教学ppt课件：《安全人机工程学》(第二版).ppt

1第1章 绪论1.1安全人机工程学概述安全人机工程学概述1.2安全人机工程学的形成与安全人机工程学的形成与发发展展1.3安全人机工程学的主要任安全人机工程学的主要任务务和研究内容和研究内容1.4学科体系及研究方法学科体系及研究方法学习目标：学习目标：掌握人机系统、人机工程和安全人机工程的概念；掌握人机系统、人机工程和安全人机工程的概念；了解安全人机工程学的形成与发展；了解安全人机工程学的形成与发展；明确安全人机工程的研究内容及研究方法明确安全人机工程的研究内容及研究方法21.1.11.1.1安全人机工程学的基本概念安全人机工程学的基本概念1.1.人机系统人机系统(Man-Machine systems)(Man-Machine systems)人人机机系系统统是是指指人人为为了了达达到到某某种种预预定定目目标标，针针对对某某些些特特定定条条件件，利利用用已已经经掌掌握握的的科科学学技技术术，组组成成的的人人、机机、环环境境共共存存的的体体系系这这就就是是广广义义的的人人机机系系统统，也也称称为为人人机机环环境境系系统统狭狭义义的人机系统仅指人与机器组成的共存体系的人机系统仅指人与机器组成的共存体系。

31.1安全人机工程学概述2.2.人机工程学人机工程学(Ergonomics)(Ergonomics)人机工程学是根据人的心理、生理和身体人机工程学是根据人的心理、生理和身体结构等因素，研究系统结构等因素，研究系统中人、机械、环境中人、机械、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适的工作，并取得满意的工作效果康、舒适的工作，并取得满意的工作效果的一门学科的一门学科43.3.安全人机工程安全人机工程(Safety Ergonomics)(Safety Ergonomics)安全人机工程学是从安全的角度和着眼点安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发，运用人机工程学的原理和方法去解出发，运用人机工程学的原理和方法去解决系统中人机结合面的安全问题的一门新决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科它是人机工程学的一个应用学科的分支，它是人机工程学的一个应用学科的分支，并成为安全工程学的一个重要分支学科并成为安全工程学的一个重要分支学科51.1.2 1.1.2 其他相关学科的概念其他相关学科的概念1.1.人人机机环境系统环境系统人人机机环境系统是由人、机（或计算机）环境系统是由人、机（或计算机）和环境组成的一种复合系统。

和环境组成的一种复合系统2.人人机机环境系统工程环境系统工程6图图1-1 1-1 人人机机环境系统工程研究内容环境系统工程研究内容安全人机工程学侧重于安全人机工程学侧重于安全卫生安全卫生，立足于人机，立足于人机结合面上，在最大限度保障人们的安全健康与结合面上，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；舒适的前提下，尽量提高工作效率；效率人机工程学侧重于效率人机工程学侧重于工作效率工作效率，立足于设备，立足于设备的效应，在最大限度发挥设备效应以提高工作的效应，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效率的前提下，给劳动者创造安全卫生的劳动环境71.1.31.1.3 安全人机工程学与效率人机工程学的区安全人机工程学与效率人机工程学的区别别1.2.11.2.1人机工程学发展简史人机工程学发展简史1.1.学科命名学科命名81.2安全人机工程学的形成与发展英国莫瑞尔英国莫瑞尔 /西欧：西欧：ErgonomicsErgonomics美国：美国：Human EngineeringHuman Engineering美国：美国：Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering日本：日本：人间工学人间工学中国：中国：“人体工程学人体工程学”、“宜人学宜人学”、“人因工程学人因工程学”、“人类工程学人类工程学”“工效学工效学”、“人机工程学人机工程学”2.发展历程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我国人机工程学发展进程91.2.2安全人机工程学发展历程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101.3.1人机工程学的主要任务和研究内容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111.3安全人机工程学的主要任务和研究内容1.3.2安全人机工程学的主要任务安全人机工程学的主要任务安全人机工程学的任务是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。

建立合理而可行的人机系统，更好地实施人机功能分配更有效地发挥人的主体作用，并为劳动者创造安全、舒适的环境，实现人机系统“安全、高效、经济”的综合效能121.3.3安全人机工程学的研究内容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131.4.1学科体系学科体系学科分类与代码GB/T137452009安全科学技术（620）安全人体学（620.25）安全人机学（620.25.30）141.4学科体系及研究方法1.4.2人机工程学研究的方法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151.4.3人机工程发展新趋势人机工程发展新趋势绿色设计虚拟现实技术数字化人机工程16谢谢！1718 第2章 人机系统2.1人机系人机系统统概述概述2.2人机系人机系统类统类型及功能型及功能2.3人机系人机系统统的基本模式的基本模式2.4人机功能分配人机功能分配2.5人机系人机系统统事故模式与事故模式与应应用用学习目标：学习目标：了解人机系统的类型；掌握人的功能和机的功能及功能特性比较，能进行简单的人机功能分配设计；充分理解人机系统事故模式和安全人机系统事故模型的作用；理解人机关系和人机系统基本模式。

