安全人機(jī)工程學(xué)第一章

1、安全人機(jī)工程認(rèn)識(shí)人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué)是研究人、機(jī)及其工作環(huán)境之間相互作用的交叉技術(shù)學(xué)科。自從有人類以來(lái)，就開(kāi)始存在著人機(jī)關(guān)系。人類的生產(chǎn)、生活、科研各行各業(yè)都離不開(kāi)人機(jī)工程學(xué)，從筷子到航天飛機(jī)都涉及人機(jī)工程學(xué)。1、生活：衣、食、住（家具、家電、建筑）、行（交通）2、生產(chǎn)學(xué)習(xí)：辦公用品、手工工具、各種裝備3、科學(xué)研究及設(shè)備課程簡(jiǎn)介安全人機(jī)工程是從安全的角度和著眼點(diǎn)研究人與機(jī)的關(guān)系，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問(wèn)題的一門新興學(xué)科。課程內(nèi)容安全人機(jī)工程概論人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)（包括人體參數(shù)、人的生理、心理及生物力學(xué)特性）作業(yè)與疲勞人機(jī)功能匹配 人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)（包括顯示器、控制器、安

2、全防護(hù)裝置、作業(yè)空間、作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)）安全人機(jī)工程的實(shí)踐與運(yùn)用課程要求1、掌握安全人機(jī)工程的基本概念、基本理論，領(lǐng)會(huì)“人機(jī)結(jié)合面”的含義。2、掌握人體參數(shù)、人的生理、心理及生物力學(xué)特性。3、掌握作業(yè)時(shí)的生理變化、疲勞的機(jī)理、測(cè)量及改善方法。4、掌握人機(jī)功能特性及人機(jī)功能分配原則。5、掌握顯示器、控制器、防護(hù)空間及防護(hù)裝置、作業(yè)空間和作業(yè)環(huán)境的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方法。6、具備對(duì)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安全設(shè)計(jì)的初步能力。7、具備對(duì)一般人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查與評(píng)價(jià)的能力。第一章 概 述1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義1.2 人機(jī)工程學(xué)的起源與發(fā)展1.3 安全人機(jī)工程學(xué)的內(nèi)涵1.4 安全人機(jī)工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法1.

3、5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人機(jī)工程學(xué)是研究人、機(jī)及其工作環(huán)境之間相互作用的交叉技術(shù)學(xué)科。學(xué)科名稱英國(guó): 莫瑞爾于1949年提出“Ergonomics”一詞，由希臘詞根“ergon”（工作、勞動(dòng)）和“nomos”（規(guī)律、規(guī)則）復(fù)合而成，含義是“人出力正?；被颉叭说墓ぷ饕?guī)律”。美國(guó): Human Engineering、Human Factors Engineering日本:人間工學(xué) 中國(guó): 人機(jī)工程學(xué)在1970年代末才在我國(guó)興起，采用“人類工效學(xué)”對(duì)外交流。由于該學(xué)科主要被用于協(xié)調(diào)產(chǎn)品與人的關(guān)系，因而，普遍采用人機(jī)工程學(xué)這一名稱。常見(jiàn)的名稱還有：人類工程學(xué)、工程心

4、理學(xué)、宜人學(xué)等。1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人機(jī)工程學(xué)的命名及定義國(guó)際人機(jī)工程學(xué)會(huì) (International Ergonomics Association, 簡(jiǎn)稱 IEA) 的定義為：“人機(jī)工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素; 研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用;以及在工作中、家庭生活中和休假時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率,人的健康、安全和舒適等問(wèn)題的學(xué)科”。中國(guó)企業(yè)管理百科全書將人機(jī)工程學(xué)定義為：研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器與環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點(diǎn)，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。學(xué)科

5、定義 查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：設(shè)備設(shè)計(jì)必須適合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代價(jià)而求得最高效率。1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義學(xué)科定義 查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：人機(jī)工程學(xué)研究的是人與機(jī)器相互關(guān)系的合理方案，亦即對(duì)人的知覺(jué)顯示、操作控制、人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其布置和作業(yè)系統(tǒng)的組合等進(jìn)行有效的研究，其目的在于獲得最高的效率及作業(yè)時(shí)感到安全和舒適。1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義學(xué)科定義 查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人機(jī)工程學(xué)是在

