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2020年中级注册安全工程师《生产技术》章节知识点:第一章第七节

时间:2021-12-23 16:31 来源:战考网

  第七节 安全人机工程

  运用人机工程学的理论和方法研究“人-机-环境”系统,并使三者从安全的角度上达到最佳匹配。

  【注】人是核心起到主导作用,机器起着安全的保障作用;

  安全人机工程的研究内容主要包括以下方面:

  (1)分析机械设备及设施在生产过程中的不安全因素;

  (2)研究人的生理和心理特征和机器功能,构成最佳人机系统;

  (3)研究人与机器界面中信息传递的安全问题;

  (4)建立人机系统可靠性设计原则。

  一、人的特性

  (一)人的生理特性

  1.人体供能与劳动强度分级

  (1)人体特性参数

  ①尺度参数:静态参数,如人体高度及各部位长度尺寸等;

  ②动态参数:运动状态下,人体的动作范围参数;

  ③生理参数:耗氧量、心跳频率、呼吸频率、表面积和体积等;

  ④生物力学参数:握力、推力、推举力、转动惯量等;

  (2)人体能量代谢

  人体代谢所产生的能量等于消耗于体外做功的能量与体内直接、间接转化为热的能量之和。

  【问题思考】是否在任何情况下人体代谢能量均符合上述说法?

  ①能量代谢类型:基础代谢、安静代谢和活动代谢;

  ②影响代谢因素:作业类型、作业方法、作业姿势、作业速度;

  (3)劳动强度及分级

  ①综合评价人体接触作业环境热负荷的基本参量是WBGT指数;

  ②体力劳动强度指数(I)是区分体力劳动强度等级的指标;

 

体力劳动强度级别

体力劳动强度指数

劳动强度

Ⅰ级

l≤15

Ⅱ级

15<l≤20

Ⅲ级

20<l≤25

Ⅳ级

L>25

过重


  ③体力劳动强度指数的计算方法:

  I = T·M·S·W·10

  T:劳动时间率(工作日净劳动时间/工作日总工时);

  M:8h工作日能力代谢率(KJ/min·m2);

  S:性别系数(男性 = 1,女性 = 1.3);

  W:体力劳动方式系数(搬 = 1,扛 = 0.40,推或拉 = 0.05);

  ④常见职业体力劳动强度分级的描述:

  【I级轻劳动】

  ①坐姿:正情况下打字、缝纫、脚踏开关等;

  ②立姿:操作仪器、控制、查看设备、上臂为主的装配工作;

  【II级中等劳动】

  ①手和臂持续动作,如锯木头等;

  ②臂和腿的工作,如卡车、拖拉机或建筑设备等运输操作;

  ③臂和躯干工作,如锻造、风动工具操作、间断搬运中等重物、粉刷、除草、锄田、摘水果和蔬菜等;

  【III级重劳动】

  臂和躯干负荷工作:搬重物、铲、锯刨或凿、割草、挖掘等;

  【IV级极重劳动】

  大强度的挖掘、搬运,快到极限节律的极限活动;

  2.疲劳

  (1)疲劳的定义

  ①肌肉疲劳:过度紧张的肌肉局部出现酸痛现象;

  ②精神疲劳:弥散的、不愿意再作任何活动的懒惰感觉;

  (2)疲劳产生的原因

  ①工作条件因素:劳动制度、生产组织、工具条件、工作环境;

  ②作业者的因素:熟练程度、操作技巧、身体素质、劳动情绪;

  (3)消除疲劳的途径

  ①进行显示器和控制器设计时充分考虑人的生理、心理因素;

  ②通过改变操作内容、播放音乐等手段克服单调乏味的作业;

  ③改善工作环境,科学地安排环境色彩、环境装饰及作业场所的布局,合理的温湿度,充足的光照等;

  ④避免超负荷的体力或脑力劳动,合理安排作息时间,注意劳逸结合等。

  3.轮班与单调作业生理问题

  (1)单调作业:内容单一、节奏较快、高度重复的作业;

  (2)改进单调作业措施

  培养多面手、工作延伸、操作再设计、显示作业终极目标、动态信息报告、推行消遣工作法、改善工作环境;

  (3)轮班作业:常见有单班制、两班制、三班制或四班制等;

  (4)改进轮班作业的措施:

  改善轮班作业不利因素的措施主要包括,为使生物节律与休息时间相一致,可通过环境的明晴、喧闹与安静的交替来实现;

  (二)人的心理特性

  1.能力

  影响能力的因素主要有感觉、知觉、观察力、注意力、记忆力、思维想象力和操作能力等;

  各种能力的总和构成人的智力,包括人的认识能力和活动能力。

  2.性格

  道德品质和意志特点是构成性格的基础;

