【正文】 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 134 頁 構(gòu)成系統(tǒng)的各單元之間通常可歸結(jié)為串聯(lián)配置方式和并聯(lián)配置方式兩類： ? 1）串聯(lián)配置方式 ? 系統(tǒng)能量的輸人按順序依次通過功能上獨(dú)立的單元 Ai= l， 2， 3， … ， n，然后才輸出。 機(jī)器或部件的以上三個(gè)階段的故障率與時(shí)間的關(guān)系見圖 2 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 132 頁 圖 117 故障率與時(shí)間的關(guān)系 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 133 頁 2．機(jī)器的可靠性分析 ? 可靠性是機(jī)器或部件的重要指標(biāo)之一。通?？煞譃槿齻€(gè)階段。若把它視為時(shí)間的函數(shù)，就稱為可靠度函數(shù)。 圖 4— 8 HCR 模型曲線 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 127 頁 三、機(jī)械的可靠性問題 ? 在人機(jī)系統(tǒng)中，由于機(jī)器設(shè)備本身的故障以及人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性差而導(dǎo)致了許多事故的發(fā)生。 如果規(guī)則沒有很好地經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn) ， 那么人們就不得不對(duì)每項(xiàng)規(guī)則進(jìn)行重復(fù)和校對(duì) 。 ? HCR模型是在 Rasmussen提出的 行為的三種類型 的假定基礎(chǔ)上形成的 ， 即 技能型 、 規(guī)則型和知識(shí)型 。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 122 頁 ? 基本步驟 ? 調(diào)查被分析的系統(tǒng)和操作程序； ? 研究 人員可能導(dǎo)致差錯(cuò)的事件； ? 把整個(gè)操作程序分解成各個(gè)操作步驟和 單個(gè)動(dòng)作； ? 建造 人的可靠性分析事件樹； ? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)得出每個(gè)動(dòng)作的可靠度； ? 求出各個(gè)動(dòng)作和各個(gè)操作步驟的可靠度 ， 如果每個(gè)動(dòng)作中事件相容 ， 則按概率計(jì) 算； ? 求出這個(gè)操作程序的不可靠度 ， 即人的 差錯(cuò)概率 。 ? 在連續(xù)作業(yè)的情況下，人為失誤是隨時(shí)間變化的，所以 瞬時(shí)失誤率可表示為 人的可靠性模型可由工程可靠性引出，即將人作為硬件對(duì)待，導(dǎo)出 人的可靠性模型 ： 式中： R（ t） —— 任一時(shí)刻人作業(yè)的可靠度； F（ t） —— 特定任務(wù)的失誤率。 ? 分析 4 體力不支、疲勞和異常狀態(tài)下也易發(fā)生事故 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 118 頁 人的失誤率計(jì)算 ? F＝ l－ R 式中： F—— 人的失誤率； R—— 人的行為可靠度。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 117 頁 ? 分析 1 因循守舊，棄難就易圖省力、走捷徑而造成違章作業(yè)。 ? R（反應(yīng)）方面 即輸出行動(dòng)的錯(cuò)誤所造成的失誤，其中包括人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、違章操作、環(huán)境干擾等因素。 ? 表 4－ 3是美國(guó)各類系統(tǒng)人因失誤造成系統(tǒng)失效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。如違背設(shè)計(jì)和操作規(guī)程的錯(cuò)誤行為。 ? 環(huán)境如果沒有達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求，就稱為環(huán)境故障，相應(yīng)地用 環(huán)境故障率 來度量。 可靠性度量指標(biāo) 可靠性度量指標(biāo)是指對(duì)系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠程度作出定量表示。 ? 長(zhǎng)期以來，可靠性研究對(duì)象被局限在“機(jī)”，事實(shí)上很多事故是由人的差錯(cuò)造成的。 ? (5) 一定要考慮到機(jī)器發(fā)生故障的可能性，以及簡(jiǎn)單排除故障的方法和使用的工具。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 69 頁 圖 4－ 2 設(shè)備設(shè)計(jì)中的人因工程 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 70 頁 人機(jī)分工不合理的表現(xiàn) ? 