安全人機工程學復習知識點

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第一章安全人機工程學 是從安全的角度和著眼點，運用人機工程學的原理和方法去解決人機結合面的安全問題的一門新興學科。以安全為目標，以工效為條件研究對象 人、機、人機結合面三個安全因素。人 指活動的人體，即安全主體。機 包括勞動工具、機器（設備）、勞動手段和環(huán)境條件、原材料、工藝流程等所有與人相關的物質條件。人機結合面 人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的界面。安全人機工程學的研究內容除人機學所研究的內容以外，還研究安全人機工程學的學科體系、人機結合面的安全標準依據、人機系統(tǒng)的安全設計等問題。1）研究人機系統(tǒng)中人的各種特性；2）研究人機功能合理分配；3）各種人機界面

2、的研究；4）作業(yè)方法與作業(yè)負荷研究；5）作業(yè)空間的分析研究；6）事故及其預防的研究；研究目的對人、機、環(huán)境綜合體建立合理的方案，人機功能分配更合理，有效地發(fā)揮人的作用，最大限度地為人提供安全衛(wèi)生和舒適的環(huán)境，達到保障人的健康、舒適愉快地活動的目的，同時提高活動效率。第二章人體測量：通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差異，用以研究人的形態(tài)特征，從而為各種安全設計、工業(yè)設計和工程設計提供人體測量數(shù)據。1、最大耗氧量及氧債能力耗氧量和攝氧量 人體為了維持生理活動，必須通過氧化能源物質獲得能量。體內單位時間內所需要的氧氣量叫做需氧量；成人靜止時需0.20.3L/min；單位時

3、間內，人體通過循環(huán)、呼吸系統(tǒng)攝入的氧氣量稱攝氧量；人體在單位時間內所消耗的氧氣量稱耗氧量。 一般情況下，攝氧量=耗氧氧債與勞動負荷 需氧量與實際供氧量之間的差額稱為氧債；根據攝氧量和耗氧量之間的關系，可將人體負荷量分為：常量負荷、高量負荷、超量負荷。勞動負荷的大小不同，出現(xiàn)氧債的大小也不一致，勞動結束后恢復期的長短也不一樣。2、最大心率 單位時間內心室跳動的次數(shù)稱為心率；正常時為75次/分；當人體達到最大負荷時，心室每分鐘的跳動次數(shù)稱最大心率；HRmax=209.20.75A3、搏出量與最大心臟輸出 心臟每次搏動從左心室注入主動脈的血液量稱為搏出量；單位時間內（每分鐘）從左心室射出的血液量Q，

4、叫做心臟輸出量。最大心臟輸出量:Q max=6.5+4.35VO2max4、血壓v血管內血液對于單位面積血管壁的側壓力，多指血液在體循環(huán)中的動脈血壓；心室收縮時動脈血壓的最高值收縮壓：100120mmHg；v心室舒張時動脈血壓的最低值舒張壓：6080mmHg；5、呼吸6、肌電圖7、脈搏數(shù)的測定8、發(fā)汗量的測定9、血液成分變化的測定10、腦電圖 人腦生物電現(xiàn)象是自發(fā)和有節(jié)律性的，利用腦電波的頻率和幅值可評價人腦的覺醒狀態(tài)。在人機工程學研究領域內，常利用腦電波研究環(huán)境與人的關系，如噪聲、室溫、床類用具尺度及質地等對睡眠深度的影響；在作業(yè)領域，它與事故的發(fā)生和防止有密切的關系人體測量數(shù)據的運用準則最

5、大最小準則、可調性準則、平均準則、使用最新人體數(shù)據準則、地域性準則、功能修正與最小心理空間相結合準則、標準化準則、姿勢與身材相關聯(lián)準則、合理選擇百分位和適用度準則第三章人體是由各種器官組成的有機整體，各種器官具有各自的功能。從形態(tài)和功能上將機體劃分為運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)和神經系統(tǒng)共九個子系統(tǒng)。在人機系統(tǒng)中，人與機的溝通主要是通過神經系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)和運動系統(tǒng)，其它的六個系統(tǒng)起到輔助和支持作用。神經系統(tǒng) 神經系統(tǒng)由中樞神經和周圍神經組成作用：神經系統(tǒng)是主導系統(tǒng)，全身各器官系統(tǒng)均在神經系統(tǒng)的統(tǒng)一控制和協(xié)調下，互相影響，互相協(xié)調，保證機體的整

