安全课件安全人机工程学简介

安全人机工程学简介制作：孟现柱mengxz12@课程简介安全人机工程学是从安全的角度和着眼点研究人与机的关系,运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是安全工程专业的一门专业核心课。课程内容安全人机工程学概论人体的人机学参数人的生理、心理及生物力学特性安全人机功能匹配人机系统的安全设计安全人机工程学的实践与运用课程要求1、掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论，领会“人机系统”与“人机结合面”的含义。2、掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。3、掌握人、机的特性及人机功能分配原则。4、掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。5、具备对人机系统进行安全设计的初步能力。6、具备对一般人机系统进行安全检查与评价的能力。参考书欧阳文昭、廖可兵《安全人机工程学》煤炭工业出版社李红杰、鲁顺清《安全人机工程学》中国地质大学生出版社谢庆森、王秉权《安全人机工程学》（第1版）,天津大学出版社，1999丁玉兰《安全人机工程学》，北京理工大学出版社，2000刘东名、孙桂林《安全人机工程学》中国劳动出版社臧吉昌《安全人机工程学》化学工业出版社石金涛等《安全人机工程学》上海交通大学出版社第一章绪论教学要求1、掌握人机工程学的定义、熟悉人机工程学的研究目的、内容和研究方法；2、了解人机工程学的起源与发展史；3、掌握安全人机工程学的定义、熟悉安全人机工程学的研究对象以及与其他各学科的关系；4、知道安全人机工程学与工效人机工程学的关系以及其在安全工程学中的地位。第一章绪论第一节人机工程学第二节安全人机工程学第三节安全人机工程学与相关学科的关系第四节安全人机工程学的诞生与展望第一节人机工程学人机工程学是研究人、机及其工作环境之间相互作用的交叉技术学科。学科名称英国/欧洲美国日本中国英国莫瑞尔于1949年首次提出“Ergonomics”一词，含义是“人出力正常化”或“人的工作规律”。第一节人机工程学人机工程学是研究人、机及其工作环境之间相互作用的交叉技术学科。学科名称英国/欧洲美国日本中国HumanEngineering、HumanFactorsEngineering第一节人机工程学人机工程学是研究人、机及其工作环境之间相互作用的交叉技术学科。学科名称英国/欧洲美国日本中国人间工学第一节人机机工程学人机工程学是是研究人、机机及其工作环环境之间相互互作用的交叉叉技术学科。。学科名称英国/欧洲美国日本中国人体工程学、、宜人学、人人因工程学、、人类工程学学、工效学、、人机工程学学一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：人机工程学就就是正确使用用人的工程学学。一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：人机工程学可可以说是人类类运用事物过过程中的工程程学。一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：设备设计必须须适合人的各各方面因素，，以便在操作作上付出最小小的代价而求求得最高效率率。一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：人机工程学研研究的是人与与机器相互关关系的合理方方案，亦即对人的知知觉显示、操作控制、、人机系统的的设计及其布布置和作业系系统的组合等等进行有效的的研究，其目目的在于获得得最高的效率率及作业时感感到安全和舒舒适。