6、機(jī)械設(shè)計(jì)中，考慮如何使人獲得簡(jiǎn)便而又準(zhǔn)確的操作的一門科學(xué)。學(xué)科定義 查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人體工程學(xué)是根據(jù)人體解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等特性，了解并掌握人的作業(yè)能力極限，及其工作、環(huán)境、起居條件等和人體相適應(yīng)的科學(xué)。學(xué)科定義 查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人機(jī)工程學(xué)是研究人在生產(chǎn)過(guò)程中的可能性，勞動(dòng)活動(dòng)方式，勞動(dòng)的組織安排從而提高人的工作效率，同時(shí)創(chuàng)造舒適和安全的勞動(dòng)環(huán)境，保障勞動(dòng)人民的健康，使人從生理上和心理上得到全面發(fā)展的一門學(xué)科。學(xué)科定義

7、查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義研究各種工作環(huán)境中人的因素，研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、家庭生活中和度假時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問(wèn)題的科學(xué)。學(xué)科定義 查里斯C伍德：WB伍德森：A查帕尼斯：日本蘇聯(lián)國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)：國(guó)內(nèi)：1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)、生物力學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科知識(shí)，使機(jī)器和人相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的環(huán)境條件，從而提高工效的一門科學(xué)。人機(jī)工程學(xué)對(duì)象：工作對(duì)象是機(jī)器與人相關(guān)的人機(jī)界面。目的：安全、舒適、高效。內(nèi)容：人-機(jī)-環(huán)境的最佳匹配、系統(tǒng)優(yōu)化。目標(biāo)：

8、提高系統(tǒng)的績(jī)效 增進(jìn)系統(tǒng)的安全 提高人員的滿意度1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人機(jī)環(huán)境的具體含義： 人指操作者或使用者； 機(jī)泛指人操作或使用的物，可以是機(jī)器，也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等； 環(huán)境是指人、機(jī)所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場(chǎng)所和空間、物理化學(xué)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境等； 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時(shí)間和空間的人與其所使用的機(jī)以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱人機(jī)系統(tǒng)。 1.1 人機(jī)工程學(xué)的命名及定義人機(jī)工程學(xué)研究目的為設(shè)計(jì)機(jī)器設(shè)備、工藝流程、工具、信息傳遞和控制裝備時(shí)，考慮人的因素提供依據(jù)。1、設(shè)計(jì)2、工效保障設(shè)計(jì)的機(jī)械使人的操作簡(jiǎn)便、省力、快速而準(zhǔn)確。人機(jī)工程學(xué)研究目的保障人的工作條件

9、和工作環(huán)境安全、衛(wèi)生和舒適。3、安全最終目標(biāo)是為了使人機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)，保障安全健康和提高工作效率。4、最終目標(biāo)人機(jī)工程學(xué)研究?jī)?nèi)容人的生理、心理、人體測(cè)量和生物力學(xué)等內(nèi)容 。例如人機(jī)工程學(xué)研究?jī)?nèi)容顯示器、控制器等設(shè)計(jì)等內(nèi)容。例如人機(jī)工程學(xué)研究?jī)?nèi)容溫度、濕度、噪聲、塵毒、 采光、照明、色彩、輻射對(duì)人身心的影響等內(nèi)容。人機(jī)工程學(xué)研究?jī)?nèi)容人機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)、崗位設(shè)計(jì)、顯示控制設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、作業(yè)方法、人機(jī)的組織管理等內(nèi)容。例如1.2、 人機(jī)工程學(xué)的起源與發(fā)展經(jīng)驗(yàn)期：創(chuàng)建期：成熟期：自有人類以來(lái)，就開(kāi)始存在著人機(jī)關(guān)系人與工具之間的關(guān)系。 古代沒(méi)有系統(tǒng)的人機(jī)學(xué)，但人類所創(chuàng)造的各種器具，從形狀的發(fā)展變化來(lái)看，是