6、體統(tǒng)一及其與外界環(huán)境的相互平衡。感覺和知覺1、感覺感覺是人腦對直接作用于感覺器官的事物的個別屬性的反映。人的感覺器官接受內外環(huán)境的刺激，并將其轉化為神經沖動，通過傳入神經，將其傳至大腦皮質感覺中樞，便產生了感覺?！案杏X是人類了解自身狀態(tài)和認識客觀世界的開端”。感覺的基本特征 1）適宜刺激：人體的各種感覺器官都有各自最敏感的刺激形式。刺激及感覺反應 2）感覺閾限：剛剛能引感覺的刺激量，稱為絕對感覺閾限的下限；感覺出最小刺激量的能力稱為絕對感受性；引起感覺所需要的刺激量越小，即絕對感覺閾限的下限越低，絕對感受性就越高，感覺就越敏銳，反之亦然。剛剛使感覺消失的最大刺激量稱為絕對感覺閾限的上限。3）對

7、比：同一感受器官接受兩種完全不同但屬于同一類刺激物的作用，而使感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象。4）適應：感覺器官經連續(xù)刺激一段時間后，在刺激不變的情況下，感覺就會逐漸減少以至消失，產生適應現(xiàn)象，即敏感性降低。知覺知覺是人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物和主觀狀況整體的反映。 其特征是：整體性、理解性、選擇性、恒常性感覺與知覺之間的關系知覺不是對當前客觀事物各種感覺的堆積，而是人們借助于已有的知識、經驗對當前事物所提供的信息進行選取，理解和解釋的過程，不同的人對同一事物產生不同的知覺就是這個緣故。2、視覺 三要素：可見光、視覺對象（反射物）、視覺器官（眼睛）視角：是被看目標物的兩端點光線投入眼球時的交角視

8、力：是眼睛分辨物體細節(jié)能力的一個生理尺度，或者是能夠辨出視野中空間距離非常小的兩個物體的能力，用臨界視角的倒數(shù)表示；即靜視野：是當人的頭部和眼球固定不動時，人眼能察覺到的空間范圍。動視野：眼球轉動時能看到的空間范圍，常用視野計測量視距 眼睛到被看對象的距離視覺適應 對光亮程度變化的適應性。它是人眼隨視覺環(huán)境中光量的變化而使感受性發(fā)生變化的過程。有暗適應和明適應兩種。暗適應：人由明亮的環(huán)境轉入暗環(huán)境的過程。完全適應約需30min。明適應：人由暗的環(huán)境轉入明亮環(huán)境的過程。完全適應約需1min左右3、聽覺 聽覺器官：耳（外耳、中耳和內耳三部分）人耳的聽覺特征可聽范圍： 具有正常聽力的青少年：1620

9、000Hz；一般人：2020000Hz?？陕犅曇舻膹姸确较蛎舾卸妊诒涡?一個聲音被另一個聲音所掩蓋的現(xiàn)象，稱為掩蔽。一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應，稱為掩蔽效應。4、人的嗅覺、味覺和膚覺效應5、人的反應時間 人從接受外界刺激到做出反應的時間叫做人的反應時間。是刺激和反應的時間間隔，是人體完整的反應過程所需要的時間。它是由反應知覺時間（ ta ：自出現(xiàn)刺激到開始執(zhí)行操縱的時間）和動作時間（tg：執(zhí)行操縱的延續(xù)時間）兩部分組成。即：反應時間影響因素：與感覺通道有關、運動器官、刺激性質、執(zhí)行器官的反應時間、刺激數(shù)目、顏色配合、年齡、訓練、疲勞程度、影響人的信息處理能力的因素學習與

