《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(huì)廣州市安全生產(chǎn)協(xié)會(huì)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(shí)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(lái)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(guó)。人機(jī)工程學(xué)英文叫Ergonomics。 目的：實(shí)現(xiàn)人在生產(chǎn)勞動(dòng)及其它活動(dòng)中的健康、安全、舒適，同時(shí)提高工作效率。一、什么是安全人機(jī)工程（一）研究對(duì)象1、人（Man）：活動(dòng)的人體，操作者、使用者、安全主體；2、機(jī)(Machine)：包括勞動(dòng)工具、機(jī)器(設(shè)備)、勞動(dòng)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?jī)?nèi)容1、人的因素方面 主要包括人體生理、心理、人體測(cè)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(duì)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(jì)；崗位設(shè)計(jì)；顯示器設(shè)計(jì)；控制器的設(shè)計(jì)；環(huán)境設(shè)計(jì)；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(guò)程中與作業(yè)工具、對(duì)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(diǎn)，做到人機(jī)分配的揚(yáng)長(zhǎng)避短、各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開(kāi)始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動(dòng)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(lái)完成。2、儲(chǔ)存信息 一般要靠磁盤、磁帶、磁鼓

4、、打孔卡、凸輪、模板等儲(chǔ)存系統(tǒng)來(lái)儲(chǔ)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(dòng)加深或減少銑削深度，二是借助于聲、光等信號(hào)把指令從這個(gè)環(huán)節(jié)輸送到另一個(gè)環(huán)節(jié)。（三）人機(jī)特性比較 人具有智能、復(fù)雜感覺(jué)能力、綜合判斷能力、隨機(jī)應(yīng)變能力，對(duì)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(jué)能力。 機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是作用力大、速度快、高階運(yùn)算能力和存儲(chǔ)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(jià)及運(yùn)營(yíng)費(fèi)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(xiàng)項(xiàng) 目目機(jī)機(jī) 器器人人速速 度度占優(yōu)勢(shì)占優(yōu)勢(shì)時(shí)間延時(shí)為時(shí)間延時(shí)為1s邏輯邏輯推理推理擅

5、長(zhǎng)于演繹而不易改變其演繹擅長(zhǎng)于演繹而不易改變其演繹程序程序擅長(zhǎng)于歸納，容易改變其推理程序擅長(zhǎng)于歸納，容易改變其推理程序計(jì)計(jì) 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(jì)制造的機(jī)器，在按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)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(guò)機(jī)械，但極度疲勞與人腦可靠性遠(yuǎn)超過(guò)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(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)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(zhǎng)期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專能長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，且受容易疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)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(guò)教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能通過(guò)教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能力力項(xiàng)項(xiàng) 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(jué)，如有具有某些超人的感覺(jué)，如有感覺(jué)電離輻射的能力感覺(jué)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(yùn)動(dòng)和顏色，眼睛能感受各種位置、運(yùn)動(dòng)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(hào)，易受（超過(guò)規(guī)定限度的）熱、信號(hào)，易受（超過(guò)規(guī)定限度的）熱、冷、噪聲和振動(dòng)的影響冷、噪聲和振動(dòng)的影響智智 力力無(wú)無(wú) （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(cè)事件，并應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測(cè)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(duì)柔軟粉體方面比人強(qiáng)，但對(duì)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(jué)、聽(tīng)覺(jué)、變位和重量感覺(jué)上得到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、變位和重量感覺(jué)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(huì)舒適，也不會(huì)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(huì)導(dǎo)致人為失誤甚至安全事故；其次操縱器、顯示器、報(bào)警器設(shè)計(jì)上的缺陷，也會(huì)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(guò)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(yùn)算的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測(cè)人不能識(shí)別的物理信號(hào)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(shí)，機(jī)器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計(jì)、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(shí)，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(huì)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(duì)某一特定功能由機(jī)器承擔(dān)時(shí)，需要重新設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造；由人來(lái)承擔(dān)時(shí)，則需要培訓(xùn)、支付費(fèi)用等。通過(guò)比較和計(jì)算兩者的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)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(dòng)作作業(yè)時(shí)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(dòng)作是否合理。人、機(jī)器和物料明白合理動(dòng)作與不合理動(dòng)作的區(qū)別。 明確動(dòng)作錯(cuò)誤的原因，判斷合理動(dòng)作。全身心投入動(dòng)作研究，思考合理動(dòng)作方法，作業(yè)配置和工夾具。1、動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則的定義是否存在不必要的大動(dòng)作來(lái)進(jìn)行作業(yè)？特別是取放物品的距離是否過(guò)大？對(duì)于簡(jiǎn)單作業(yè)可以同時(shí)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(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則的4個(gè)基本原則1）發(fā)現(xiàn)作業(yè)動(dòng)作中不滿足動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則之處，取消動(dòng)作中存在的不合理、不穩(wěn)定和無(wú)用的動(dòng)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(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則，提高動(dòng)作意識(shí)、問(wèn)題意識(shí)和改善意識(shí)，經(jīng)常構(gòu)思和運(yùn)用高效的作業(yè)分析。3、4、）雙手應(yīng)同時(shí)開(kāi)始，并完成其動(dòng)作）除規(guī)定休息時(shí)間外，雙手不應(yīng)同時(shí)空閑）雙臂之動(dòng)作應(yīng)對(duì)稱，反向并同時(shí)為之）手之動(dòng)作應(yīng)心低級(jí)次而能得到滿意結(jié)果為安，動(dòng)作可分為下列五級(jí)：、手指動(dòng)作級(jí)次最低，速度最快。、手指及手腕動(dòng)作上臂及下臂保持不動(dòng)，手指及手腕移支。、手指、手腕及前臂動(dòng)作限制在肘部動(dòng)作，肘以上不動(dòng)，此通常視為最有效，不致引起疲勞之動(dòng)作。、手指、手腕、前臂及上臂動(dòng)作。、手指、手腕、前臂及軀干之動(dòng)作最耗體力，亦最慢。5）物體之運(yùn)動(dòng)量應(yīng)盡可能加以利用，但如果肌力制止時(shí)，則應(yīng)將其減至最小限度。6）連續(xù)之曲線運(yùn)動(dòng)，較含