可以由人很好執(zhí)行的功能分配給機(jī)器而把設(shè)備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人 ? 不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點(diǎn)而找出人機(jī)之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑與手段 ? 讓人承擔(dān)超過其能力所能承擔(dān)的負(fù)荷或速度 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 71 頁 人機(jī)功能分配應(yīng)注意問題 ? (1) 信息由機(jī)器的顯示器傳遞到人，選擇適宜的信息通道，避免信息通道過載而失誤，以及顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全人機(jī)工程的原則。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 65 頁 人機(jī)功能分配的一般原則 ? 人能完成并能勝過機(jī)器的工作 ：發(fā)覺微量的光和聲，接受和組織聲、光的型式，隨機(jī)應(yīng)變和應(yīng)變程度，長(zhǎng)時(shí)間大量?jī)?chǔ)存信息并能回憶有關(guān)的情節(jié)，進(jìn)行歸納推理和判斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。 ? 機(jī)器的自動(dòng)化與智能化使操縱復(fù)雜程度提高因而對(duì)操縱者提出了嚴(yán)格要求。 在超負(fù)荷條件下可靠性突降 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) 連 續(xù) 性 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) 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)單調(diào)作業(yè) 靈 活 性 如果是專用機(jī)械 ， 不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途 通過教育訓(xùn)練 ， 可具有多方面的適應(yīng)能力 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 61 頁 表 4— 1 人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較（續(xù)） 項(xiàng) 目 機(jī) 器 人 輸 入 靈敏度 具有某些超人的感覺 ， 如有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 ，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 ，善于鑒別圖象 ， 能夠從高噪聲中分辨信號(hào) ， 易受 （ 超過規(guī)定限度的 ） 熱 、冷 、 噪聲和振動(dòng)的影響 智 力 無 （智能機(jī)例外） 能應(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 操作處理能力 操縱力 、 速度精密度 、 操作量 、 操作范圍等均優(yōu)于人的能力 。具體事故多在人機(jī)配合上，作業(yè)人員奮力強(qiáng)作，力所不及情況下發(fā)生事故。 下圖是某大鋼鐵企業(yè) 30年來事故率隨氣溫和月份變化的統(tǒng)計(jì)圖 。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 48 頁 3．疲勞心理作用 （例 3）疲勞常造成心緒不寧，思想不集中，心不在焉，對(duì)事物反應(yīng)淡漠、不熱心，視力聽力減退等。疲勞狀態(tài)下的工人在下班途中或作業(yè)中常不能敏銳地覺察側(cè)面和后面來車，因而引起傷亡事故。體力為主的勞動(dòng)，事故危險(xiǎn)性小。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 46 頁 五、疲勞與安全 1．睡眠休息不足、困倦引起事故 （例 1） 這類事故多見于夜班或長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)未得休息的情況，多為技術(shù)性作業(yè)事故。 ? 勞動(dòng)內(nèi)容單調(diào)極易引起心理性疲勞。例如，監(jiān)視儀表的工人，表面上坐在那里悠閑自在，實(shí)際上并不輕松。 2）全身性疲勞，全身動(dòng)作，進(jìn)行較繁重的勞動(dòng)，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)酸痛、困乏思睡、作業(yè)能力下降、錯(cuò)誤增多、操作遲鈍等。 ? 人體疲勞后 ， 具有恢復(fù)原狀的能力 ， 而不會(huì)留下?lián)p傷痕跡 。 ? 疲勞是體力和腦力效能暫時(shí)的減弱。 ? 立位作業(yè)可以經(jīng)常改變操作的姿勢(shì)，活動(dòng)范圍大，易于用力，但單調(diào)作業(yè)會(huì)引起疲勞 ? 