安全人机工程学
安全人机工程学绪论
绪论
3．安全人机工程学 安全人机工程学(Safety Ergonomics)作为安全工程学的重 要分支学科和人机工程学的一个应用学科，其性质是一个跨门 类、多学科的交叉科学，它处于许多学科和专业技术的接合部， 既有人体科学与工程技术的交叉和渗透，又有社会科学与自然 科学等学科的交叉和渗透。
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绪论
动环境是否具备安全条件，即设备是否安全。 ② 安全状态。劳动者的行为与劳动环境的配合(人机结合
面)上是否处于安全的状态。 ③ 安全行为。劳动者的行为是否符合安全的要求。
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绪论
1.2 安全人机工程学的形成与发展
1.2.1 人机工程学发展简史 自人类社会形成以来，人类在求生存、求发展的过程中，
开始创造各种各样的简单器具，并利用这些器具进行狩猎、耕 种，从而形成了人与器具的关系—原始人机关系。
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绪论
(6) 人员选拔问题。 (7) 人机系统的可靠性，保证人机系统的安全。 (8) 人机系统总体安全性设计准则和方法以及安全性评价 体系和方法。
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绪论
近期国内外人机工程学研究的方向： (1) 工作负荷研究：包括体力活动、智力活动、工作紧张 等因素引起的生理负荷和心理负荷。 (2) 工作环境的研究：包括各种工作环境条件下的生理效 应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因 素的人机工程学的研究。 (3) 工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。 (4) 信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示 中人的因素研究。
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绪论
由此可归纳出人机系统的主要研究内容： (1) 人的因素方面： (2) 机的因素方面： (3) 环境因素方面： (4) 人机系统的综合研究：
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绪论
2024年安全人机工程学总结
2024年安全人机工程学总结安全人机工程学是一门研究如何使人与机器之间达到安全和有效交互的学科。
____年, 随着科技的快速发展和智能化的普及, 安全人机工程学也取得了许多重要的进展。
本文对____年安全人机工程学的新趋势、应用领域、影响和挑战进行总结和展望。
一、新趋势1.深度学习和人工智能的融合: 随着深度学习和人工智能的快速发展, 安全人机工程学将借助这些技术实现更智能化和自动化的用户体验。
例如, 智能助手和虚拟现实技术的结合可以提供更直观和自然的界面, 使用户与机器之间的交互更加高效和安全。
2.生物识别技术的应用: 生物识别技术已经成为安全人机工程的热点领域。
指纹、虹膜和人脸识别等技术的应用可以提供更精确和安全的身份认证方式, 从而避免了传统密码等易受攻击的认证方式带来的风险。
3.多模态交互的发展：多模态交互是指通过多种媒体形式（声音、图像、触摸等）实现人机交互。
____年，多模态交互将进一步发展，例如语音识别、手势识别和眼球追踪等技术的应用将为用户提供更多元化和灵活的交互方式。
4.数据隐私和安全性的考虑：随着人们对个人数据隐私和安全的关注度增加，____年的安全人机工程学将更加注重数据隐私和安全性的保护。
例如，安全人机界面的设计将强调用户数据的安全传输和存储，同时保护用户的个人隐私不受侵犯。
二、应用领域1.智能交通系统: 安全人机工程学可以为自动驾驶汽车、智能交通信号和交通监控系统等提供更安全有效的用户界面和交互方式。
通过深度学习和生物识别技术, 可以实现车辆和驾驶员之间的无缝交互, 提高交通系统的安全性和效率。
2.医疗保健: 安全人机工程学在医疗保健领域的应用是非常广泛的。
例如, 通过智能手术助手和远程诊断系统, 医生可以更容易地与患者进行交流和诊断, 提高医疗服务的质量和效率。
3.航空航天系统：安全人机工程学对于航空航天系统的设计和操作也具有重要意义。
例如，通过多模态交互和生物识别技术，可以提高航空飞行员和地面人员之间的沟通和协作，确保飞行安全。
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和谐人车路
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哈顿矩阵9 哈顿矩阵9个单元中的每一个都会对事故或伤 亡有直接或间接的影响
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交通事故中与人有关的原因占93%--94%，这说明人是 交通事故中与人有关的原因占93%--94%，这说明人是 事故的关键因素
表7--6 --6
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安全人机工程学
介绍