13、有方向突變之直線運(yùn)動(dòng)為佳。7）彈道式之運(yùn)動(dòng)，較受限制或受控制之運(yùn)動(dòng)較快確實(shí)。8）動(dòng)作應(yīng)盡可能使其輕松自然之節(jié)奏，因節(jié)奏能使動(dòng)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(chǎng)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(shì)。關(guān)于操作場(chǎng)所布置4、關(guān)于工具設(shè)備）盡量解除手工作，而以?shī)A具或足踏工具代替之。）可能時(shí)，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(shí)，其各個(gè)負(fù)荷按照其本能，予以分配。）手柄之設(shè)計(jì)，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(dòng)其姿勢(shì)，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(shí)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(shí)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(dòng)完成，也可手動(dòng)完成，如多種人機(jī)接口，從而實(shí)現(xiàn)不同程度的人機(jī)對(duì)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(wèn)題1、信息由機(jī)器顯示器傳遞給人時(shí)，應(yīng)該選擇適宜的信息通道，避免信息過(guò)載；2、信息從人的運(yùn)動(dòng)器官傳遞到機(jī)器時(shí)，應(yīng)該考慮人的能力極限和操作范圍；3、設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分利用人和機(jī)的各自優(yōu)勢(shì)。4、使用人機(jī)結(jié)合面的信息通道和傳遞頻率不能超過(guò)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(jiǎn)單排除故障的方法和工具；6、要考慮小概率事件的處理，對(duì)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(wèn)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(shí)質(zhì)性的因素。只有對(duì)人的動(dòng)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(shì)的要點(diǎn)采取最為合理最少疲勞高效的姿勢(shì)因而就有必要了解姿勢(shì)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(guò)對(duì)以人為主的工序的詳細(xì)研究，使作業(yè)者、作業(yè)對(duì)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(dòng)強(qiáng)度、減少作業(yè)工時(shí)消耗、縮短整個(gè)作業(yè)的時(shí)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(dòng)靜力作業(yè)主要是身體和四肢關(guān)節(jié)保持不動(dòng)時(shí)所進(jìn)行的作業(yè)。如腦力勞動(dòng)、儀器監(jiān)控時(shí)所進(jìn)行的作業(yè)。如腦力勞動(dòng)、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(dòng)力作業(yè)動(dòng)力作業(yè)動(dòng)力作業(yè)是靠肌肉的等張收縮來(lái)完成作業(yè)動(dòng)力作業(yè)是靠肌肉的等張收縮來(lái)完成作業(yè)動(dòng)作的，即經(jīng)常說(shuō)的體力勞動(dòng)。動(dòng)作的，即經(jīng)常說(shuō)的體力勞動(dòng)。 32(二)體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí) 體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)采用體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)為分級(jí)體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)采用體力勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)為分級(jí)指標(biāo)，分為四級(jí)。指標(biāo)，分為四級(jí)。33(三)作業(yè)分析的基本要求通過(guò)刪減、合并、簡(jiǎn)化，使操作總數(shù)減至最低、工序排列最佳，并使每一操作簡(jiǎn)單易行。合理利用肌肉群，防止某些肌肉群因動(dòng)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(shí)間，盡量實(shí)現(xiàn)人機(jī)同步工作。（四）作業(yè)姿勢(shì)分類人的作業(yè)按照人的作業(yè)姿勢(shì)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(zhǎng)時(shí)間操縱、控制精度高或需要四肢共同操作的場(chǎng)合，用于輕體力的工作性質(zhì)。坐姿作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定、身體位置平衡，可減輕疲勞。缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間坐姿，尤其是不正確的坐姿，對(duì)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(diǎn)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(diǎn)是相對(duì)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(shì)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(shì)。1、不同姿勢(shì)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(shì)的相對(duì)氧耗量100%103105108110130140150160（五）識(shí)別不良的作業(yè)姿勢(shì)