  【表现形式】冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型。

  3.需要与动机

  动机是由需要产生的,合理的需要能推动人以一定的方式,在一定的方面去进行积极的活动,达到有益的效果;

  【注】需要与动机就是要我安全和我要安全的关系。

  4.情绪与情感

  【急躁情绪】干活利索但毛躁、有章不循、心手不一;

  【烦躁情绪】沉闷、不愉快、精神不集中等;

  5.意志

  人们自觉地确定目标并调节自己的行动去克服困难;

  二、机械的特性

  信息接收、信息处理、信息的交流与输出、学习与归纳能力、可靠性和适应性、环境适应性、成本;

  三、人与机器特性的比较

  (一)人优于机器的功能

  (1)人的感官感受能力优于机器;

  (2)人能运用多种通道接收信息;

  (3)具有高度的灵活性和可塑性;

  (4)可以综合利用信息判断分析;

  (5)可以总结和利用已有的经验;

  (6)可以归纳推理进行创造发明;

  (7)人能具有感情、意识和个性;

  (二)机器优于人的功能

  (1)机器能平稳而准确的输出巨大的动力,输出值域宽;

  (2)运动速度、信息传递、加工和反应速度极快;

  (3)机器运行的精度高,稳定性好;

  (4)对特定信息的感受和反应能力一般比人高;

  (5)能够同时完成多种操作,并在恶劣环境条件下工作;

  四、人机系统和人机作业环境

  (一)人机系统

  1.人机系统的概念

  人机系统是由相互作用、相互依存的人和机器两个子系统构成,能完成特定目标的一个整体系统。

  【人机系统中的三大要素】人、机器、人机界面;

  系统能否正常工作,取决于信息传递过程能否持续有效地进行,或取决于信息流和能量流能否正常无误地流动。

  2.人机系统的类型

  (1)人机系统按系统的自动化程度分类:

  人工操作系统、半自动化系统和自动化系统

系统类型

人工、半自动化

自动化控制

人的作用

操作者、控制者

监视者、管理者

安全性

①功能分配合理性
②机器的本质安全
③操作者人为失误

①机器的本质安全
②机器的冗余系统
③监视者应变能力


  (2)按有无反馈控制分类:

  ①闭环人机系统:有反馈回路,输出直接作用于系统的控制;

  ②开环人机系统:无反馈回路,输出不对系统控制发生作用;

  (3)按系统中人机结合方式分类:

  人机串联系统、人机并联系统、人机串并联混合系统等;

  (二)人机作业环境

  1.照明环境

  (1)照明环境特性

  来自光源的光通量是最主要的物理量和最基本的光度量。

  ①光通量(lm):单位时间内可到达、离开或通过某曲面的光强;

  ②光强(cd):光源在给定方向上单位立体角内的光通量;

  ③亮度(cd/m2):光强与人眼所见到的光源面之积比为亮度;

  ④照度(lx):单位面积上接受可见光的能力;

  【照明条件与疲劳】

  ①合适的照明,能提高近视力和远视力;

  ②视觉疲劳可以通过闪光融合频率和反应时间等方法测定。

  【照明条件与事故】

  ①事故的数量与工作环境的照明条件有密切的关系;

  ②视觉疲劳是产生事故和影响工效的主要原因;

  ③眩光会因幢孔缩小而影响视网膜的视物,导致视物模糊;

  (2)光环境控制应注意的问题

  ①应考虑视觉作业的照明与作业安全、视觉工效之间的关系;

  ②一般照明比较暗淡的控制台或操作部位需配置局部照明;

  ③避免强烈的颜色对比以及有光泽的或反射性的涂料;

  ④使用的各种视觉显示器之间的亮度差应避免大于10:1。

  2.色彩环境

  (1)色彩对人的影响

  色彩的生理作用主要表现在对视觉疲劳的影响;

  ①蓝、紫色最容易引起眼睛的疲劳,其次是红色、橙色;

  ②黄绿、绿、绿蓝不易引起疲劳且认读速度快,准确度高;

  色彩对人体其他系统的机能和生理过程也有一定的影响;

  ①红色会使人的各种器官机能兴奋和不稳定;

  ②蓝色、绿色等色调则会抑制各种器官的兴奋并使机能稳定。

  (2)色彩控制应注意的问题

  ①应考虑色彩环境与作业安全、视觉工效之间的关系;

  ②满足作业环境使人在视觉上产生愉悦的感觉;

  【颜色设计的原则】

  ①面对作业人员的墙壁,避免采用强烈的颜色对比;

  ②避免过多地使用黑色、暗色或深色;

  ③避免有光泽的或具有反射性的涂料;

  ④控制台或工作台应为低的颜色对比;

  ⑤避免环境中有高饱和色。


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