安全人机工程学，可以定义为： 安全人机工程学，可以定义为：安全人机工程学是从安全 的角度和着眼点， 的角度和着眼点，运用人机工程学的原和方法去解决人机 结合面的安全问题的一门新兴学科 。它作为人机工程学 的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件， 的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件， 将与以安全为前提、 将与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾 齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。研究人、 齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。研究人、 机械、环境三者之间的相互关系，探讨如何使机械、 机械、环境三者之间的相互关系，探讨如何使机械、环境 符合人的形态学、生理学、心理学方面的特性， 符合人的形态学、生理学、心理学方面的特性，使人一机 械一环境相经协调， 械一环境相经协调，以求达到人的能力与作业活动要求相 适应，创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。 适应，创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。
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第七章安全人机工程的实践与应用
------道路交通运输安全人机工程 道路交通运输安全人机工程
现代化的运输业于国民经济的发展和人民生活水平的提 高息息相关，是一系列产业的市场和支柱， 高息息相关，是一系列产业的市场和支柱，在国民经济中具 有极其重要的地位和作用。 有极其重要的地位和作用。
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。
安全人机工程学课件
不合理的空间布局会导致人员活动不便，增加事故风险。应对工作空 间进行合理规划，确保人员能够安全、高效地完成作业。
照明条件对视觉疲劳影响及优化方案
照明不足或过强
不合适的照明条件会导致视觉疲劳、眩光等 问题，影响人员视力和工作效率。应根据作 业需求和环境条件选择合适的照明设备和照 度。
色彩与对比度
人机界面与交互方式
人机界面
人机界面是人机系统中人与机器之间进行信息交换的媒介，包括显示装置、控制装置和通信设备等。
交互方式
人机系统中的交互方式包括手动控制、自动控制和人机对话等。手动控制是指操作者通过控制装置直 接控制机器运行；自动控制是指机器根据预设程序或传感器信号自主运行；人机对话是指操作者与机 器通过对话方式进行信息交换和控制。
根据信息类型和人的视觉特性，选择合适 的显示方式，如数字、图形、灯光等。
根据人的视觉感知能力和信息重要性，设 计合适的显示参数，如大小、颜色、对比 度等。
显示布局和排版
案例分析
根据人的阅读习惯和信息逻辑关系，设计 合理的显示布局和排版，提高信息可读性 和易理解性。
以汽车仪表盘、机床数控面板等为例，分 析显示器设计的优缺点和改进措施。
流向和速度。
航空、铁路等运输方式中安全人机工程学应用
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航空运输
分析飞行员的生理心理特性，研究驾驶舱布局、 仪表显示、操纵系统等对飞行安全的影响，提出 改进措施。
铁路运输
探讨列车驾驶员的视觉、听觉和反应特性，分析 铁路信号系统、列车控制系统等的安全性和可靠 性，提出优化建议。
水路运输
研究船员的生理心理特性，分析船舶导航设备、 通信设备以及船舶操纵系统等的可用性和安全性， 提出改进方案。
安全人机工程学
人因失误事故分析与预防
各行业中人因事故所占比例
行业名称 航空 道路交通
石油化工 核电 矿山 钢铁冶金
人因事故的比例 70%－80% 57%完全由人因引起，90%包含 人因的贡献 60%以上
60%以上 85％ 90％
资料来源 中国安全科学学报， 2002 ， 12（5） Human Error in Road Accidents. Green M.John 日本，2001
人因可靠性分析（HRA：Human Reliability Analysis): 以人因工程、系统分析、认知科学、概率统计、行为科学等 学科为理论基础，以对人的可靠性进行定性与定量分析和评 价为中心内容，以分析、预测、减少与预防人的失误为研究 目标。
人因失误事故分析与预防
人的失误特点 人的失误的重复性； 人引发的失效的潜在性和不可逆转性； 人的失误行为往往是情景环境驱使的； 人的行为的固有可变性； 人的失误的可修复性。
1. 2. 3. 4. 5. 习惯与错觉 精神紧张与躲险动作 人为差错 人的生理节律 人的可靠性
人的自然倾向与可靠性分析
一、习惯 习惯分个人习惯和群体习惯。 群体习惯 群体习惯是指在一个国家或一个民族内部，人们所形成的共同 习惯。
符合群体习惯的机械工具，可使作业者提高工作效率，减少操 作失误。
动作习惯 绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作。这一事 实在人机系统设计时应该予以考虑。
人的自然倾向与可靠性分析
二、错觉
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
听错觉 运动错觉
长度错觉； 方位错觉； 透视错觉； 对比错觉
安全人机工程学讲义
安全人机工程学讲义在现代社会，随着科技的飞速发展和工业生产的日益复杂，人与机器的交互越来越频繁和紧密。
在这个过程中，安全人机工程学逐渐成为一门至关重要的学科。
它旨在通过优化人、机器和环境之间的关系，最大程度地减少事故和伤害，提高工作效率和生活质量。
一、安全人机工程学的定义与范畴安全人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。
它运用生理学、心理学、工程学等多学科的知识和方法，来设计和优化人机系统，使其符合人的生理和心理特点，从而保障人的安全与健康。
其范畴涵盖了从产品设计到工作场所布局，从交通工具驾驶到计算机操作等各个方面。