10、訓練、大腦意識水平、個體差異、疲勞、神經活動幾率、動機與積極性人體生物節(jié)律的概念 生物節(jié)律又稱生物韻律、生物節(jié)奏或生物鐘描述的是生物體（包括人在內的動物、植物或微生物）內生理功能、行為表現(xiàn)及形態(tài)結構等隨時間而發(fā)生周期性的變化規(guī)律。人體生物節(jié)律的測算 X=365×A±B+C式中：A預測年份與出生年份之差，周歲；B 本年生日到預測日的總天數(shù)；C 從出生以來到計算日的總閏年數(shù)；X 從出生到計算日生活的總天數(shù)。v 例如：某人1955年6月1日出生，要了解他1986年8月25日三個周期所處的位置。先求出他生活的總天數(shù)X：X=365× （ 1986-1955）+30+31+2

11、5+（ 1986-1955） /4=11409體力周期：11409÷23=496 1情緒周期：11409÷28=407 13智力周期：11409÷33=345 24該人體力周期正處于第497周的第1天（高潮）；情緒周期正處于第408周第13天（高潮）；智力周期正處于第346周期的第24天（低潮）。環(huán)境因素的生理效應 1、粉塵作業(yè)環(huán)境 2、環(huán)境化學因素及其危害 3、物理因素危害心理特征與安全1注意v注意是指一個人的心理活動對一定對象的指向和集中。 v注意有較強的方向性。注意的對象決定著意識投向的方向。注意類別： 無意注意、有意注意 特性 （ 1）注意的范圍（廣度）（

12、 2）注意的選擇性（ 3）注意的穩(wěn)定性（持續(xù)性）2記憶v是指過去經歷的事物和對象在人腦中經過識記、保持、再認和再現(xiàn)（又稱回憶）的完整心理過程。3情緒、情感v情緒是客觀事物是否符合人的需要與愿望而產生的體驗。v反復的情緒穩(wěn)定下來成為人的意識的一部分時就形成人的情感。情緒分為以下狀態(tài)：心境、激情、應激。不安全情緒：（1）急躁情緒；（2）煩躁情緒。情緒的控制與調節(jié)情緒的控制與調節(jié)，實質是變減力性情緒為增力性情緒。v 語言調節(jié)法v 注意轉移法v 精神宣泄法v 角色轉換法v 辨證思考法情感狀態(tài)與安全 情感包括責任感、道德感、理智感、美感4 意志1）意志及其作用 意志（意志過程）：人自覺地確定活動目的，并

13、為實現(xiàn)預定目的，有意識地支配、調節(jié)行動的心理現(xiàn)象。2）意志品質與安全生產 堅強的意志品質指意志的堅定性、果斷性、自制性和自覺性較強。5、態(tài)度v 態(tài)度是個人對他人、對事物較持久的肯定或否定的內在反應傾向的心理活動。v 態(tài)度的形成主要受知識或信息、需要和團體的規(guī)定或期望三個因素的影響。v 態(tài)度的形成和改變一般要經過順從、認同和內化三個層次。個性心理是顯示人們個別差異的一類心理現(xiàn)象。人的個性心理結構包括個性傾向性和個性心理特征。6.個性傾向性 個性傾向性是是人活動的基本動力。v決定著人對現(xiàn)實的態(tài)度，決定著人對認識對象的趨向和選擇。v主要包括個性、需要、動機、興趣、理想、信念和世界觀等。7、能力v能力

14、是指人們成功完成某種活動的必要條件的的心理特征的總和。1）特點v制約能力發(fā)展的條件有兩個方面：一是素質，二是環(huán)境、教育和實踐活動。2）種類; 觀察能力是智力結構的眼睛；記憶能力是智力結構的中樞；想象能力是智力結構的翅膀；操作能力是智力結構轉化為物質力量的轉換器。8、氣質v氣質是個體心理活動的穩(wěn)定的動力特征。1）特點：（1）具有一定的先天性；（2）具有一定的穩(wěn)定性；（3）可以改變但較困難。9、性格v性格是指一個人在個體生活過程中所形成的，對現(xiàn)實穩(wěn)固的態(tài)度以及與之相適應的習慣了的行為方式。10非理智行為的心理因素 v僥幸心理v省能心理v逆反心理v湊興心理v從眾心理v精神文明三、色彩（顏色）的心理作