10、符合人機(jī)工程學(xué)原理的（圖1）；經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展階段，工具由于人的使用和改進(jìn)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步科學(xué)化（圖2）。這種實(shí)際存在的人機(jī)關(guān)系，稱為經(jīng)驗(yàn)人機(jī)關(guān)系或自發(fā)人機(jī)關(guān)系。從1884年起，在經(jīng)歷工業(yè)革命之后，人們所從事的勞動(dòng)在復(fù)雜程度和負(fù)荷量上都有了很大變化。改革工具以改善勞動(dòng)條件和提高勞動(dòng)效率已經(jīng)成為一個(gè)迫切問(wèn)題。因此人們開(kāi)始了對(duì)經(jīng)驗(yàn)人機(jī)關(guān)系所提出問(wèn)題的研究，如進(jìn)行了肌肉疲勞試驗(yàn) 、鐵鍬作業(yè)試驗(yàn) 、砌磚作業(yè)試驗(yàn)等。經(jīng)驗(yàn)期中三大實(shí)驗(yàn)1884年，德國(guó)莫索（AMosso）對(duì)人體勞動(dòng)疲勞進(jìn)行了試驗(yàn)研究。對(duì)作業(yè)的人體通以微電流，隨著人體疲勞程度的變化，電流也隨之變化。這一實(shí)驗(yàn)研究為后來(lái)的“勞動(dòng)科學(xué)”打下了基礎(chǔ)。

11、經(jīng)驗(yàn)期中三大實(shí)驗(yàn)1898年美國(guó)泰勒（FWTaylor）從人機(jī)學(xué)角度出發(fā)，對(duì)鐵鍬的使用效率進(jìn)行了研究。他用形狀相同而鏟量分別為5kg、10kg、17kg、和30kg四種鐵鍬去鏟同一堆煤，雖然17kg和30kg的鐵鍬每次鏟量大，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鏟煤量為10kg的鐵鍬作業(yè)效率最高。這就是人機(jī)工程學(xué)過(guò)程中著名的“鐵鍬作業(yè)實(shí)驗(yàn)”。經(jīng)驗(yàn)期中三大實(shí)驗(yàn)1911年吉爾伯勒斯（FBGilreth）對(duì)美國(guó)建筑工人砌磚作業(yè)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。他用快速攝影機(jī)把工人的砌磚動(dòng)作拍攝下來(lái)，然后對(duì)動(dòng)作進(jìn)行分析，去掉多余無(wú)效動(dòng)作，最終提高了工作效率，使工人砌磚速度由當(dāng)時(shí)的每小時(shí)120塊提高到每小時(shí)350塊。經(jīng)驗(yàn)期：創(chuàng)建期：成熟期：二

12、戰(zhàn)期間，許多國(guó)家大力發(fā)展效能高、威力大的新式武器。但由于忽視了 “人的因素”而導(dǎo)致誤操作而失敗的教訓(xùn)屢見(jiàn)不鮮（圖3）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)的飛機(jī)事故中，80%是由于人機(jī)工程學(xué)方面的原因造成的。失敗的教訓(xùn)使人們逐步認(rèn)識(shí)到 “人的因素”在設(shè)計(jì)中是不能忽視的一個(gè)重要條件，要設(shè)計(jì)好一個(gè)高效能的裝備，不僅要有工程技術(shù)知識(shí)，還必須有生理學(xué)、心理學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、生物力學(xué)等學(xué)科方面的知識(shí)。這種情況下，人機(jī)學(xué)誕生。1949 年莫瑞爾提出了“Ergonomics”一詞。1.2 人機(jī)工程學(xué)的起源與發(fā)展1.2 人機(jī)工程學(xué)的起源與發(fā)展經(jīng)驗(yàn)期：創(chuàng)建期：成熟期：20世紀(jì)60年代，歐美和日本進(jìn)入了大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期

13、，這一時(shí)期，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展的需要，使人機(jī)工程學(xué)獲得了更大的發(fā)展；同時(shí)，由于控制論、信息論、系統(tǒng)論和人體科學(xué)等理論的建立，應(yīng)用新理論進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的研究便應(yīng)運(yùn)而生，從而使人機(jī)工程學(xué)日趨成熟（圖4） ?？梢哉f(shuō)：人機(jī)工程學(xué)起源于歐洲，發(fā)展于美國(guó)，成熟于日本。人機(jī)工程學(xué)研究方法1. 觀察法 可借助攝影或錄像2. 實(shí)測(cè)法 借助儀器進(jìn)行實(shí)際測(cè)量3. 實(shí)驗(yàn)法 在實(shí)驗(yàn)室或作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次反復(fù)觀測(cè)4. 模擬和模型試驗(yàn)法5. 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真法6. 分析法7. 調(diào)查研究法研究心理、生理能力測(cè)量裝置實(shí)測(cè)法人機(jī)工程學(xué)研究方法駕駛員眼動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)法人機(jī)工程學(xué)研究方法研究車輛碰撞的人機(jī)系統(tǒng)的模型和模擬人機(jī)工程