例如，汽车的座椅设计要考虑人体的脊柱曲线和坐姿习惯，以减少驾驶疲劳和脊柱损伤；工厂的生产线布局要便于工人操作，避免过度伸展和弯腰等不自然的动作。
二、人的因素在安全人机工程学中的重要性人是人机系统中最活跃、最具变化性的因素。
人的生理特点，如身高、体重、力量、耐力等，以及心理特点，如注意力、反应速度、判断力等，都会影响人机系统的性能和安全性。
人的感知能力也对安全至关重要。
视觉、听觉、触觉等感知器官的特性和局限性，决定了我们对信息的获取和处理能力。
例如，在光线昏暗的环境中，人的视力会下降，容易导致操作失误；在嘈杂的环境中，人的听力会受到干扰，可能无法及时察觉危险信号。
人的认知能力和决策能力同样不可忽视。
在复杂的工作环境中，人们需要快速做出正确的决策。
但由于疲劳、压力、经验不足等因素，人的决策可能会出现偏差，从而引发事故。
三、机器的设计与安全机器的设计应充分考虑人的因素。
操作界面要简洁明了，控制按钮的位置和标识要易于理解和操作。
例如，微波炉的控制面板上，常用的功能按钮应该突出显示，操作步骤应该简单直观。
机器的性能和可靠性也是保障安全的关键。
定期的维护和保养可以确保机器的正常运行，减少故障和事故的发生。
同时，机器应具备一定的安全防护装置，如紧急制动系统、防护栏等。
智能化的机器在提高效率的同时，也带来了新的安全挑战。
安全人机工程学
（人机关系示意图）
人——
人 这里所谓的人(Man) ，是指活动的人体 ，即安全主 这里所谓的人
体，人应该始终是有意识有目的地操纵物(机器、物质) 和控制环境的，同时又接受其反作用。人是人与复杂的 外界之间相互作用链条上的决定一环，人也应该是他所 创造的并为他服务的任何系统的安全主导，其自身依靠 的科学基础都需要借用生理学、心理学、人体生物学、 解剖学、卫生学、人类逻辑学、社会学等人体科学的研 究成果。
人机程学在生活中的应用
人性化设计
人性化设计是指在符合人们的物质需求的基础上,强调精神与
情感需求的设计。它综合了产品设计的安全性与社会性，就是 要在设计中注重产品内环境的扩展和深化。“人性化设计”作为 当今设计界与消费者孜孜追求的目标,带有明显的后工业时代特 色,是工业文明发展的必然产物。而人性化设计是以人机工程学 的发展为前提和基础的。从根本上说，人性化设计应该是功能 主义的，它是在保障产品功能的前提下改进产品的外形设计以 达到符合人机工程的一般原理的设计理念。 人性化设计是以人机工程学的发展为前提和基础的。从根本上 说，人性化设计应该是功能主义的，它是在保障产品功能的前 提下改进产品的外形设计以达到符合人机工程的一般原理的设 计理念。
安全人机工程学
安全人机工程学是从安全的角度和着
眼点出发来研究人与机的关系的一门学科， 其立足点放在安全上面，对在活动过程中的 人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什 么样的关系，才能保证人的安全。也就是说， 在实现一定的生产效率的同时，如何最大限 度地保障人的安全健康与舒适愉快。
安全人机工程学研究的科学对象 安全人机工程学研究的科学对象
安全人机工程学
第一章概论人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境，从而提高工效的一门科学。
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。
人机结合面就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）安全人机工程学得研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。
第二章人体的人机学参数耗氧量：人体用过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。
人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量。
人体在从事高度反正体力劳动时，循环、呼吸（氧运输）系统的功能经1~2min后达到人体极限摄氧能力，这时，人体单位时间内的摄氧量称为最大摄氧量。
最大耗氧量可以作为允许最大体力消耗的标志，其影响因素主要有年龄、性别、海波高度、体能训练、劳动强度、持续时间等。
人体测量数据的运用准则：1.最大最小准则2.可调性准则3.平均准则4.使用最新人体数据准则5.地域性准则6.功能修正与最小心理空间相结合准则7.标准化准则8.姿势与身材相关联准则9.合理选择百分位和适应度准则第三章人的生理和心理及人体生物力学特性感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物的个别属性的反映。
感觉有：视觉、听觉、嗅觉、触觉（包括触觉、温度觉、痛觉）、味觉、运动觉、平衡觉、空间知觉以及时间知觉等。
感觉适应性：对感觉器官持续刺激，假若刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激是否能引起反应，时间过短不能引起反应：时间过长，反应逐渐减小，以致消失。
人能够产生视觉是由三个要素决定的：视觉对象、可见光和视觉器官。
视觉运动的规律：1.眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳2.视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针反响运动。
3.人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多4.当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左上限，而右下限最差。
安全人机工程学-人机系统
可检测如电磁波等一些人不能检测的 收信号，掌握标准困难，易出错；具有味觉、
物理量
嗅觉和触觉