15、用四、聲音對心理的作用 v聲音對人的生活、工作都有很大作用。v噪音的影響，必須防治，從而減少事故的發(fā)生率。人體生物力學生物力學是研究生物系統(tǒng)運動規(guī)律的科學。生物體運動要消耗能量。一部分用以完成規(guī)定動作，另一部分以熱量散失。人體運動系統(tǒng)的組成及作用 v人體的運動系統(tǒng)主要由骨、關節(jié)、肌肉三部分組成。骨（1）構成人體支架、有維持體形、支撐軟組織、支撐全身重量的作用；（2）形成體腔壁，可保護大腦和內臟器官并能幫助呼吸；（3）是人體運動的杠桿，肌肉牽動骨繞關節(jié)轉動，使人體產生各種運動；（4）在骨的髓腔和松質的腔隙中充填著骨髓。其中紅骨髓具有造血功能；黃骨髓具有貯藏脂肪的作用，同時也是人體內礦物鹽類的儲備

16、倉庫。2）關節(jié)v關節(jié)是全身骨的主要連接方式，不同形式的關節(jié)可以做不同形式的運動。v旋轉運動：骨繞垂直軸的運動。v環(huán)轉運動：整根骨頭繞通過上端點并與骨成一定角的的軸的旋轉運動。3）肌肉v肌肉是人體組織中數(shù)量最多的組織，可分為三種類型：平滑肌、心肌、骨骼肌疲勞與恢復v人在持續(xù)一段時間的勞動后，都會自覺產生勞動機能失調和衰退的現(xiàn)象，即產生心理上和生理上的一種不適感，這種現(xiàn)象稱為人體疲勞。1、疲勞的特點和分類v疲勞是一系列生理和心理現(xiàn)象的綜合體，其突出特點表現(xiàn)在生理反應（作業(yè)機能降低、或厭倦不愿意繼續(xù)工作、勞動效率降低、質量下降等）、心理反應（經過努力，可一時掩蓋疲勞、或提前、或加速出現(xiàn)等）和環(huán)境反應

17、（照明水平、背景、溫度、噪噪聲、不合理的工作節(jié)奏都會使疲勞加速出現(xiàn)）。2）疲勞的分類v 按疲勞的原因：生理性和心理性疲勞v 按疲勞所發(fā)生的部位：精神、肌肉、和神經疲勞；v 按疲勞的程度：一般疲勞，過度疲勞、重度疲勞。2、引起疲勞的原因v 作業(yè)的強度、性質和持續(xù)時間；v 身體素質；v 作業(yè)的速度；v 精神因素；v 工作單調；v 環(huán)境的因素；3、預防疲勞的措施（1）改進操作方法，合理應用體力；v 正確選擇作業(yè)姿勢；v 合理設計作業(yè)中的用力方法（合理安排施力方式和負荷、按生物力學用力、利用人體活動特點獲得力量和準確性、利用動作經濟原則降低能耗、利用節(jié)約動作能級等） ；（2）合理安排作業(yè)休息制度；（3

18、）避免單調的重復作業(yè)（使操作內容適當復雜化，交換不同工作內容的作業(yè)崗位等）；（4）環(huán)境條件及其他因素的改善（控制噪音、改善通風、照明條件等）第四章 人機系統(tǒng)的類型 1、按有無反饋分類 開環(huán)人機系統(tǒng) 閉環(huán)人機系統(tǒng)2、按系統(tǒng)自動化程度分類（ 1）人工操作人機系統(tǒng)（2）半自動化（機械化）人機系統(tǒng)（ 3）自動化人機系統(tǒng)3、按人機結合方式分類為：人機串聯(lián)，人機并聯(lián)和人與機串、并混聯(lián)三種類型。1、人的主要功能 人在人機系統(tǒng)中的主要作用可通過心理學提出的“刺激意識反應”來加以描述，即在信息輸入、信息處理和行為輸出三個過程中體現(xiàn)。2、機的主要功能 接受信息：通過機器的感覺裝置來完成。儲存信息：機器的儲存系統(tǒng)。