一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：人机工程学是是在机械设计计中，考虑如如何使人获得得简便而又准准确的操作的的一门科学。。一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：研究各种工作作环境中人的的因素，研究究人和机器及及环境的相互互作用，研究究在工作中、、家庭生活中中和度假时怎怎样统一考虑虑工作效率、、人的健康、、安全和舒适适等问题的科科学。一、学科定义义毕特生：麦克考米克：：查里斯·C·伍德：W·B·伍德森：A·查帕尼斯：国际人类工效效学学会：国内：人机工程学是是运用生理学学、心理学、、生物力学和和其它有关学学科知识，使使机器和人相相互适应，创创造舒适和安安全的环境条条件，从而提提高工效的一一门科学。二、人机工程程学研究目的的1、设计2、工效3、安全4、最终目标为设计机器设备备、工艺流程程、工具、信信息传递和控控制装备时，，考虑人的因素素提供依据。。二、人机工程程学研究目的的1、设计2、工效3、安全4、最终目标保障设计的机机械使人的操操作简便、省省力、快速而而准确。二、人机工程程学研究目的的1、设计2、工效3、安全4、最终目标保障人的工作作条件和工作作环境安全、、卫生和舒适适。二、人机工程程学研究目的的1、设设计计2、工效效3、安全全4、最最终终目目标标最终终目目标标是是为为了了使使人人机机系系统统协协调调，，保保障障安安全全健健康康和和提提高高工工作作效效率率。。三、、人人机机工工程程学学研研究究内内容容1、人人的的因因素素方方面面2、机机的的因因素素方方面面3、环环境境因因素素方方面面4、人人机机系系统统的的综综合合研研究究人的的生生理理、、心心理理、、人人体体测测量量和和生生物物力力学学等内内容容。例如如三、、人人机机工工程程学学研研究究内内容容1、人人的的因因素素方方面面2、机机的的因因素素方方面面3、环环境境因因素素方方面面4、人人机机系系统统的的综综合合研研究究显示示器器、、控控制制器器等等设设计计等内内容容。。例如如三、、人人机机工工程程学学研研究究内内容容1、人人的的因因素素方方面面2、机机的的因因素素方方面面3、环环境境因因素素方方面面4、人人机机系系统统的的综综合合研研究究温度度、、湿湿度度、、噪噪声声、、尘尘毒毒、、采光光、、照照明明、、色彩彩、、辐辐射射对对人人身身心心的的影影响响等等内内容容。三、、人人机机工工程程学学研研究究内内容容1、人人的的因因素素方方面面2、机机的的因因素素方方面面3、环环境境因因素素方方面面4、人人机机系系统统的的综综合合研研究究人机机系系统统的的整整体体设设计计、、岗岗位位设设计计、、显显示示控控制制设设计计、、环环境境设设计计、、作作业业方方法法、、人人机机的的组组织织管管理理等等内容容。例如如波士士顿顿爱爱迪迪生生公公司司（（BostonEdisonCompany））的的””神神秘秘6号号””（（Mystic#6））四、、人人机机工工程程学学研研究究方方法法1、、测量量法法2、、测试试法法3、、实验验法法4、、观察察分分析析法法5、、感觉觉评评价价法法此外外还还包包括括：：调调查查研研究究法法、、计计算算机机仿仿真真法法、、图图示示模模拟拟和和模模拟拟试试验验法法等等。。借助助器器具具、、设备备而而进进行行实实际际测测量量的的人人机机学学研研究究方法法。。1、、人人体体尺尺寸寸实实测测法法；；2、、心心理理实实测测法法。。四、、人人机机工工程程学学研研究究方方法法1、、测量量法法2、、测试试法法3、、实验验法法4、、观察察分分析析法法5、、感觉觉评评价价法法此外外还还包包括括：：调调查查研研究究法法、、计计算算机机仿仿真真法法、、图图示示模模拟拟和和模模拟拟试试验验法法等等。。依据特定的研研究内容，设设计好调查表表，对典型生生产环境中的的作业者个体体或小组进行行书面或问询询调查，以及及必要的客观观测试，收集集作业者的反反应和表现。。