在力量、速度、精确、操作范围、 肢体具有许多自由度，可在三维空间进行多
耐久性等方面远比人优越；对处理液 种运动，可进行微妙的协调，但人的力量、速
体、气体和粉状体等比人优越，但处理 度有限；可通过获取视觉、听觉、位移和重量
功率可大可小；可以根据目的设计 适于功率小于 100 W 的轻巧的作业；人是综 必要的功能，避免浪费；功能简单的机 合整体，有多种功能，需要补充能耗，还必须
器速度快而且准确；新机器从设计、制 适应处理必要功能以外的时间；必须采取绝对
造到运转需要一定时间
安全措施；需要教育和训练
专用机械的用途不能改变，只能按 程序运转，不能随机应变；比较容易进 行改造和革新
柔软物体则不如人
感等信息控制运动器官灵活地操作
按预先编程可进行快速、准确的数 具有抽象、归纳能力以及模式识别、联想、
据处理；记忆正确并能长时间储存，调 发明创造等高级思维能力；善于积累经验并运
出速度快；反应速度快；学习能力较低， 用经验判断；记忆力有限；需要反应时间；具
灵活性差
有很强的学习能力，灵活性强
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图2-9 Price决策图
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3. Sheffield法 Sheffield法是由英国Sheffield大学在对海军的舰艇控制系 统进行设计时所开发的一种功能分配方法。它在分配过程中共 需要考虑100多项决策准则，将其分为8组，其中不仅考虑了人 机能力特性，而且从工程的角度考虑了人员的作业设计、社会 性、训练、安全等因素，另外还包括自动化的精度、费用等。 它的主要流程如图2-10所示。
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2.2 人机系统类型及功能
安全人机工程学(第二版)绪论
1.1.2 其他相关学科的概念 1. 人—机—环境系统 人—机—环境系统是由人、机（或计算机）和环境组成的一种复合系统。 2.人—机—环境系统工程
*
图1-1 人—机—环境系统工程研究内容
安全人机工程学侧重于安全卫生，立足于人机结合面上，在最大限度保障人们的安全健康与舒适的前提下，尽量提高工作效率； 效率人机工程学侧重于工作效率，立足于设备的效应，在最大限度发挥设备效应以提高工作效率的前提下，给劳动者创造安全卫生的劳动环境。
*
1.4 学科体系及研究方法
1.4.2 人机工程学研究的方法 测量方法 模型工作方法 调查方法 数据的处理方法
*
1.4.3 人机工程发展新趋势 绿色设计 虚拟现实技术 Fra bibliotek字化人机工程
*
谢 谢！
2.发展历程 经验期—机械时代（20世纪初到第二次世界大战前） 创建期—技术革命时期（第二次世界大战间） 成熟期—人的思维时期（60年代至今） 3.我国人机工程学发展进程
*
1.2.2安全人机工程学发展历程 经验人机工程学 科学人机工程学 现代人机工程学
*
1.3.1人机工程学的主要任务和研究内容 研究内容有以下几点： 人的因素方面 机的因素方面 环境因素方面 人机系统的综合研究
*
1.3.3 安全人机工程学的研究内容 人机系统中人的各种特性； 人机功能分配； 各类人机界面； 工作场所和作业环境； 安全装置； 人员选拔问题； 人机系统的可靠性； 人机系统总体安全性设计准则和方法以及安全性评价体系和方法。
*
1.4.1 学科体系 《学科分类与代码》GB/T 13745－2009 安全科学技术（620） 安全人体学（620.25） 安全人机学（620.25.30）
安全人机工程学
1.安全人机工程学：是从安全角度出发，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。
它作为人机工程学的一个应用学科分支，以安全为目标，以工效为条件，将以安全为目标，工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要学科分支。
2.安全人机工程学的主要内容：人的特性的研究，机的特性的研究，环境特性的研究，人-机关系的研究，人-环关系的研究，人-机-环境系统总体性能研究，事故预防以及事故致因的研究。
3.生理节律性：人体生理功能所显示出的周期性变化。
4.人机结合面（人机界面）：在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的面，所有的人机交流都发生在这个面上，通常人们称这个面为人机界面。
5.提高作业能力与降低疲劳的措施：(1)改进作业方法，合理使用体力：1、2、3、4(2)合理地确定作业休息制度6.克服单调感，合理调节作业速率p1147.疲劳发生机理：（1）疲劳物质的累积机理（2）糖原耗竭机理（3）中枢变化机理（4）生化变化机理（5）局部流血阻断机理7.显示器设计基本原则：准确性原则:要求显示装置的设计，尤其是数字认读的显示装置的设计应尽量使读数准确。
简单性原则：应使传递信息的形式尽量直接表达信息内容，尽量减少编码错误。
一致性原则：应使显示器指针运动的方向与机器本身或者控制器运动方向一致。
排列性原则：( 1) 最常用和最主要的尽可能放在视野中心3°范围之内（2）当显示器很多时，应按它们的功能分区排列，区与区之间应有明显界限。
（3）显示器应尽量靠近，以缩小视野范围。
（4）显示器的排列要符合人的视觉特征。
8.疲劳动态特征：（1）身体的生理状态发生特殊变化（2）作业能力下降（3）疲倦的自我体验9.作业过程中人的代谢过程：ATP-CP系列：CP+ADP Cr+ATP需氧系列：葡萄糖或脂肪+氧氧化磷酸化A TP乳酸系列：葡萄糖（糖原）糖酵解ATP+乳酸10.人机工程学：是20世纪中期发展起来的交叉学科，它广泛地运用了人体科学、系统科学、社会学、管理学、技术科学等学科的理论与知识，主要研究人、机和人机界面之间的关系，探讨通过适当的设计使人机系统达到高功效和安全地工作。
