《安全人機(jī)匹配》

1、安全人機(jī)匹配安全人機(jī)匹配廣州市安全生產(chǎn)協(xié)會廣州市安全生產(chǎn)協(xié)會主要內(nèi)容一、什么是安全人機(jī)工程二、人機(jī)特性分析三、安全人機(jī)匹配原則四、安全人機(jī)匹配的應(yīng)用五、安全人機(jī)匹配改善實例 人機(jī)工程學(xué)是研究使工作適合于人的科學(xué)，而不是人來適應(yīng)工作。它專注于人-機(jī)器-環(huán)境協(xié)調(diào)的科學(xué)。 人機(jī)工程學(xué)起源于歐洲，形成和發(fā)展于美國。人機(jī)工程學(xué)英文叫Ergonomics。 目的：實現(xiàn)人在生產(chǎn)勞動及其它活動中的健康、安全、舒適，同時提高工作效率。一、什么是安全人機(jī)工程（一）研究對象1、人（Man）：活動的人體，操作者、使用者、安全主體；2、機(jī)(Machine)：包括勞動工具、機(jī)器(設(shè)備)、勞動手段和環(huán)境條件、原材料、工藝流

2、程等所有與人相關(guān)的物質(zhì)因素。3、人機(jī)結(jié)合面：人和機(jī)在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域（或“界面”）。（二）研究內(nèi)容1、人的因素方面 主要包括人體生理、心理、人體測量及生物力學(xué)、人的可靠性。2、機(jī)的因素方面 主要包括物質(zhì)性能、作業(yè)方式、安全條件等。3、環(huán)境因素方面 主要包括采光、照明、塵毒、噪聲等對影響人的因素。4、人機(jī)系統(tǒng)的綜合研究 研究人機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計；崗位設(shè)計；顯示器設(shè)計；控制器的設(shè)計；環(huán)境設(shè)計；作業(yè)方法及人機(jī)系統(tǒng)的組織管理等。 （三） 人機(jī)關(guān)系1、人機(jī)關(guān)系即人在作業(yè)過程中與作業(yè)工具、對象發(fā)生的聯(lián)系。2、人是人機(jī)關(guān)系中的主體在任何人機(jī)系統(tǒng)中，人永遠(yuǎn)是發(fā)揮著主體的作用。3、人機(jī)關(guān)系的最

3、佳匹配機(jī)宜人 人適機(jī)坐面傾角與脊椎形狀的關(guān)系坐面傾角與脊椎形狀的關(guān)系如：座椅人機(jī)關(guān)系分析如：座椅人機(jī)關(guān)系分析 靠背傾角與腰椎受力關(guān)系靠背傾角與腰椎受力關(guān)系坐姿與頸背部受力關(guān)系二、人機(jī)特性分析 在人機(jī)系統(tǒng)中，要分析人和機(jī)器各自特點，做到人機(jī)分配的揚長避短、各盡所長，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點；從設(shè)計開始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動和機(jī)器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。（一）人的主要功能人在人機(jī)系統(tǒng)中主要有三種功能： 1、人的第一種功能傳感器 2、人的第二種功能信息處理器 3、人的第三種功能操縱器（二）機(jī)的主要功能1、接受信息 如電子、光學(xué)或機(jī)械的傳感裝置來完成。2、儲存信息 一般要靠磁盤、磁帶、磁鼓

4、、打孔卡、凸輪、模板等儲存系統(tǒng)來儲存信息。3、處理信息4、執(zhí)行功能 一是機(jī)器本身產(chǎn)生控制作用，如車床自動加深或減少銑削深度，二是借助于聲、光等信號把指令從這個環(huán)節(jié)輸送到另一個環(huán)節(jié)。（三）人機(jī)特性比較 人具有智能、復(fù)雜感覺能力、綜合判斷能力、隨機(jī)應(yīng)變能力，對各種情況的決策和處理能力等。而人的功能限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺能力。 機(jī)的優(yōu)點是作用力大、速度快、高階運算能力和存儲能力強(qiáng)、連續(xù)作業(yè)能力和耐久性能好。機(jī)的功能限度是性能維持能力、判斷能力、造價及運營費用。 人與機(jī)器功能特性的比較人與機(jī)器功能特性的比較項項 目目機(jī)機(jī) 器器人人速速 度度占優(yōu)勢占優(yōu)勢時間延時為時間延時為1s邏輯邏輯推理推理擅