14、學(xué)研究方法模擬和模型試驗(yàn)法人體動(dòng)作分析仿真人機(jī)工程學(xué)研究方法計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真法人機(jī)工程學(xué)學(xué)科體系人機(jī)工程學(xué)綜合了相關(guān)學(xué)科的原理、成果、方法、數(shù)據(jù)，將人、機(jī)、環(huán)境構(gòu)成有機(jī)聯(lián)系的完整系統(tǒng)：以人為主體，研究該系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境之間相互協(xié)調(diào)、相互配合的規(guī)律，使得人機(jī)環(huán)境整體系統(tǒng)的最優(yōu)化。1.3 安全人機(jī)工程學(xué)的內(nèi)涵一、安全人機(jī)工程的定義從安全的角度和著眼點(diǎn)研究人和機(jī)的關(guān)系，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理及工程技術(shù)理論來(lái)研究和揭示人機(jī)系統(tǒng)中的安全問(wèn)題，立足于對(duì)人在作業(yè)工程中的保護(hù)，確保安全生產(chǎn)和生活的一門學(xué)科。安全人機(jī)工程的誕生現(xiàn)代化生產(chǎn)中“機(jī)”向著高速化、精密化、復(fù)雜化發(fā)展，對(duì)人的判斷力、注意力和熟練程度提出了更

15、高的要求。例如，自動(dòng)化生產(chǎn)線，雖降低了人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度，但加重了儀表監(jiān)控者的視力及注意力、判斷能力的強(qiáng)度，以及對(duì)人的軀體和頸部活動(dòng)的限制。其結(jié)果是：一方面是人始終影響和決定著“機(jī)”的性能發(fā)揮；另一方面“機(jī)”給人類的負(fù)擔(dān)增加了，甚至給人造成危害。因此 “機(jī)” 若是忽略了活動(dòng)者的身心特性、生物力學(xué)特征，則“機(jī)”的功能既不可能充分發(fā)揮，而且還會(huì)損害人的健康甚至誘發(fā)事故。為了安全生產(chǎn)、生活，就要把人與“機(jī)”結(jié)合起來(lái)考慮，要求在“機(jī)”的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、管理等環(huán)節(jié)中充分考慮人的生理、心理及生物力學(xué)特性，把人機(jī)作為一個(gè)整體、一個(gè)系統(tǒng)加以考慮，不僅要高效地工作，還應(yīng)要求機(jī)保證人處在安全、衛(wèi)生、舒適的狀

16、態(tài)。這就促使安全人機(jī)工程的誕生。安全人機(jī)工程的研究對(duì)象人(Man)，是指操作者或使用者，即活動(dòng)過(guò)程中的人體，是安全主體。人機(jī)人機(jī)結(jié)合面機(jī)(Machine)，是廣義的，泛指人可操作與可使用的物，包括勞動(dòng)工具、機(jī)器（設(shè)備）、生活用品、設(shè)施、勞動(dòng)手段、原材料、工藝流程、計(jì)算機(jī)軟件和環(huán)境條件等所有與人相關(guān)的物質(zhì)因素。人機(jī)人機(jī)結(jié)合面安全人機(jī)工程的研究對(duì)象人機(jī)結(jié)合面就是人和機(jī)在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域。人機(jī)人機(jī)結(jié)合面安全人機(jī)工程的研究對(duì)象安全人機(jī)工程的研究范圍和內(nèi)容 研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配 各種人機(jī)界面的研究 作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究 作業(yè)空間的分析研究事故及其預(yù)防的研究