安全人机工程学
安全人机工程学的定义：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发来研究人与机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，在对活动过程中人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。
安全人机工程学研究内容: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、研究人员选拔的问题7、研究人机系统的可靠性8、研究人机系统总体安全性设计准则和方法以及安全性评价体系和方法。
安全人机工程学的任务：为人机系统设计者提供系统安全性设计，特别是确保人员安全的理论、方法、准则和数据。
手的作业域测量：手脚在一定空间范围内做各种操作，所形成的包括左右水平面和上下垂直面的空间区域水平作业域:人在台面前，在台面上左右运动手臂形成的轨迹范围。
垂直作业域：手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成的范围。
满足度：产品设计尺寸满足特定使用者群体的百分率。
感觉：人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映知觉：人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。
感觉和知觉的关系：相似：都是人脑对当前客观事物的直接反映。
区别：感觉反映的是客观事物的个别属性，知觉反映的是客观事物的整体属性。
感觉和知觉又是密不可分的，感觉是知觉的基础，没有感觉就不可能有知觉，对事物的个别属性的反映的感觉越丰富，对事物的整体反应的知觉就越完整正确。
生产中感觉越敏锐，就为减少事故的发生，确保安全生产奠定了基础。
由于客观事物的个别属性和事物的整体总是紧密相连的，实际生活中人们很少产生单纯的感觉，总以知觉的形式反映事物感觉阈：能引起感觉的一次刺激必须达到一定强度，，能被感觉器官感受的刺激强度范围。
感觉阈下限：能引起感觉的最小刺激量人体产生视觉的三要素：视觉对象，可见光，视觉器官视错觉：人观察外界物体形象和图形所得的印象与实际形状和图形不一致的现象，是视觉的正常现象。
视觉运动规律：1、人眼的水平运动比垂直运动快2、视线习惯：从左到右、从上到下、顺时针看3、人眼对水平方向尺寸和比例的估计比垂直方向尺寸和比例的估计要准确的多。
安全人机工程学
1-5何谓人机工程学？它所研究的对象是什么？其内涵是什么？人机工程学(Ergonomics)：主要研究各种工作环境中人的因素,研究人和机器以及环境的相互作用,研究人在工作、生活中怎样才能够统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题。
人机工程学研究的目的：⑴设计：为设计机器设备、工艺流程、工具、信息传递和控制装备时，考虑人的因素提供依据；⑵工效：保障设计的机械使人的操作简便、省力、快速而准确；⑶安全：保障人的工作条件和工作环境安全、卫生和舒适；⑷最终目标：为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。
人机工程学研究内容：⑴人的因素方面：人的生理、心理、人体测量和生物力学等内容；⑵机的因素方面：显示器、控制器等设计内容；⑶环境因素方面：温度、湿度、噪声、尘毒、采光、照明、色彩、辐射对人身心的影响等内容；⑷人机系统的综合研究：人机系统的整体设计、岗位设计、显示控制设计、环境设计、作业方法、人机的组织管理等内容。
1-6何谓安全人机工程学？它在安全科学、系统科学、管理科学以及人-机-环境系统工程学科中处于什么位置呢？如何理解它所处的位置？安全人机工程学(Safety Ergonomics)：是从安全的角度和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。
它作为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，将与以安全为前提、以工效为目标的人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。
安全人机工程学是一门综合性学科，它处于许多学科的边缘结合部上，既有人体科学与工程技术的交叉和渗透，又有社会科学与自然科学等学科的交叉和渗透。
安全人机工程学既是安全科学的一个分支，又是系统科学的一个分支，也是人—机—环境系统工程学科的一个分支，它是一个跨门类、跨学科交叉的新兴分支学科。
1-8安全人机工程学研究哪些方面的内容？为什么要进行这些方面的研究呢？安全人机工程学的研究内容：⑴人的特性研究：是指人的生理特性和心理特性。
安全人机工程学重点知识
安全人机工程学:从安全的角度和着眼点运用人机工程学的原理和方法解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
安全人机工程学研究对象:人机系统安全人机工程学研究目的：进行人及设计，改善人机关系；提高人机系统可靠性；减少消除安全隐患；保证人的安全舒适安全人机工程学研究内容：安全人机工程学的学科体系、人机结合面的安全依据标准、人机系统的安全设计（安全）人机工程学研究方法：实测法、实验法、分析法、调查研究法、计算机仿真法、图示模拟法和模拟试验法、感觉评价法安全人机工程学任务与研究范围: (1) 研究人机系统中人的各种特性(2)研究人机功能合理分配(3)各种人机界面的研究(4)作业方法与作业负荷研究(5)事故及预防的研究感觉的特性：1）人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限2）刺激必须达到一定强度才能对感受器官发生作用。
3）一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征。