5、長于演繹而不易改變其演繹擅長于演繹而不易改變其演繹程序程序擅長于歸納，容易改變其推理程序擅長于歸納，容易改變其推理程序計計 算算快且精確，但不善于修正誤差快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差可可 靠靠 性性按照恰當(dāng)設(shè)計制造的機(jī)器，在按照恰當(dāng)設(shè)計制造的機(jī)器，在完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而且保持恒定，不能處理意外而且保持恒定，不能處理意外的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降性突降人腦可靠性遠(yuǎn)超過機(jī)械，但極度疲勞與人腦可靠性遠(yuǎn)超過機(jī)械，但極度疲勞與緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的緊急事態(tài)下很可能變

6、成極不可靠，人的技術(shù)水平、經(jīng)驗以及生理和心里狀況對技術(shù)水平、經(jīng)驗以及生理和心里狀況對可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)連連 續(xù)續(xù) 性性能長期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專能長期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)容易疲勞，不能長時間連續(xù)工作，且受容易疲勞，不能長時間連續(xù)工作，且受性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)單調(diào)作業(yè)單調(diào)作業(yè)靈靈 活活 性性如果是專用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則如果是專用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途不能改作其它用途通過教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能通過教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能力力項項 目目機(jī)機(jī) 器器人人

7、輸輸 入入靈敏度靈敏度具有某些超人的感覺，如有具有某些超人的感覺，如有感覺電離輻射的能力感覺電離輻射的能力在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如眼睛能感受各種位置、運動和顏色，眼睛能感受各種位置、運動和顏色，善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨信號，易受（超過規(guī)定限度的）熱、信號，易受（超過規(guī)定限度的）熱、冷、噪聲和振動的影響冷、噪聲和振動的影響智智 力力無無 （智能機(jī)例外）（智能機(jī)例外） 能能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測事件，并應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測事件，并能采取預(yù)防措施能采取

8、預(yù)防措施操作處操作處理能力理能力操縱力、速度精密度、操作操縱力、速度精密度、操作量、操作范圍等均優(yōu)于人的量、操作范圍等均優(yōu)于人的能力。在處理液體、氣體、能力。在處理液體、氣體、粉體方面比人強(qiáng)，但對柔軟粉體方面比人強(qiáng)，但對柔軟物體的處理能力比人差物體的處理能力比人差可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從視覺、聽覺、變位和重量感覺上得到視覺、聽覺、變位和重量感覺上得到的信息可以完全反饋給控制器的信息可以完全反饋給控制器 人與機(jī)器功能特性的比較人與機(jī)器功能特性的比較（一）人機(jī)功能不匹配的影響1、如果不考慮人和機(jī)

9、的適應(yīng)，那么人既不會舒適，也不會高效工作。2、人機(jī)不協(xié)調(diào)是違章操作的主要原因，而違章操作可能會導(dǎo)致人為失誤甚至安全事故；其次操縱器、顯示器、報警器設(shè)計上的缺陷，也會造成違章操作，造成事故。三、安全人機(jī)匹配原則（二）人機(jī)功能分配的原則1、比較分配原則 2、剩余分配原則3、經(jīng)濟(jì)分配原則4、宜人分配原則5、彈性分配原則 通過人與機(jī)器的特性比較，進(jìn)行客觀的和符合邏輯的分配。如笨重的、快速的、精細(xì)的、單調(diào)的、高階運算的、環(huán)境條件惡劣的作業(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(jī)器承擔(dān)。指令和程序的安排，圖形的辨認(rèn)或多種信息輸入時，機(jī)器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計、創(chuàng)造、故障處理及應(yīng)付突然事件等工作，由

10、人承擔(dān)。（二） 人機(jī)功能分配的原則在功能分配時，首先考慮機(jī)器所能承擔(dān)的系統(tǒng)功能，然后將剩余部分功能分配給人。在這當(dāng)中，必須考慮機(jī)器本身的可靠度，如果盲目地將功能強(qiáng)加于機(jī)器，則會造成系統(tǒng)的不安全性。1、比較分配原則 2、剩余分配原則3、經(jīng)濟(jì)分配原則4、宜人分配原則5、彈性分配原則 （二） 人機(jī)功能分配的原則以經(jīng)濟(jì)效益為原則，合理恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行人機(jī)功能分配。如對某一特定功能由機(jī)器承擔(dān)時，需要重新設(shè)計、生產(chǎn)和制造；由人來承擔(dān)時，則需要培訓(xùn)、支付費用等。通過比較和計算兩者的經(jīng)濟(jì)效益來確定功能的分配。1、比較分配原則 2、剩余分配原則3、經(jīng)濟(jì)分配原則4、宜人分配原則5、彈性分配原則 為了以最低限度的疲勞獲取