17、 人機(jī)系統(tǒng)中人的特性是指人的生理特性和心理特性。這些特性是安全人機(jī)工程的基礎(chǔ)理論部分，是解決安全工程技術(shù)問(wèn)題的主要依據(jù)。 生理特性有：人體的形態(tài)機(jī)能，靜態(tài)及動(dòng)態(tài)人體尺度，人體生物力學(xué)參數(shù)，人的信息輸入、處理、輸出的機(jī)制和能力，人的操作可靠性的生理因素等。 心理特性有：人的心理過(guò)程與個(gè)性心理特征，人在勞動(dòng)時(shí)的心理狀態(tài)，安全生產(chǎn)的心理因素和事故的心理因素分析等。安全人機(jī)工程的研究范圍和內(nèi)容 研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配 各種人機(jī)界面的研究 作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究 作業(yè)空間的分析研究事故及其預(yù)防的研究 主要研究?jī)?nèi)容有：人和機(jī)各自的功能特性參數(shù)，適應(yīng)能力和發(fā)揮其功能的條件，人機(jī)系統(tǒng)人

18、機(jī)功能分配的方法等。安全人機(jī)工程的研究范圍和內(nèi)容 研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配 各種人機(jī)界面的研究 作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究 作業(yè)空間的分析研究事故及其預(yù)防的研究 人機(jī)界面就是人機(jī)在信息交換或功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域。對(duì)控制類界面主要研究：機(jī)器顯示裝置與人的信息通道特性的匹配，機(jī)器控制器與人體運(yùn)動(dòng)特性的匹配和顯示器與控制器性能的匹配等，從而針對(duì)不同的系統(tǒng)研究最優(yōu)的顯示控制方式。對(duì)工具類界面主要研究其適用性和舒適性，即如何使其與人體的形態(tài)功能、尺寸范圍、手感和體感等匹配。對(duì)環(huán)境類界面主要研究：作業(yè)的物理、化學(xué)、生物和美學(xué)等環(huán)境對(duì)人的影響程度、閾值范圍和控制手段。對(duì)特殊環(huán)境，還須

19、研究人的生命保障系統(tǒng)等。安全人機(jī)工程的研究范圍和內(nèi)容 研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配 各種人機(jī)界面的研究 作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究 作業(yè)空間的分析研究事故及其預(yù)防的研究 作業(yè)方法研究包括作業(yè)的姿勢(shì)、體位、用力、作業(yè)順序、合理的工作器具和工卡量具等的研究，目的是消除不必要的勞動(dòng)消耗。作業(yè)負(fù)荷研究主要側(cè)重于體力負(fù)荷的測(cè)定、建模(用模擬技術(shù)建立各種作業(yè)時(shí)的生物力學(xué)模型)分析，以確定合適的作業(yè)量、作業(yè)速率、作息安排以及研究作業(yè)疲勞及其與安全生產(chǎn)的關(guān)系等。安全人機(jī)工程的研究范圍和內(nèi)容 研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配 各種人機(jī)界面的研究 作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究 作業(yè)空間的分析

20、研究事故及其預(yù)防的研究 主要研究為保證安全高效作業(yè)所需的空間范圍。包括人的最佳視區(qū)、最佳作業(yè)域、最小的裝配作業(yè)空間以及最低限度的安全防護(hù)范圍等。安全人機(jī)工程的研究范圍和內(nèi)容 研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配 各種人機(jī)界面的研究 作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究 作業(yè)空間的分析研究事故及其預(yù)防的研究 國(guó)內(nèi)外大量的統(tǒng)計(jì)表明，有近80的事故是由于人為失誤發(fā)生的。因此，應(yīng)研究產(chǎn)生事故的各種人的因素、人的操作失誤分析與預(yù)防措施等。安全人機(jī)工程的研究目的 對(duì)人機(jī)系統(tǒng)建立合理的方案，更好地在人機(jī)之間合理地分配功能，使人機(jī)之間有機(jī)地結(jié)合，有效地發(fā)揮人的作用，最大限度地為人提供安全、衛(wèi)生和舒適的操作條件，從

21、而保障人安全、高效地生產(chǎn)生活。 安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系安全人機(jī)工程作為安全工程學(xué)的重要分支學(xué)科和人機(jī)工程學(xué)的一個(gè)應(yīng)用學(xué)科，其性質(zhì)是一個(gè)跨門類、多學(xué)科的交叉科學(xué)，它處于許多學(xué)科和專業(yè)技術(shù)的接合部上， 既有人體科學(xué)與工程技術(shù)的交叉和滲透，又有社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)等學(xué)科的交叉和滲透。安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系安全人機(jī)工程和工效人機(jī)工程都是人機(jī)工程學(xué)的重要分支。安全人機(jī)工程以安全為目標(biāo)、以工效為條件；工效人機(jī)工程以安全為前提、以工效為目標(biāo)的。安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系安全心理學(xué)是心理學(xué)的應(yīng)用學(xué)科之一，是安全人機(jī)工程的主要理論基礎(chǔ)之一。它研究人在活動(dòng)過(guò)程中的生理心理和社會(huì)心理活動(dòng)，以及信息的接受