常用的是抽抽样测试法。。四、人机工程程学研究方法法1、测量法2、测试法3、实验法4、观察分析法5、感觉评价法此外还包括：：调查研究法法、计算机仿仿真法、图示示模拟和模拟拟试验法等。。在人为设计的的环境中，测测试实验对象象的行为或反反应。各种实实验数据要经经数学手段或或计算机处理理。四、人机工程程学研究方法法1、测量法2、测试法3、实验法4、观察分析法5、感觉评价法此外还包括：：调查研究法法、计算机仿仿真法、图示示模拟和模拟拟试验法等。。通过观察、记记录被观察者者的行为表现现、活动规律律等，然后进进行分析的方方法。观察的形式取决于调调查的内容和和目的，可用用公开或秘密密的方式进行，也可借助摄摄影或录相等等手段。四、人机工程程学研究方法法1、测量法2、测试法3、实验法4、观察分析法5、感觉评价法此外还包括：：调查研究法法、计算机仿仿真法、图示示模拟和模拟拟试验法等。。运用人体的主主观感受对系系统的性质、、质量、特征征等进行判断断和评价的一一种方法。五、人机工工程学的起源源与发展经验期：创建期：成熟期：自有人类以来来，就开始存存在着人机关关系——人与工具之间间的关系。古代没有系统统的人机学，，但人类所创创造的各种器器具，从形状状的发展变化化来看，是符符合人机工程程学原理的（图1）；经过漫长的的发展阶段,工具由于人的的使用和改进进，由简单到到复杂逐步科科学化（图2）。这种实际存存在的人机关关系，称为经经验人机关系系或自发人机机关系。五、人机工工程学的起源源与发展经验期：创建期：成熟期：从1884年起，在经历历工业革命之之后，人们所所从事的劳动动在复杂程度度和负荷量上上都有了很大大变化。改革革工具以改善善劳动条件和和提高劳动效效率已经成为为一个迫切问问题。因此人们开始始了对经验人机关关系所提出问题的的研究，如进进行了肌肉疲疲劳试验、、铁锹作业试验、、砌砖作业试试验等。经验期中三大大实验经验期中三大大实验肌肉疲劳试验验铁锹作业试验砌砖作业试验验1884年，德国莫索索（A·Mosso）对人体劳动疲疲劳进行了试试验研究。对对作业的人体体通以微电流流，随着人体体疲劳程度的的变化，电流流也随之变化化。这一实验验研究为后来来的“劳动科科学”打下了了基础。经验期中三大大实验经验期中三大大实验肌肉疲劳试验验铁锹作业试验砌砖作业试验验1898年美国泰勒（F·W·Taylor）从人机学角度度出发，对铁铁锹的使用效效率进行了研研究。他用形形状相同而铲铲量分别为5kg、10kg、17kg、和30kg四种铁锹去铲铲同一堆煤，，虽然17kg和30kg的铁锹每次铲铲量大，但实实验结果表明明，铲煤量为为10kg的铁锹作业效效率最高。这这就是人机工工程学过程中中著名的“铁铁锹作业实验验”。经验期中三大大实验经验期中三大大实验肌肉疲劳试验验铁锹作业试验砌砖作业试验验1911年吉尔伯勒斯斯（F·B·Gilreth）对美国建筑工工人砌砖作业业进行了试验验研究。他用用快速摄影机机把工人的砌砌砖动作拍摄摄下来，然后后对动作进行行分析，去掉掉多余无效动动作，最终提提高了工作效效率，使工人人砌砖速度由由当时的每小小时120块提高到每小小时350块。五、人机工工程学的起源源与发展经验期：创建期：成熟期：二战期间，许许多国家大力力发展效能高高、威力大的的新式武器。。但由于忽视视了“人的的因素”而导致误操作而失败败的教训屡见见不鲜（图3）。失败的教训训使人们逐步步认识到“人的因素””在设计中是是不能忽视的的一个重要条条件，要设计好一一个高效能的的装备，不仅仅要有工程技技术知识，还还必须有生理理学、心理学学、人体测量量学、生物力力学等学科方方面的知识。。这种情况下下，人机学诞诞生。1949年莫瑞尔提出出了“Ergonomics”一词。