11、最高的效率，尋求最合理的動作作業(yè)時應(yīng)遵循的原則。根據(jù)這些原則，任何人都能檢查作業(yè)動作是否合理。人、機(jī)器和物料明白合理動作與不合理動作的區(qū)別。 明確動作錯誤的原因，判斷合理動作。全身心投入動作研究，思考合理動作方法，作業(yè)配置和工夾具。1、動作經(jīng)濟(jì)原則的定義是否存在不必要的大動作來進(jìn)行作業(yè)？特別是取放物品的距離是否過大？對于簡單作業(yè)可以同時使用雙手和足，既可以提高工作效率，又保持身體的平衡，減少疲勞。2、動作經(jīng)濟(jì)原則的4個基本原則1）發(fā)現(xiàn)作業(yè)動作中不滿足動作經(jīng)濟(jì)原則之處，取消動作中存在的不合理、不穩(wěn)定和無用的動作；2）取消作業(yè)中容易造成疲勞和失誤的因素，使操作者保持良好的狀態(tài)，有節(jié)奏的進(jìn)行作業(yè)；3

12、）掌握動作經(jīng)濟(jì)原則，提高動作意識、問題意識和改善意識，經(jīng)常構(gòu)思和運用高效的作業(yè)分析。3、4、）雙手應(yīng)同時開始，并完成其動作）除規(guī)定休息時間外，雙手不應(yīng)同時空閑）雙臂之動作應(yīng)對稱，反向并同時為之）手之動作應(yīng)心低級次而能得到滿意結(jié)果為安，動作可分為下列五級：、手指動作級次最低，速度最快。、手指及手腕動作上臂及下臂保持不動，手指及手腕移支。、手指、手腕及前臂動作限制在肘部動作，肘以上不動，此通常視為最有效，不致引起疲勞之動作。、手指、手腕、前臂及上臂動作。、手指、手腕、前臂及軀干之動作最耗體力，亦最慢。5）物體之運動量應(yīng)盡可能加以利用，但如果肌力制止時，則應(yīng)將其減至最小限度。6）連續(xù)之曲線運動，較含

13、有方向突變之直線運動為佳。7）彈道式之運動，較受限制或受控制之運動較快確實。8）動作應(yīng)盡可能使其輕松自然之節(jié)奏，因節(jié)奏能使動作流利及自發(fā)。關(guān)于身體使用部位）工具物料應(yīng)置于固定場所）工具物料及裝置應(yīng)布置于工作者之前面近處）零件物料之供給，應(yīng)利用其重要墜至工作者手邊。）“墜送”方法應(yīng)盡可能利用之。）工具物料應(yīng)依照最佳之工作順序排列。）應(yīng)有適當(dāng)之照明設(shè)備，使禮堂滿意舒適。）工作柜及椅子之高度，應(yīng)使工作者坐立適宜。）工作椅式樣及高度，應(yīng)可使工作者保持良好姿勢。關(guān)于操作場所布置4、關(guān)于工具設(shè)備）盡量解除手工作，而以夾具或足踏工具代替之。）可能時，應(yīng)將兩種合并之。）工具物料應(yīng)盡可能預(yù)放在工作位置。）手指分

14、別工作時，其各個負(fù)荷按照其本能，予以分配。）手柄之設(shè)計，應(yīng)盡可能使與手之接觸面增大。）機(jī)器上杠桿，十字杠及手輸之位置，應(yīng)能使工作者極少變動其姿勢，且能利用機(jī)械之最大能力。4、（二） 人機(jī)功能分配的原則系統(tǒng)的功能分配要適合于人的生理和心理的多種需求，有意識地發(fā)揮人的技能。1、比較分配原則 2、剩余分配原則3、經(jīng)濟(jì)分配原則4、宜人分配原則5、彈性分配原則 （二） 人機(jī)功能分配的原則系統(tǒng)的某些功能可以同時分配給人或機(jī)器，人可以自由參與（介入）系統(tǒng)行為。例如許多控制可以自動完成，也可手動完成，如多種人機(jī)接口，從而實現(xiàn)不同程度的人機(jī)對話。1、比較分配原則 2、剩余分配原則3、經(jīng)濟(jì)分配原則4、宜人分配原則