22、、儲(chǔ)存、加工、傳遞、處理，以及決策和執(zhí)行等問(wèn)題。安全人機(jī)工程則是考慮“人的因素”，為人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)、使用、監(jiān)督、分析、評(píng)定和提供宜人依據(jù)。因此，安全心理學(xué)研究的所有內(nèi)容，均對(duì)安全人機(jī)工程產(chǎn)生影響。安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系人體測(cè)量學(xué)、生物力學(xué)為人機(jī)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù) 。人體測(cè)量學(xué)是根據(jù)人體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)尺寸的測(cè)量資料，為人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計(jì)和工作空間布置提供科學(xué)依據(jù)。人體生物力學(xué)是側(cè)重研究人體這個(gè)生物系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。 給人機(jī)系統(tǒng)的安全帶來(lái)必要的保證。安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系生理學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、醫(yī)學(xué)及環(huán)境科學(xué)研究人體各方面的機(jī)理、機(jī)能和效率，以及各種環(huán)境對(duì)人體的實(shí)際影響。這些均是安全人機(jī)工程的

23、基礎(chǔ)依據(jù)。安全人機(jī)工程需要從人體生理過(guò)程、引起職業(yè)病原因和人體解剖學(xué)原理等方面進(jìn)行分析，提高人機(jī)結(jié)合面的質(zhì)量，以達(dá)到保障人的安全和保證人機(jī)系統(tǒng)的工作效率。 安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系安全工程學(xué)可以分為：安全管理工程學(xué)，安全設(shè)備工程學(xué)，安全人機(jī)工程和安全系統(tǒng)工程學(xué)。安全人機(jī)工程與其他科學(xué)的關(guān)系工程技術(shù)科學(xué)是研究工程技術(shù)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容和方法，安全人機(jī)工程不是研究這些具體內(nèi)容和方法，而是如何讓這些設(shè)計(jì)適合于人的使用和避免危害。1.4 安全人機(jī)工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容與研究方法研究?jī)?nèi)容人的安全特性機(jī)的安全特性人機(jī)關(guān)系的研究研究方法實(shí)測(cè)法 實(shí)驗(yàn)法 分析法安全人機(jī)工程的展望（1）安全人機(jī)工程的研究領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大

24、。隨著技術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)保護(hù)自身的安全健康要求日益強(qiáng)烈，促使安全人機(jī)工程研究廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如人與生產(chǎn)工藝、人與操作技能、人與工程施工、人與生活服務(wù)、人與組織管理、人與游藝設(shè)備、人與運(yùn)輸?shù)纫氐南嗷f(xié)調(diào)適應(yīng)問(wèn)題。這些研究以解決人機(jī)系統(tǒng)的安全問(wèn)題為著眼點(diǎn)，優(yōu)化人與各相關(guān)要素的關(guān)系，使機(jī)適宜于人。從而使系統(tǒng)達(dá)到安全目標(biāo)和保障工效的目的。由于人的生活、生產(chǎn)、生存領(lǐng)域涉及非常廣泛。因此，安全人機(jī)工程具有廣闊的應(yīng)用前景。安全人機(jī)工程的展望（2）安全人機(jī)工程的研究范圍將日益廣泛。安全人機(jī)工程涉及到各行各業(yè)，幾乎滲透到每個(gè)人的每時(shí)每刻，各個(gè)方面，包括人的工作、學(xué)習(xí)、體育（含健身器）、休閑、旅游、