五、人机工工程学的起源源与发展经验期：创建期：成熟期：到了20世纪60年代，欧美和和日本进入了了大规模的经经济发展时期期，这一时期期，由于科学学技术的进步步，使人机工工程学获得了了更大的发展展（图4）；同时，由于于控制论、信信息论、系统统论和人体科科学等理论的的建立，应用新理论进进行人机系统统的研究便应应运而生，从从而使人际工程学学日趋成熟。。第二节安全全人机工程学学一、安全人机机工程学的定定义安全人机学（（SafetyErgonomics）是从安全的角度度和着眼点研究人和机的的关系，运用用人机工程学学的原理和方方法去解决人人机结合面的的安全问题的的一新兴学科科。二、安全人机机工程学的研研究对象人机人机结合面人(Man)，是指活动过程中的人体体，即安全主主体。二、安全人机机工程学的研研究对象人机人机结合面机(Machine)，是广义的，，它包括劳动动工具、机器器（设备）、、劳动手段和和环境条件、、原材料、工工艺流程等所所有与人相关关的物质因素素。二、安全人机机工程学的研研究对象人机人机结合面人机结合面（（Man-MachineInterface）,就是人和机在在信息交换和和功能上接触触或互相影响响的领域（或或称“界面””）。三、

安全人机机学的研究范范围和内容研究人机系统统中人的各种种特性研究人机功能能合理分配各种人机界面面的研究作业方法与作作业负荷研究究作业空间的分分析研究事故及其预防防的研究人机系统中人人的特性是指指人的生理特特性和心理特特性。这些特特性是安全人人机工程学的的基础理论部部分，是解决决安全工程技技术问题的主主要依据。生理特性有：：人体的形态态机能，静态态及动态人体体尺度，人体体生物力学参参数，人的信信息输入、处处理、输出的的机制和能力力，人的操作作可靠性的生生理因素等。。心理特性有：：人的心理过过程与个性心心理特征，人人在劳动时的的心理状态，，安全生产的的心理因素和和事故的心理理因素分析等等。三、

安全人机机学的研究范范围和内容研究人机系统统中人的各种种特性研究人机功能能合理分配各种人机界面面的研究作业方法与作作业负荷研究究作业空间的分分析研究事故及其预防防的研究主要研究内容容有：人和机机各自的功能能特性参数，，适应能力和和发挥其功能能的条件，人人机系统人机机功能分配的的方法等。三、

安全人机机学的研究范范围和内容研究人机系统统中人的各种种特性研究人机功能能合理分配各种人机界面面的研究作业业方方法法与与作作业业负负荷荷研研究究作业业空空间间的的分分析析研研究究事故故及及其其预预防防的的研研究究人机机界界面面就就是是人人机机在在信信息息交交换换或或功功能能上上接接触触或或互互相相影影响响的的领领域域。。对控控制制类类界界面面主主要要研研究究：：机机器器显显示示装装置置与与人人的的信信息息通通道道特特性性的的匹匹配配，，机机器器操操纵纵器器与与人人体体运运动动特特性性的的匹匹配配和和显显示示器器与与操操纵纵器器性性能能的的匹匹配配等等，，从从而而针针对对不不同同的的系系统统研研究究最最优优的的显显示示—控制制方方式式。。对工工具具类类界界面面主主要要研研究究其其适适用用性性和和舒舒适适性性，，即即如如何何使使其其与与人人体体的的形形态态功功能能、、尺尺寸寸范范围围、、手手感感和和体体感感等等匹匹配配。。对环环境境类界界面面主主要要研研究究：：作业业的的物物理理、、化化学学、、生生物物和和美美学学等等环环境境对对人人的的影影响响程程度度、、阈阈值值范范围围和和控控制制手手段段。。对对特特殊殊环环境境，，还还须须研研究究人人的的生生命命保保障障系系统统等等。。三、安安全全人人机机学学的的研研究究范范围围和和内内容容研究究人人机机系系统统中中人人的的各各种种特特性性研究究人人机机功功能能合合理理分分配配各种种人人机机界界面面的的研研究究作业业方方法法与与作作业业负负荷荷研研究究作业业空空间间的的分分析析研研究究事故故及及其其预预防防的的研研究究作业业方方法法研研究究包包括括作作业业的的姿姿势势、、体体位位、、用用力力、、作作业业顺顺序序、、合合理理的的工工作作器器具具和和工工卡卡量量具具等等的的研研究究，，目目的的是是消消除除不不必必要要的的劳劳动动消消耗耗。。