19人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统202.1人机系统概述2.2.1按按有无反馈控制有无反馈控制分类分类开环人机系统闭环人机系统2.2.2按系统自动化程度分类按系统自动化程度分类人工操作系统212.2人机系统类型及功能图图2-12-1人工操作系统人工操作系统半自动化系统22图图2-22-2半自动化人机系统半自动化人机系统自动化系统23图图2-32-3自动化人机系统自动化人机系统2.2.3按人机结合方式分类按人机结合方式分类人机串联人机并联人与机串、并联混合24图2-4人与机的结合方式2.2.4人机系统的功能人机系统的功能信息接收信息加工信息贮存25执行功能信息反馈输入与输出图图2-52-5人机系统的功能人机系统的功能人的子系统可概括为S-O-R（感受刺激Stimulus-大脑信息加工Organism-做出反应Response）；机器的子系统可概括为C-M-D（控制装置Controller-机器运转Machine-显示装置Display）人的子系统(S-O/O-R)机的子系统(C-M/M-D)人机界面()262.3人机系统的基本模式图2-6人机系统的基本模式2.4.1人的主要功能人的主要功能272.4人机功能分配图2-7人在操作活动中的基本功能示意图人在人机系统中的三种功能人的第一种功能传感器人的第二种功能信息处理器人的第三种功能操纵器282.4.2机的主要功能机的主要功能接受信息对机器来说，信息的接受是通过机器的感觉装置，如电子、光学或机械的传感装置来完成。

储存信息机器一般要靠磁盘、磁带、磁鼓、打孔卡、凸轮、模板等储存系统来储存信息处理信息对接受的信息或储存信息，通过某种过程进行处理执行功能一是机器本身产生控制作用，如车床自动加深或减少铣削深度；二是借助声、光等信号把指令从这个环节输送到另一个环节292.4.3人与机的功能分配人与机的功能分配1.人机特性比较3031表2-1 人机特性比较322.人机功能分配的含义对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配给人或机，称为人机功能分配从安全的角度出发，人机匹配主要解决的问题是：信息由机器的显示器传递到人，需要选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误，以及显示器的设计如何符合安全人机工程学原则；信息从人的运动器官传递给机器，如何考虑人的极限能力和操作范围，控制器如何设计得高效、安全、可靠、灵敏；如何充分运用人和机各自的优势；怎样使人机界面的通道数和传递频率不超过人的能力，以及机如何适合大多数人的应用33采用机器时的有利点采用机器时的有利点采用人时的有利点采用人时的有利点重复性的操作、计算，大量的情报重复性的操作、计算，大量的情报资料存储资料存储由于各种干扰，需要判断信息时由于各种干扰，需要判断信息时迅速施加大的物理力时迅速施加大的物理力时在图形变化情况下，要求判断图形在图形变化情况下，要求判断图形时时大量的数据处理大量的数据处理要求判断各种各样的输入时要求判断各种各样的输入时根据某一特定范围，多次重复作出根据某一特定范围，多次重复作出判断判断对发生频率非常低时的事态需要进对发生频率非常低时的事态需要进行判断时行判断时由于环境约束，对人有危险或操作由于环境约束，对人有危险或操作容易犯错误时容易犯错误时解决问题需要归纳、判断时解决问题需要归纳、判断时当调节、操作速度非常重要，具有当调节、操作速度非常重要，具有决定意义时决定意义时预测不测事件的发生时预测不测事件的发生时控制力的施加要求非常严格时控制力的施加要求非常严格时必须长时间地施加控制力时必须长时间地施加控制力时343.人机功能分配的一般原则表表2-2 2-2 采用人机时有利点采用人机时有利点344.人机功能匹配对人机系统的影响随着现代化的发展操作者的工作负荷已成为一个突出的问题。

在工作负荷过高的情况下，人往往出现应激反应，导致重大事故的发生进行合理的人机功能分配，也就是使人机结合面布置恰当，就需要从安全人机工程学的观点出发分析人机结合面失调导致工伤事故的原因，进而采取改进对策35365.人机分工不合理的表现可由人很好执行的功能分配给机器，而把设备能更有效地执行的功能分配给人；让人所承担的负荷或速度超过其能力极限；不能根据人执行功能的特点，而找出人机之间最适宜的相互联系的途径和手段366.人机功能分配应注意问题信息由机器的显示器传递到人，选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误同时，显示器的设计应符合安全人机工程的原则信息从人的运动器官传递给机器，应考虑人的权限能力和操作范围，控制器设计要安全、高效、可靠、灵敏充分考虑人和机的各自优势使人机结合面的信息通道数和传递频率不超过人的能力，以及机适合大多数人的应用一定要考虑到机器发生故障的可能性，以及简单排除故障的方法和使用的工具要考虑到小概率事件的处理，有些偶发性事件如果对系统无明显影响，可以不必考虑，但有的事件一旦发生就会造成功能的破坏，对这种事件就要事先安排监督和控制方法371.人机能力比较法（人机能力比较法（FittsLists分配方法分配方法）382.4.4人机系统功能分配方法2.Price决策图法决策图法决策图由6个区域组成，每个区域对应于不同的人机绩效和分配方案：表示将功能分配给机器；表示将功能分配给机器；表示既可分配给人也可分配给机器，存在一个最佳分配点；将功能分配给人；将功能分配给人；采用其他的方法重新设计。

393.Sheffield法法在分配过程中共需要考虑100多项决策准则，将其分为8组优点是考虑的因素比较全面，而且包含了系统的静态和动态功能分配过程404.自动化分类与等级设计法自动化分类与等级设计法该方法由英国科学家Parasuraman和Sheridan提出，主要应用于。