19、處理信息：對接收或儲存的信息通過某種過程進行處理。執(zhí)行功能：機器本身產生控制作用；借助聲光等信號把指令從一個環(huán)節(jié)輸送到另一個環(huán)節(jié)。3、人機特性比較 在人機系統(tǒng)設計中，首先要按照科學的觀點分析人和機器各自所具有的不同特點，以便研究人與機器的功能分配，從而揚長避短，各盡所長，充分發(fā)揮人與機器的各自優(yōu)點；從設計開始就盡量防止產生人的不安全行動和機器的不安全狀態(tài)，做到安全生產。1）人機功能分配的定義及目的v對人和機的特性進行權衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當?shù)胤峙浣o人或機，稱為人機功能分配。v人機匹配的內容還有很多，如顯示器與人的信息感覺通道特性的匹配；控制器與人的運動反應特性的匹配；環(huán)境條件與人的生理、

20、心理及生物力學特性的匹配等等。2）人機功能分配的一般原則笨重的、快速的、精細的、規(guī)律性的、單調的、高階運算的、支付大功率的、操作復雜的、環(huán)境條件惡的作業(yè)以及需要檢測人不能識別的物理信號的作業(yè)，分配給機器承擔。指令和程序的安排，圖形的辨認或多種信息輸入時，機器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設計、創(chuàng)造、故障處理及應付突然事件等工作，由人承擔。4）人機功能匹配不合理的表現(xiàn)v 可由人很好執(zhí)行的功能分配給機器，而把設備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人；v 讓人所承擔的負荷或速度超過其能力極限；v 不能根據人執(zhí)行功能的特點，而找出人機之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑和手段；5）人機功能匹配應注意的問題v 顯示器的設計應考慮人的

21、感覺器官及信息傳遞通道的限度；v 控制器的設計應考慮人的能力極限和操作范圍；v 充分利用人和機的各自優(yōu)勢；v 考慮機器發(fā)生故障的可能性及排除故障的方法和工具；v 要考慮小概率事件的處理。6）人機系統(tǒng)的安全可靠性v 人機系統(tǒng)的安全可靠性既取決于機器設備本身的可靠性，又取決于操作者的可靠性。人機系統(tǒng)的可靠度：人機R= R* R s 影響人的可靠性的因素：生理、心理、管理、環(huán)境、個人素質、社會、操作等因素。注意大腦的意識水平的影響。7）提高人機系統(tǒng)可靠性的途徑（1）合理進行人機功能分配，建立高效可靠的人機系統(tǒng)；對部件等系統(tǒng)宜用并聯(lián)組裝；形成冗余的人機系統(tǒng)；系統(tǒng)運行時其運行頻率應適度；系統(tǒng)運行時應設置

22、糾錯裝置；經過上崗前嚴格培訓與考核。（2）減少人為失誤；使操縱者的意識水平處于良好狀態(tài)；建立合理可行的安全規(guī)章制度與規(guī)范；安全教育與安全訓練；按照人的生理特點安排工作；減少單調作業(yè)，克服其單調作業(yè)導致人的失誤。（3）對機械產品進行可靠性設計；產品的可靠度分為固有可靠度和使用可靠度。確定零部件合理的安全系數(shù)；進行合理的冗余設計；耐環(huán)境設計；簡單化和標準化設計；結構安全設計；安全裝置設計；結合部的可靠性及其結合面的設計；（4）加強機械設備的維護保養(yǎng)；設備的維護保養(yǎng)要做到制度化、規(guī)范化；維護保養(yǎng)要分級分類進行；機械設備在達到原設計規(guī)定使用期時，應予以更換。（5）改善作業(yè)環(huán)境；安全設施與環(huán)境保護措施應

23、與主體工程同時設計、同時施工、同時投產。對作業(yè)環(huán)境有害物質應定期檢測、及時治理。提倡“花園式工廠、賓館式車間”，其對保障安全生產、提高產品質量及工人身心健康都是有益的。第五章在人機系統(tǒng)的安全設計中，必須遵循以下三個方面的原則：1） 以人為中心的設計原則。2）產品人性化設計的原則。3）安全第一的思想貫穿于全過程的原則。1、 工廠工作設計1）選址v 地形地貌、地質水文等條件；v 運輸連接、公共設施等條件；v 環(huán)境條件。2）廠區(qū)布置v 廠區(qū)的生產區(qū)、生活區(qū)、倉庫庫區(qū)、動力區(qū)、辦公區(qū)、停車區(qū)等分別布置在相應的區(qū)域。如易燃易爆危險區(qū)及有害區(qū)遠離生活區(qū)，高粉塵濃度的生產區(qū)應避免讓輸入高溫氣體的管道通過等。