4）同时有多种信息时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它信息。
5）感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。
百分位数：如果将一组数据从大到小排序并计算相应的累计百分位，则某一百分位的对应数据的值就是这一百分位的百分位数。
适用度：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。
明适应:当人从黑暗处到光亮处，有一个对光适应的过程。
暗适应:在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程视错觉:人观察外界物体形状和图形得的印象与实际形状和图形不一致的现象（形状错觉，色彩错觉，物体运动错觉）视力:表示人眼对物体细小部位的辨识能力的生理尺度。
动视野:当头部固定不动，眼球自由转动时能看到的空间范围静视野:当头部固定不动时所能看到的正前方空间范围（上30度下40度左右各为15-20度有效视野：能够清楚辨识物体形状的视野色觉视野：人眼在不同颜色刺激下的视野是不同的，称为色觉视野。
安全人机工程学简介
03 智能化技术应用
● 05
第5章 人机系统安全与风险管 理
人机系统安全性 的重要性
人机系统安全性是指系统在设计和使用过程中 避免事故和损害的能力，确保系统运行稳定可 靠。在当今高度信息化和智能化的社会背景下， 人机系统安全性尤为重要，关乎人们的生命财 产安全和社会稳定发展。
人机系统风险管理的方法
图形用户界面
命令行界面
语音界面
人机界面设计的 原则
人机界面设计应该简洁明了、易于操作、符合 用户的习惯和心理，遵循一致性、反馈、可控 性等原则。
人机界面设计的案例分析
案例一 成功经验总结
案例三 改进建议提出
案例二 失败教训反思
人机界面设计的未来趋势
用户体验
01 更加注重用户感受
个性化定制
02 根据用户需求定制界面
安全人机工程学简介
汇报人： 时间：2024年X月
目录
第1章 安全人机工程学简介 第2章 人类认知特性与人机交互 第3章 人机系统设计 第4章 人机界面设计 第5章 人机系统安全与风险管理 第6章 总结与展望
● 01
第1章 安全人机工程学简介
什么是安全人机工程学？
设计和优化人机系统
最大限度地优化人类 体验
个性化设计
根据用户偏好和习惯，定制个性化 的界面和功能。 提供定制化的用户体验，增强用户 满意度。
人性化设计
注重人类心理和行为特征，设计符合 人类习惯的交互方式。 提供更加人性化的用户体验，增加产 品易用性。
社会福祉
通过安全人机工程学的应用，为社 会带来更多福祉。 提升生活品质和工作效率，促进社 会发展进步。
减少用户学习成本。
可操作性原理
安全人机工程的概念、主要研究内容及其分类
安全人机工程的概念、主要研究内容及分类（一）安全人机工程学的定义安全人机工程学是应用人机工程学理论和方法的研究“人-机-环境”系统，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济运行的一门综合性的边缘科学。
（二）安全人机工程学的主要研究内容安全人机工程学是研究的因素之一，主要是研究人与机器的关系，主要内容包括如下4个方面：（1）分析生产过程中机械设备设施的不安全因素，并有针对性地进行可靠性设计、维修性设计、安全装置设计、安全启动和安全操作设计及安全维修设计等。
（2）研究人的生理和心理特性，分析和研究人和机器的功能特性，进行合理的功能分配，以构成不同类型的最佳人机系统。
（3）研究人与机器相互接触、互联人机界面中信息传输的安全性。
（4）分析人机系统的可靠性，建立人机系统可靠性设计原则，据此设计出经济、合理以及可靠性高的人机系统。
在人机系统中人始终起着核心和主导作用，机器起着安全可靠的保证作用。
解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化，让工业机器人代替人的部分危险操作，从根本上将人从危险作业环境中彻底解脱出来，实现安全生产。
（三）人机系统类型人机系统主要有两类，一类为机械化、半机械化控制的人机系统；一种全自动控制的人机系统。
机械化、半机械化控制的人机系统，人机共体，或机为主体，系统的动力源由机器提供，在系统的生产过程中，人们主要充当操作员和控制器，即控制器主要由人来操作。
在控制系统中设置监控装置，如果人操作失误，机器会拒绝执行或提出警告，其结构如图4一l所示，这是现代生产中应用最多的人机系统。
系统的安全性主要取决于人机功能分配的合理性，机器的本质安全性及人为失误。
在全自动化控制的人机系统中，以机为主体，机器的正常运转完全依赖于闭环系统的机器自身的控制，人只是一个监视者和管理者，监视自动化机器的工作。
只有在自动控制系统出现差错时，人才进行干预，采取相应的措施。
其结构框图如图4-2所示。
安全人机工程学简介
人体感知：安全人机工 程学考虑人的感觉器官 对不同刺激的响应，如 视觉、听觉、触觉等。
认知特性：安全人机工 程学还研究人的信息处 理过程，包括注意、记 忆、判断和决策等。
感知与认知的差异：不 同个体在感知和认知方 面存在差异，因此安全 人机工程学需考虑个体 差异。
公共座椅设计： 依据人机工程学 原理，合理设计 公共座椅的尺寸、 形状和材质，提 供舒适、安全和 便捷的休息环境。
公共卫生间设计： 根据人机工程学原 理，优化公共卫生 间的空间布局、设 施配置和标识系统， 提高使用者的便利 性和舒适度。
城市绿化带设计： 依据人机工程学原 理，合理规划城市 绿化带的布局、植 被选择和景观设计， 提供美观、生态和 宜居的城市环境。
生物医学与安全人机工程学的交叉， 研究生物力学和人体生理反应，提 高个体防护装备的性能和舒适性。
安全人机工程学与心理学的交叉，研 究人的行为和心理因素对安全的影响， 提高人机系统的协同性和安全性。