25、娛樂(lè)，以及衣、食、住、行等各種器具、設(shè)施都存在一個(gè)安全衛(wèi)生問(wèn)題，都要求科學(xué)化、宜人化。隨著人類生活水平的不斷提高，安全人機(jī)工程的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)不斷擴(kuò)大和深入發(fā)展。安全人機(jī)工程的展望（3） 安全人機(jī)工程在高科技領(lǐng)域中的作用將更為突出。隨著微電子、機(jī)器人及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展以及遙感、遙測(cè)、遙控技術(shù)等自動(dòng)化程度的提高，將使人在工作中由操作者變?yōu)楸O(jiān)控者或監(jiān)督者，由體力勞動(dòng)者變?yōu)槟X體結(jié)合或腦力勞動(dòng)者。今后將有越來(lái)越多的智能化機(jī)器，然而當(dāng)一個(gè)新產(chǎn)品給人們帶來(lái) “福”的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)一些危害，這需要有安全人機(jī)工程為科技的發(fā)展“保架護(hù)航” 。使產(chǎn)品從內(nèi)容上講是高科技及智能型的，但操作上是簡(jiǎn)單化即“傻瓜式”的。當(dāng)這些

26、危害因素被解除或緩解之后，就促進(jìn)這一新科技的快速發(fā)展，相應(yīng)地推動(dòng)了社會(huì)的前進(jìn)。安全人機(jī)工程的展望（4）安全人機(jī)工程的有關(guān)課題有待深入研究。如目前人體測(cè)量?jī)H限于人的肢體測(cè)量，而缺乏手掌和手指、腳掌和腳趾的測(cè)量數(shù)據(jù)、疲勞的測(cè)試、生理測(cè)量、生物力學(xué)測(cè)量及制定各類安全、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的生理和心理依據(jù)數(shù)據(jù)，人的潛在危險(xiǎn)也有待深入研究。1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述人機(jī)關(guān)系指人在作業(yè)過(guò)程中與作業(yè)工具和作業(yè)對(duì)象所發(fā)生的聯(lián)系。人是人機(jī)關(guān)系中的主體。人機(jī)關(guān)系的最佳匹配1、機(jī)宜人 2、人適機(jī)研究?jī)?nèi)容：遵循工效學(xué)原則與標(biāo)準(zhǔn)； 研究人和機(jī)器的合理分工及相互適應(yīng)的問(wèn)題； 研究人與被控對(duì)象之間的信息交換過(guò)程； 根據(jù)人的身心特性

27、，提出對(duì)機(jī)器、技術(shù)、作業(yè)環(huán)境、作業(yè)時(shí) 間的要求。1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述人機(jī)系統(tǒng) 由人和機(jī)兩部分要素按一定的關(guān)系組合而成的集合體。 人在人機(jī)系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述人機(jī)系統(tǒng)的分類1、有無(wú)反饋控制作用： 閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)過(guò)去行動(dòng)的結(jié)果回過(guò)來(lái)控制未來(lái)的行動(dòng)。 閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)也就是反饋控制人機(jī)系統(tǒng)，它有一個(gè)封閉的回路結(jié)構(gòu)，其主要特征是：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用有直接影響，即系統(tǒng)過(guò)去行動(dòng)的結(jié)果回過(guò)來(lái)控制未來(lái)的行動(dòng)。例如，在某一系統(tǒng)中，若需要加上一定輸入電壓，以得到所要求的目標(biāo)值時(shí)，倘若輸入電壓過(guò)大，這一系統(tǒng)就通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，以減小輸入電壓。反之，若輸入電壓過(guò)小，這一系統(tǒng)就發(fā)

28、揮作用，以增大輸入電壓。具有這種結(jié)構(gòu)的控制方法就是反饋控制。這種控制如果是由人去觀察和控制輸入和輸出的，就稱為人工閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。若用自動(dòng)控制裝置代替人的工作，人只是起監(jiān)督作用的，則系統(tǒng)稱為自動(dòng)閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。 開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影響。1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述2、自動(dòng)化程度分類：人工操作系統(tǒng) 半自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)人（動(dòng)力源和控制者）信 息 儲(chǔ) 存感 覺(jué)信息處理與決策執(zhí) 行信 息 反 饋輸出輸入人工操作系統(tǒng)1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述2、自動(dòng)化程度分類：人工操作系統(tǒng) 半自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)人工操作系統(tǒng)1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述2、自動(dòng)化程度分類：人工操作系統(tǒng) 半