立位可適當(dāng)?shù)刈邉?dòng)，有助于維持工作能力，但立位不易進(jìn)行精確而細(xì)致的工作，不易轉(zhuǎn)換操作，而且肌肉要作更多的功用以維持體重，易引起疲勞。 ? ⑽ 如果操作者不可避免地按不正確的軌跡動(dòng)作時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)考慮改變手的動(dòng)作 ， 這時(shí)采用直線形式的軌跡要靈活些 。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 31 頁 ? ⑹ 重要作業(yè)盡可能由一個(gè)人的動(dòng)作完成。 ? ⑵ 沿曲線的 、 直線的或不規(guī)則軌跡的動(dòng)作 ， 都應(yīng)該讓操作者的動(dòng)作從容不迫 。(見 表 337，表 338) 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 26 頁 表 336人體各部位動(dòng)作速度與頻率限度 動(dòng) 作 部 位 動(dòng)作速度或頻率 數(shù) 值 單 位 手的運(yùn)動(dòng) 控制操縱桿位移 手指敲擊的最大頻率 旋轉(zhuǎn)把手或駕駛盤 身體轉(zhuǎn)動(dòng) 手控制的最大諧振截止頻率 手的彎曲與伸直 腳掌與腳的運(yùn)動(dòng) 35 ～ 17 3～ 5 ～ ～ ～ ～ 次 .s1 次 .s1 Hz 次 .s1 次 .s1 返回 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 27 頁 表 3－ 37 動(dòng)作速度表 動(dòng)作部位 動(dòng)作特點(diǎn) 動(dòng)作一次最少的平 均時(shí)間（ S） 手 抓取動(dòng)作 直線的 曲線的 旋轉(zhuǎn)動(dòng)作 克服阻力 不克服阻力 腳 直線的 克服阻力的 腿 直線的 腳向側(cè)面 ～ 軀干 彎曲 傾斜 ～ 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 28 頁 表 338 人體各部分動(dòng)作的最大頻率 動(dòng)作部位 動(dòng)作的最大頻率（次 /min） 手 204～ 406 手指 360～ 431 前臂 160～ 292 臂 99～ 344 腿 300～ 373 腳 330～ 400 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 29 頁 人體動(dòng)作的靈活性 ? 改變操縱方向時(shí) ， 圓形軌跡比直線軌跡靈活 。（ 見圖 324） ? 一般地說，在坐姿的情況下，腳的 伸展力大于屈曲力 ；右腳的操縱力大于左腳的操縱力；男的腳力大于女的腳力。 方向上，手臂的最大推力則產(chǎn)生在臂的上方 0176。 ? 肢體的力量來自肌肉收縮，肌肉收縮時(shí)所產(chǎn)生的力稱為 肌力 。 一般常用的又重要的操作裝置應(yīng)安裝在此范圍內(nèi) 。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 11 頁 人體運(yùn)動(dòng)的特征 ? 人體是一個(gè)有機(jī)的物質(zhì)系統(tǒng) ， 身體各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)都是轉(zhuǎn)動(dòng) ， 轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的改變則不是取決于力 ， 而是取決于力矩 。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 3 頁 非理智行為的心理因素 ? 僥幸心理 ? 省能心理 ? 逆反心理 ? 湊興心理 ? 從眾心理 ? 精神文明 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 4 頁 三、顏色的心理作用 顏色現(xiàn)象 ? 明度、色調(diào)和飽和度 ? 顏色的混合 顏色的心理作用 ? 冷暖感 ? 興奮和抑制感 ? 前進(jìn)和后退感 ? 輕重感 ? 輕松和壓抑感 ? 軟硬感 ? 膨脹色與收縮色 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 5 頁 四、聲音對(duì)心理的作用 ? 樂聲的作用 ? 噪聲的危害 環(huán) 境 聲壓級(jí) dB 環(huán)境 聲壓級(jí) dB 環(huán)境 聲壓級(jí) dB 剛剛聽到的聲音 農(nóng)村靜夜 樹葉落下沙沙聲 輕聲耳語 安靜房間 0 10 20 30 40 微電機(jī)附近 普通說話 繁華街道 公共汽車上 72型風(fēng)機(jī)附近 50 60 70 80 90 紡織車間 8－ 18型風(fēng)機(jī)附近 大型球磨機(jī) 開坯鍛錘鉚釘槍 噴氣式飛機(jī) 100 110 120 130 140 表 3－ 28不同環(huán)境的聲壓級(jí) 安全人機(jī)工程學(xué)︵第一章︶ 環(huán)境工程系 第 6 頁 第三節(jié) 人體生物力學(xué) 一、人體生物力學(xué)的一般知識(shí) 骨骼的功能 ? ⑴ 人體骨骼強(qiáng)度（應(yīng)力 — 應(yīng)變成正比）