人工智能与机器学习在安全人机工程学中的应用，提高预测和预防事故的能力。
虚拟现实和增强现实技术在安全人机工程学中的应用，模拟真实环境，提高安全培训和评估 的效率。
感知和认知限制：人 的感知和认知能力有 限，因此安全人机工 程学需考虑这些限制 ，避免超负荷工作。
人机界面设计：安全人机工 程学的基本原理之一，强调 操作界面的直观性和易用性， 降低操作难度和错误率。
人机交互：安全人机工程学的 基本原理之二，关注人与机器 之间的交互方式和交互效果， 以提高人机交互的效率和安全 性。
人体测量：安全人机工程学需要考虑人体各部位的尺寸和特征，以确保工作场所和设备的布 局、设计符合人体工学要求。
安全人机工程学资料整理(doc 7页)
安全人机工程学资料整理(doc 7页)第一章1、何谓人机工程学？其研究目的、内容、方法是什么？人机工程学就是运用生理学、心理学和技术学科及其它相关学科的知识，使机器和人相互适应，创造舒适安全的工作和环境条件，从而提高工效的一门学科。
1.人机工程学的研究目的：1）使机器和环境条件的设计适应于人；2）保证人的操作简便、省力、迅速准确、安全舒适；3）充分发挥人机效能，使整个系统获得最佳的经济效益和社会效益。
2.人机工程学的研究内容：1）人的因素；包括人的生理、心理、人体测量和生物力学；2）机的因素；显示器和控制器的设计；3）环境的因素；人机共处的空间条件、环境监测、控制技术及改善；4）人机系统的综合研究3.人机工程学的研究方法：人机工程学在研究中应遵循客观性和系统性原则。
1）实测法： 2）实验法： 3）分析法：4）调查研究法 5）计算机仿真法;6）图示模拟和模型试验法;7）感觉评价法。
2、何谓安全人机工程学？其研究对象及其内涵是什么？与工效人机工程学有何区别？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。
以安全为目标，以工效为条件。
研究对象——人、机、人机结合面三个安全因素。
人——指活动的人体，即安全主体。
机——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条件。
人机结合面——人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的界面3、何谓实测法、实验法？1）实测法：借助于仪器、设备、传感器和计算机等进行实测和控制的方法。
2）实验法：在人为设计的环境中或实验室测试实验对象的行为或反应的方法。
4、如何理解安全人机工程学与安全工程学的关系？与工效人机工程学的区别包含与被包含.人机工程学被分解为安全人机工程学和工效人机工程学两个不同方向上的应用学科；前者是从安全的角度和着眼点，侧重于人体的安全卫生，立足于人机结合面，在最大限度保障人的安全健康与舒适愉快的前提下，保证工作效率；后者则是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足于设备的效应，在最大限度地发挥设备效应以提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。
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人因可靠性分析（HRA：Human Reliability Analysis): 以人因工程、系统分析、认知科学、概率统计、行为科学等 学科为理论基础，以对人的可靠性进行定性与定量分析和评 价为中心内容，以分析、预测、减少与预防人的失误为研究 目标。
人因失误事故分析与预防
人的失误特点 人的失误的重复性； 人引发的失效的潜在性和不可逆转性； 人的失误行为往往是情景环境驱使的； 人的行为的固有可变性； 人的失误的可修复性。
维修差错
操作差错 管理差错
机的特性与可靠性分析
二、人为差错发生的原因 如使用不合适的工具，采用了不合格的零
设计差错 制造差错 组装差错 检验差错 维修差错 操作差错 管理差错
件或错误的材料，不合理的加工工艺，加 工环境与使用环境相差较大，作业场所或 车间配置不当，没有按设计要求进行制造 等。
人为错误是不可避免的！
感知错误
例如看错电脑显示器上的读数或者路标 例如将显示器屏幕上的3看错成8 例如忘了执行操作规程中的一个步骤 例如将0131 667 8059回忆成0131 677 8059 例如没有对不同的信息和数据进行整合，导致错误地对工艺问题进行诊断 例如在国外给家里打电话，但是却拨了一个当地号码 例如不小心对错误的阀门进行操作 例如错误地键入两个相邻的数字
人的自然倾向与可靠性分析
二、 躲险动作
人在静立时发现前方有物袭来会立刻作出反应，采取躲避动 作。 实验统计数据表明，躲向左侧的人数大致为躲向右侧人数 的2倍。 工作位置的左侧应留出一点安全地带。 实验统计数据显示，人对上方的危险物往往表现无能为力。 作业场所，特别是立体作业的现场应要求作业者戴安 全帽，并在适当的地方安装安全网或其他遮蔽物。
人的自然倾向与可靠性分析
精神紧张与躲险动作
一、精神紧张、慌张以及惊慌 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。
人的自然倾向与可靠性分析
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。
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。
机的特性与可靠性分析
二、人为差错发生的原因
设计差错 制造差错 组装差错 检验差错 维修差错 操作差错 管理差错
如错装零件，装错位置，调整错误， 接错电线等。
机的特性与可靠性分析
二、人为差错发生的原因 如安装了不符合要求的材料、不合格配
Hollnagel E.CREAM.23.Elsevier Science 中国，2003 中国，2001
人因失误事故分析与预防
3.