24、3）三同時設計 v 安全工程與主體工程同時設計、同時施工、同時投產運行。2、城市工作（規(guī)劃）設計 1）城市人口密度基數(shù)的安全設計 2）城市土地利用與安全設計 3）對城市的變與不變相統(tǒng)一的安全設計 4）城市通道的安全設計v城市的特點 1）城市人口密集：2）城市生命線工程密布：3）國家的超級金庫：4）傳染病傳播的好場所：崗位設計 指工作場所、工作姿態(tài)、作業(yè)空間、座椅設計等。v 崗位設計不僅要求適應人體生理、心理、生物力學特性，而且還要利用人體測量數(shù)據進行合理的人機結合面設計。v 此外報警、顯示、控制等裝置迅速、及時、有效地進行工作并與人處于正常的狀態(tài)。1、 工作空間設計 1）一般原則為了使工作空間

25、設計的既經濟合理，又能給工作者的操作帶來舒適和方便，應遵循：v生產現(xiàn)場的布局要合理；總體與局部相互之間的布局關系。v設計著眼于人，落實于設備；v從實際出發(fā)，遵循事物本身的規(guī)律辦事。顯示器設計v顯示器是機器將信息傳遞給人的裝置，即人機信息交換的界2、 顯示器設計與選擇的基本原則 1）顯示的信息要有較好的可覺察性、可辯性，保證接受者能迅速、準確地感知和認讀。2）傳遞的信息數(shù)量不宜過多。3）應考慮人接受信息能力的特性，多感覺通道比單通道更能引起注意。4）同種類的信息盡量用同樣方式傳遞。5）顯示的信息變化時，其方向和幅度，要與信息變化所帶來的作用和趨向相一致。6）在多種顯示器的情況下，要根據技術過程、

26、各種信息的重要程度和使用頻數(shù)來布置，重要的放在醒目的位置。7）為便于識別，在某些情況下可應用兩個或兩個以上的形式編碼。8）顯示信息的量值應有足夠的精度和可靠性。9）保證在特定的作業(yè)環(huán)境下實現(xiàn)信息的功能和作用，保證接受者有最佳的工作條件。10）各個國家、地區(qū)或行政部門使用的信息編碼盡可能做到統(tǒng)一和標準化。1） 顯示方式選擇（1）定量顯示包括數(shù)字式顯示、指針式模擬顯示和動態(tài)顯示等三種。（2）定性顯示方式視覺編碼、顏色編碼和形象化顯示。作業(yè)環(huán)境設計v1.溫度環(huán)境v2.光環(huán)境v3.色彩環(huán)v4.有毒環(huán)境v5.振動與噪音環(huán)境v6.其他環(huán)境高溫下作業(yè)者受到哪些因素的影響 Ø氣溫Ø濕度&#

27、216;氣流速度Ø熱輻射Ø作業(yè)負荷Ø衣服的熱阻值r熱應激現(xiàn)象在高溫作業(yè)下，人體通過呼吸、出汗和體表面的血管擴張向外散熱調節(jié)體溫，以適應作業(yè)環(huán)境。若人體產熱量大于散熱量時，將導致熱積蓄，促使呼吸和心率加快，皮膚表面的血流量急劇增加，有時可達正常時的7倍之多。高溫作業(yè)環(huán)境（1）生產工藝和技術措施v 合理設計生產工藝流程；v 屏蔽熱源；v 降低濕度；v 增加氣流速度（2）保健措施 合理供給飲料和補充營養(yǎng)；u 合理使用勞保用品；u 進行職業(yè)適應性檢查。（3）生產組織措施q 合理安排工作負荷；q 合理安排休息場所；q 職業(yè)適應。低溫作業(yè)環(huán)境n工作地點的平均氣溫等于或低于5的作業(yè)稱為低溫作