表决系统中,正常情况下不失误操作和异 常情况下正确操作的可靠性都提高。多人表决 的人机系统的可靠度Rsd=RHb·RM=…
4、控制器监控的冗余人机系统可靠度
设监控器的可靠度为Rmk,则人机系统人 机系统为 Rsk =[1-(1-RH·Rmk)(1-RH) ]·Rm
3、多人表决的人机系统可靠度
若由n个人构成控制系统,当其中r个人的 控制工作同时失误时,系统才会失败,这 样的系统称多数人表决的冗余人机系统。 设每个人的可靠度均为R,则系统全体人员 的操作可靠度
RHn=∑i=0 Cni(1-R)iR(n-i),0< i<r-1
式中Cni—n个人中有i个人同意时事件数 Cni=n!/[n!(n-i)!] 且规定Cn0=1
5.改善作业环境
建立高效可靠的人机系统
1)对部件等系统宜选用并联组装。 2)形成冗余的人机系统。 3)系统运行时其运行频率应适度。 4)系统运行时应设置纠错装置。 如电脑中的纠错系统。

7.安全人机功能分配解析

7.安全人机功能分配解析

比较的内 容
人的特征机器的特征来自人可识别物体的大小、形状、位置和颜 感受能力 色等特征,并对不同声音和某些化学物
质也有一定的分辨能力
接收超声、辐射、微波、电磁波、磁场 等信号,超过人的感受能力
控制能力
可进行各种控制,且在自由度、调节和 联系能力等方面优于机器。同时,其动 力设备和效应运动完全合为一体,能 “独立自主”
经可靠性设计后,其可靠性程度高,且 质量保持不变。但自身的检查、维修能 力非常薄弱,不能处理意外的紧急事态
耐久性
容易产生疲劳,不能长时间的连续工作, 且受年龄、性别与健康情况等因素的影

耐久性高,能长期连续工作,并大大超 过人的能力
四、人机功能匹配
1.人机匹配的含义 对人和机的特性进行权衡分析,将
5) 上岗前经过严格培训与考核。
2.减少人为失误
减少人为失误,提高人的可靠性失误主 要有以下几种措施:
1)使操纵者的意识水平处于良好状态。操作 者产生操作失误除了机器的原因外,主要是由于 操作者本身的意识水平或称觉醒水平处于低水平 状态。所以,为了保证安全操作,首先应使操作 者的眼、手及脚保持一定的工作量、既不会过分 紧张而造成过早疲劳,也不会因工作负荷过低而 处于较低的意识状态;其次从精神上消除其头脑 中一切不正确的思想和情绪等心理因素,把操作 者的兴趣、爱好和注意力都引导到有利于安全生 产上来,变“要我安全”为“我要安全”,通过 调整人的生理状态,使之始终处于良好的意识状 态、有较强的安全意识,从事操作工作。
第七章 安全人机功能匹配
任何一个人机系统都必须做 到机宜人,人适机,使人机之间 达到最佳匹配。为了达到这一目 的,必须研究人的功能和机的功 能,研究人机系统中人与机如何 合理分工,密切配合,达到人机 系统效率最优化,人身最安全。

人机匹配法ppt课件

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方法论是普遍适用于各门具体社会科学并起指导作用的范畴、原则、理论、方 法和手段的总和,通常指历史唯物主义。历史唯物主义作为社会发展一般规律的科学, 既是一切社会科学的理论基础,又是认识和改造社会的根本方法。
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

《安全人机匹配》概要

《安全人机匹配》概要
30
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
✓1)发现作业动作中不满足动作经济原则之处,取消动作中存 在的不合理、不稳定和无用的动作; ✓2)取消作业中容易造成疲劳和失误的因素,使操作者保持良 好的状态,有节奏的进行作业; ✓3)掌握动作经济原则,提高动作意识、问题意识和改善意识, 经常构思和运用高效的作业分析。
21
如: 动作经济原则
4、动作经济原则应用
18
如: 动作经济原则
1、动作经济原则的定义
生产 三要素
✓人、机器和物料
动作经济 原则
✓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。
动作 意识
✓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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(四)作业姿势分类
人的作业按照人的作业姿势可以分为: 1、坐姿作业 2、立姿作业 3、坐立交替作业 4、跪姿 5、卧姿作业
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1、坐姿作业
•坐姿作业适合于长时间操纵、控制精度高或需要四 肢共同操作的场合,用于轻体力的工作性质。 •坐姿作业的优点是操作稳定、身体位置平衡,可减 轻疲劳。 •缺点是长时间坐姿,尤其是不正确的坐姿,对身体 不利。
3、设计时,应该充分利用人和机的各自优势。
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第四章安全人机功能分配

第四章安全人机功能分配
响很小,不会出现大的危险。例如,当机器的动力源 或某零部件发生故障时,使机器停止运转,处于故障 保护状态
有些故障的出现,会导致某种危险状态。 例如,由于电气开关故障,会产生不能停机的危险; 砂轮轴的断裂,会导致砂轮飞甩的危险;速度或压力 控制系统出现故障,会导致速度或压力失控的危险等。
2020/3/17
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