29、自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)半自動(dòng)化系統(tǒng)人（控制者）信 息 儲(chǔ) 存感 覺(jué)信息處理與決策執(zhí) 行信 息 反 饋 輸出輸入過(guò)程控制設(shè) 備1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述2、自動(dòng)化程度分類：人工操作系統(tǒng) 半自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述2、自動(dòng)化程度分類：人工操作系統(tǒng) 半自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)輸出人（監(jiān)控）信 息 儲(chǔ) 存感 覺(jué)信息處理與決策執(zhí) 行信 息 反 饋輸入過(guò)程控制設(shè) 備人（監(jiān)視）信 息 儲(chǔ) 存感 覺(jué)信息處理與決策執(zhí) 行機(jī) 器1.5 人機(jī)關(guān)系與人機(jī)系統(tǒng)概述2、自動(dòng)化程度分類：人工操作系統(tǒng) 半自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)人機(jī)功能分配人與機(jī)器功能特性比較項(xiàng)目人機(jī)器感受能力 能夠識(shí)別

30、物體的大小、形狀、位置和顏色等特征，能夠分辨不同音色和某些化學(xué)物質(zhì)氣味 能夠接受超聲、輻射、微波、磁場(chǎng)等人不能感知的信號(hào)，且在感覺(jué)速度方面優(yōu)于人操縱能力 能夠進(jìn)行各種控制，在自由度、調(diào)節(jié)和聯(lián)系能力等方面優(yōu)于機(jī)器，能“獨(dú)立運(yùn)行” 操縱力、速度、精密度、操作數(shù)量和范圍等方面優(yōu)于人，但不能“獨(dú)立運(yùn)行”處理能力 有智力和主觀能動(dòng)性，有創(chuàng)造、辨別、歸納、演繹、綜合、分析、記憶、聯(lián)想、判斷、抽象思維等能力，能發(fā)現(xiàn)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)問(wèn)題提出見(jiàn)解和決策措施 無(wú)智力（智能機(jī)例外）和主觀能動(dòng)性，沒(méi)有創(chuàng)造能力，只能按照程序設(shè)計(jì)機(jī)械地辨別、歸納、演繹、綜合、分析、記憶、判斷，不能對(duì)問(wèn)題提出見(jiàn)解人機(jī)功能分配人與機(jī)器功能特

31、性比較項(xiàng)目人機(jī)器學(xué)習(xí)能力 具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，能閱讀、歸納和判斷，形成概念和方法 無(wú)學(xué)習(xí)能力計(jì)算能力 計(jì)算慢且容易產(chǎn)生誤差，不能進(jìn)行高階運(yùn)算，但善于修正誤差 計(jì)算快而精確，可進(jìn)行高階運(yùn)算，但不善于修正誤差記憶能力 能夠記憶大量信息，并進(jìn)行多途徑存取，擅長(zhǎng)對(duì)原則和策略的記憶 能夠迅速存取信息，信息傳遞能力、記憶速度和保持能力都比人高很多工作效能 能夠依次完成多種功能作業(yè)，但不能同時(shí)完成多種操縱和在惡劣條件下作業(yè) 能夠在惡劣環(huán)境下工作，可同時(shí)完成多種操縱控制，單調(diào)、重復(fù)的工作也不降低效率三、人機(jī)特性比較項(xiàng)目人機(jī)器可靠性 就人腦而言，可靠性高于機(jī)器。但在疲勞與緊急事態(tài)下，可能極不可靠，人的技術(shù)高低，

32、生理及心理狀況等對(duì)可靠性都有影響，能夠處理意外的緊急事件 按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)制造的機(jī)器，能保持高可靠性，但在超負(fù)荷情況下可靠性可能突降，其本身的檢查和維修能力非常薄弱，不能處理意外的緊急事件連續(xù)性 容易產(chǎn)生疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作，且受年齡，性別與健康狀況等因素的影響 耐久性高，能長(zhǎng)期連續(xù)工作，但需要適當(dāng)維護(hù)靈活性 通過(guò)教育訓(xùn)練，能夠具有多方面的應(yīng)變能力，適應(yīng)和應(yīng)付突發(fā)事件能力強(qiáng) 如果是專用機(jī)械，不調(diào)整則不能改變其作業(yè)用途人與機(jī)器功能特性比較人機(jī)功能分配人與機(jī)器功能特性比較人優(yōu)于機(jī)器的功能：在感知覺(jué)方面，人的感官的感受能力比機(jī)器優(yōu)越。人能運(yùn)用多種通道接受信息。人具有高度的靈活性和可塑性，能隨機(jī)應(yīng)變，采用