作作业业负负荷荷研研究究主主要要侧侧重重于于体体力力负负荷荷的的测测定定、、建建模模(用模模拟拟技技术术建建立立各各种种作作业业时时的的生生物物力力学学模模型型)分析析，，以以确确定定合合适适的的作作业业量量、、作作业业速速率率、、作作息息安安排排以以及及研研究究作作业业疲疲劳劳及及其其与与安安全全生生产产的的关关系系等等。。三、安安全全人人机机学学的的研研究究范范围围和和内内容容研究究人人机机系系统统中中人人的的各各种种特特性性研究究人人机机功功能能合合理理分分配配各种种人人机机界界面面的的研研究究作业业方方法法与与作作业业负负荷荷研研究究作业业空空间间的的分分析析研研究究事故故及及其其预预防防的的研研究究主要要研研究究为为保保证证安安全全高高效效作作业业所所需需的的空空间间范范围围。。包包括括人人的的最最佳佳视视区区、、最最佳佳作作业业域域、、最最小小的的装装配配作作业业空空间间以以及及最最低低限限度度的的安安全全防防护护范范围围等等。。三、安安全全人人机机学学的的研研究究范范围围和和内内容容研究究人人机机系系统统中中人人的的各各种种特特性性研究究人人机机功功能能合合理理分分配配各种种人人机机界界面面的的研研究究作业业方方法法与与作作业业负负荷荷研研究究作业业空空间间的的分分析析研研究究事故故及及其其预预防防的的研研究究国内内外外大量量的的统统计计表表明明，，有有近近80％的的事事故故是是由由于于人人为为失失误误发发生生的的。。因因此此，，应应研研究究产产生生事事故故的的各各种种人人的的因因素素、、人人的的操操作作失失误误分分析析与与预预防防措措施施等等。。四、安全全人人机机工工程程学学的的研研究究目目的的对人人机机系系统统建建立立合合理理的的方方案案，，更更好好地地在在人人机机之之间间合合理理地地分分配配功功能能，，使使人人和和机机有有机机结结合合，，有有效效地地发发挥挥人人的的作作用用，，最最大大限限度度地地为为人人提提供供安安全全卫卫生生和和舒舒适适，，达达到到保保障障人人的的健健康康、、舒舒适适、、愉愉快快地地活活动动，，同同时时带带来来活活动动效效率率的的提提高高。。第三三节节安全全人人机机学学与与其其他他科科学学的的关关系系可见见，，安全全人人机机工工程程学学是是一一门门综综合合性性学学科科，，它它处处于于许许多多学学科科的的边边缘缘接接合合部部上上，，既既有有人人体体科科学学与与工工程程技技术术的的交交叉叉和和渗渗透透，，又又有有社社会会科科学学与与自自然然科科学学等等学学科科的的交交叉叉和和渗渗透透。。安全全人人机机学学与与其其他他科科学学的的关关系系与工效人人机工程程学的关关系与安全心心理学的的关系与人体测测量学、、生物力力学的关关系与人体生生理学、、环境科科学的关关系与安全工工程学的的关系与工程技技术科学学的关系系安全人机机工程学学和工效效人机工工程学都都是人机机工程学学的重要要分支。。安全人机机工程学学以安全全为目标标、以工工效为条条件；工效人机机工程学学以安全全为前提提、以工工效为目目标的。。安全人机机学与其其他科学学的关系系与工效人人机工程程学的关关系与安全心心理学的的关系与人体测测量学、、生物力力学的关关系与人体生生理学、、环境科科学的关关系与安全工工程学的的关系与工程技技术科学学的关系系安全心理理学是心心理学的的应用学学科之一一，是安安全人际际工程学学的主要要理论基基础之一一。安全人机机学与其其他科学学的关系系与工效人人机工程程学的关关系与安全心心理学的的关系与人体测测量学、、生物力力学的关关系与人体生生理学、、环境科科学的关关系与安全工工程学的的关系与工程技