时间延时为1s
擅长于归纳,容易改变其推理程序
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
三、机械安全设计的要求
(一)合理设计机械设备的结构型式 设计结构尽可能避免或减少危险:从零
件材料到零部件的合理形状和相对位置, 从限制操纵力、运动件的质量与速度到 减少噪声和振动 防止危险导致的伤害而采用一些技术措 施或增加配套设施。
(二)足够的抗破坏能力及环境适应能力
1.足够的抗破坏能力 应满足完成预定最大载荷的足够强度、刚度和构
能应付意外事件和不可能预测事件, 并能采取预防措施
操作处 理能力
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
可进行各种控制,手具有非常大的自 由度,能极巧妙地进行各种操作。从 视觉、听觉、变位和重量感觉上得到 的信息可以完全反馈给控制器
(三)尽可能使机器设备达到本质安全
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3、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。
3、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
3、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
在功能分配时,首先考 虑机器所能承担的系统 功能,然后将剩余部分 功能分配给人。在这当 中,必须掌握和了解机 器本身的可靠度,如果 盲目地将功能强加于机 器,则会造成系统的不 安全性。
三、人机特性比较
项目

感受能力 能够识别物体的大小、形状、位 置和颜色等特征,能够分辨不 同音色和某些化学物质气味
操纵能力 能够进行各种控制,在自由度、 调节和联系能力等方面优于机 器,能“独立运行”
处理能力 有智力和主观能动性,有创造、 辨别、归纳、演绎、综合、分 析、记忆、联想、判断、抽象 思维等能力,能发现事物运动 规律,对问题提出见解和决策 措施
操纵器: 通过动作进行操纵
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。
3、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。 这两者的经济效益通过 比较和计算来确定功能 的分配。
如果是专用机械,不调整则不能 改变其作业用途
三、人机特性比较
可以看出,人在复杂感受能力、信息处理能力、 智力、综合判断能力、对情况的决策处理能力、 灵活应变能力等方面优于机器;但在准确度、 体力、速度和知觉能力方面有限。
机器在操纵力、速度、精确度、高阶运算能力、 存储能力、连续作业能力和耐久性等方面优于 人;但在性能维持能力、正常动作、判断能力、 造价、运营费用方面受限。
人机功能匹配
制作:孟现柱 mengxz12@
人机系统
在一定的环境条件下,人机系统包括人 和机两个基本组成部分,它们互相联系构 成一个整体。
一、人的主要功能
人在操作活动中的基本功能示意图
一、人的主要功能
人器情况
信息处理器: 对信息处理分析、判断
四、人机功能匹配
人与机的几种结合形式
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
1、人机功能匹配的含义
1)人机功能分配 2)人机相互配合
对人和机的特性进行权衡分 析,将系统的不同功能分配 给人或机,叫人机功能分配。
根据人机各自的能力,使人 机相互配合、协调、适应, 实现人监控机器和机器监控 人。
3、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
通过人与机器的特性比
较,进行客观的和符合
逻辑的分配。如笨重的、
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,分配给机器 承担。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, 由人承担。
容易产生疲劳,不能长时间的连 续工作,且受年龄,性别与健 康状况等因素的影响
通过教育训练,能够具有多方面 的应变能力,适应和应付突发 事件能力强
机器 按照恰当设计制造的机器,能保
持高可靠性,但在超负荷情况 下可靠性可能突降,其本身的 检查和维修能力非常薄弱,不 能处理意外的紧急事件
耐久性高,能长期连续工作,但 需要适当维护
1、人机功能匹配的含义
人机功能匹配的内容 显示器与人的信息感觉通道特性匹配 控制器与人体运动特性的匹配 显示器与控制器的匹配
环境条件与人心理生理及生物力学特性的匹配
2、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)人机不协调或协调性差是违章操作的主 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,未能达到最佳匹配也 会造成违章操作,造成事故。
项目

学习能力 具有很强的学习能力,能阅读、 归纳和判断,形成概念和方法
计算能力 计算慢且容易产生误差,不能进 行高阶运算,但善于修正误差
记忆能力 能够记忆大量信息,并进行多途 径存取,擅长对原则和策略的 记忆
工作效能 能够依次完成多种功能作业,但 不能同时完成多种操纵和在恶 劣条件下作业
机器 无学习能力
机器
能够接受超声、辐射、微波、磁 场等人不能感知的信号,且在 感觉速度方面优于人
操纵力、速度、精密度、操作数 量和范围等方面优于人,但不 能“独立运行”
无智力(智能机例外)和主观能 动性,没有创造能力,只能按 照程序设计机械地辨别、归纳、 演绎、综合、分析、记忆、判 断,不能对问题提出见解
三、人机特性比较
计算快而精确,可进行高阶运算, 但不善于修正误差
能够迅速存取信息,信息传递能 力、记忆速度和保持能力都比 人高很多
能够在恶劣环境下工作,可同时 完成多种操纵控制,单调、重 复的工作也不降低效率
三、人机特性比较
项目 可靠性
连续性 灵活性

就人脑而言,可靠性高于机器。 但在疲劳与紧急事态下,可能 极不可靠,人的技术高低,生 理及心理状况等对可靠性都有 影响,能够处理意外的紧急事 件
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