15、5、彈性分配原則 （三）人機(jī)功能匹配應(yīng)該注意問題1、信息由機(jī)器顯示器傳遞給人時，應(yīng)該選擇適宜的信息通道，避免信息過載；2、信息從人的運動器官傳遞到機(jī)器時，應(yīng)該考慮人的能力極限和操作范圍；3、設(shè)計時，應(yīng)該充分利用人和機(jī)的各自優(yōu)勢。4、使用人機(jī)結(jié)合面的信息通道和傳遞頻率不能超過人的能力極限，并使機(jī)器適合大多數(shù)人；5、要考慮機(jī)器發(fā)生故障的可能性，以及簡單排除故障的方法和工具；6、要考慮小概率事件的處理，對可能造成破壞的小概率事件事先安排監(jiān)督和控制方法。（三）人機(jī)功能匹配應(yīng)該注意問題 作業(yè)姿態(tài)是聯(lián)系人機(jī)兩方面的紐帶，是人-機(jī)界面中最實質(zhì)性的因素。只有對人的動作姿態(tài)特性有所了解，才能談得上處理好系統(tǒng)中的

16、人機(jī)關(guān)系。 作業(yè)姿勢的要點采取最為合理最少疲勞高效的姿勢因而就有必要了解姿勢和人體機(jī)能的關(guān)系四、安全人機(jī)匹配的應(yīng)用(一)作業(yè)分析的定義 通過對以人為主的工序的詳細(xì)研究，使作業(yè)者、作業(yè)對象、作業(yè)工具三者科學(xué)合理地布置和安排，達(dá)到工序結(jié)構(gòu)合理，減輕勞動強(qiáng)度、減少作業(yè)工時消耗、縮短整個作業(yè)的時間，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量為目的而做的分析，稱為作業(yè)分析。31可以將所有作業(yè)歸為兩種可以將所有作業(yè)歸為兩種 ：1.靜力作業(yè)靜力作業(yè)靜力作業(yè)主要是身體和四肢關(guān)節(jié)保持不動靜力作業(yè)主要是身體和四肢關(guān)節(jié)保持不動時所進(jìn)行的作業(yè)。如腦力勞動、儀器監(jiān)控時所進(jìn)行的作業(yè)。如腦力勞動、儀器監(jiān)控者等所從事的作業(yè)。者等所從事的作業(yè)。靜

17、力作業(yè)的特征是能耗水平不高，但容易靜力作業(yè)的特征是能耗水平不高，但容易導(dǎo)致疲勞。導(dǎo)致疲勞。2.動力作業(yè)動力作業(yè)動力作業(yè)是靠肌肉的等張收縮來完成作業(yè)動力作業(yè)是靠肌肉的等張收縮來完成作業(yè)動作的，即經(jīng)常說的體力勞動。動作的，即經(jīng)常說的體力勞動。 32(二)體力勞動強(qiáng)度分級 體力勞動強(qiáng)度分級采用體力勞動強(qiáng)度指數(shù)為分級體力勞動強(qiáng)度分級采用體力勞動強(qiáng)度指數(shù)為分級指標(biāo)，分為四級。指標(biāo)，分為四級。33(三)作業(yè)分析的基本要求通過刪減、合并、簡化，使操作總數(shù)減至最低、工序排列最佳，并使每一操作簡單易行。合理利用肌肉群，防止某些肌肉群因動作頻繁而產(chǎn)生勞損。要求機(jī)械完成更多的工作。減少作業(yè)循環(huán)和頻率。改進(jìn)設(shè)備、工裝

18、或工位器具、物料規(guī)格或工藝，采用經(jīng)濟(jì)的切削用量。消除不合理的空閑時間，盡量實現(xiàn)人機(jī)同步工作。（四）作業(yè)姿勢分類人的作業(yè)按照人的作業(yè)姿勢可以分為: 1、坐姿作業(yè) 2、立姿作業(yè) 3、坐立交替作業(yè) 4、跪姿 5、臥姿作業(yè)1、坐姿作業(yè)坐姿作業(yè)適合于長時間操縱、控制精度高或需要四肢共同操作的場合，用于輕體力的工作性質(zhì)。坐姿作業(yè)的優(yōu)點是操作穩(wěn)定、身體位置平衡，可減輕疲勞。缺點是長時間坐姿，尤其是不正確的坐姿，對身體不利。2、立姿作業(yè) 立姿作業(yè)適合于頻繁或短期的、中體力或重體力的作業(yè)。 立姿作業(yè)的優(yōu)點是作業(yè)區(qū)域大、便于肌肉施力、作業(yè)者的體位容易改變。缺點是相對于坐姿容易疲勞。3、坐立交替作業(yè) 坐立交替的作業(yè)姿勢有利于人的健康和減輕局部肌肉疲勞，是優(yōu)先采用的作業(yè)姿勢。1、不同姿勢的能耗不同1.001.071.141.161.321.44以雙肩挑重物為基礎(chǔ)，其能耗設(shè)定為1。不同姿勢的相對氧耗量100%103105108110130140150160（五）識別不良的作業(yè)姿勢