复杂社会技术系统的特征及对人因的影响 系统更加自动化 操作人员的工作由过去以“操作”为主变为监视—决策—控制。人因失误发生的 可能性、尤其是后果及影响变得更大了。
安全人机工程学
2015-10
安全人机工程
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。 其立足点放在安全上面，对在活动（含生产活动、生活 活动、生存活动）过程中的人实行保护为目的，主要阐述人 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。
⑤多余、过激操作
⑥无目的操作 ⑦操作无反馈
⑧不能操作
Cat
Human
人因失误事故分析与预防
人因失误结构与成因模型
影响行为的因素 作业状况因素 正在进行的作业 引起人失 误的契机
人的内在 失误机制
认知处理 过程的失误
失误的外 部形态
人因失误结构模型
人为错误种类
无意的行为（例如打电话时拨错号码）
记忆错误
决定错误
行动错误
16
人为错误分析 － 作用因素
作用因素 任务 沟通 规程和文件 环境 示例
• 工作量 － 赶工 • 任务规划不良
• 笔迹潦草 • 单向非口头沟通 • 用语含糊 • 指示被遗漏 • 高背景噪声 • 工作条件不良 • 新的员工 • 缺乏知识/能力 • 大量的警报 • 装置和设备设计不当 • 亲人最近去世 • 疾病 • 个性冲突 • 不明确的职能和职责 • 士气低下
输
出
①注意力集中于一点
①信息综合能力质量减退 ①实施习惯动作 ②操作定位不良
②无视，遗忘正常信 ②提取信息能力低下
息
行 为 特 征 ③信息获取能力低下 ④歪曲感知到的信息
③与记忆信息对照能力低 ③操作连续性、灵活性
下 低
④判断内容检查能力低下 ④不能协同作业
⑤知觉能力麻痹
⑥知觉对象偏移
⑤时间裕度过小评价
动作习惯 绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作。这一事 实在人机系统设计时应该予以考虑。
人的自然倾向与可靠性分析
二、错觉
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
听错觉 运动错觉
长度错觉； 方位错觉； 透视错觉； 对比错觉
系统更加不透明 系统的高度复杂性、耦合性和大量的防御装置增加了系统内部行为的模糊性，管 理人员、维护人员、操作人员经常不知道系统内正在发生什么，也不理解系统可 以做什么。
人因事故分析的基本方法
一、基本概念
人因可靠性：人对于系统的可靠性所必须完成的活动的成功 概率。 人因失误(human error)：人未能精确地、恰当地、充分地、 可接受地完成所规定的绩效标准范围内的任务。
d.技能或知识不够
e.精神状态不适合完成工作任务
人因失误事故分析与预防
3、 屏障分析技术
屏障是防范事故发生的手段：实体保护，行政管理防范。
防护屏障的失效，导致事故的发生。 屏障分析可找出防范体系的缺陷或漏洞，从而提出有效的改 进方案。
人因失误事故分析与预防
典型的屏障：
★ 物理屏障：声、光报警信号；各种安全保护设备；各种 警示性标牌；安全门、锁；各类应急设备等。 ★ 管理屏障：运行及维修工作规程；人员培训与教育； 资格认定及人员任命；管理条例；工作人员的交流方式； 人员授权；人员的相互监管等。
人的自然倾向与可靠性分析
人机系统的安全与可靠性 在现实生活和生产工作中，经常都在发生各式各样的事 故。以减少事故、提高系统安全性为目的的人机系统的可靠性 研究，日益被人们所重视。
长期以来，可靠性的研究对象被局限在“机”，事实上很 多事故是由人的差错造成的。人在系统中的可靠性越来越 重要。 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。
人-机关系
人－机关系通常可分为静态人－机关系与动态人－机关系两 大方面。
静态人－机关系主要研究人、机之间的空间关系 动态人－机关系主要研究人、机之间的功能关系与信息关系 （其中包括人－机界面的分析、设计与评价）
人因对系统安全的作用和影响
自20世纪60年代到90年代，在所有工业事故中包含人因失误的事故从20%扩大到80%以 上。美国、日本、法国、德国、瑞典、瑞士6国的联合调查统计资料显示，核电站中 的人因事故的比例，6国的平均值超过60%，最高的达85%，特别是许多重大事故的 原因几乎均源于人的因素，国内外大量的统计表明，有近80％的事故是由于人为失 误发生的。如切尔诺贝利核电站事故、博帕尔化工厂事故、深圳危险品仓库大爆炸、 克拉玛依大火灾等。这些事故不仅造成人类生命财产、生存环境的巨大灾难，而且 给社会发展带来了极大的负面影响。 因此，应研究产生事故的各种人的因素、人的 操作失误分析与预防措施等。
人的自然倾向与可靠性分析
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。
规定条件包括使用条件、维护条件、环境条件、贮存条件和工作 方式等。某些电子元器件在实验室中使用和在火箭上使用，其可 靠性就可能相差几个数量级。机器在超负荷下使用和连续不断工 作都会使可靠性降低。相反，产品在减负荷（低于使用负荷）下 使用，可靠性提高。
系统更加复杂和危险
大量地使用计算机使得系统间相互作用更加复杂、耦合更加紧密，同时使得大量 的潜在危险集中在较少几人身上（如中央控制人员）。
人因失误事故分析与预防
系统具有更多的防御装置 多重、多样专设安全装置大大提高了系统的安全性。但另一方面，对这些安全装置 的依赖性又降低了操作人员对系统危险性的警觉性。同时，这些安全装置仍可能 由于人因失误而失效，因而它们也就是系统最大的薄弱环节。
• 任务资源不充分 • 任务监督不充分
• 不断受到打断和干扰 • 语言
• 设备维修不当 • 无效的培训 • 缺乏了解 • 人体工程不当 • 疲劳/疲惫 • 资源不充分 • 监督不充分