安全人机工程学第一章概论

安全人机工程安全人机工程作业20%考勤10%考试70%点名教材：张力，廖克兵.安全人机工程学.中国劳动社会保障出版社.2007,8安全人机工程案例1案例一：切草机-切手机？？？安全人机工程安全人机工程案例21994年中国西北航空TU154西安空难。执行航班:WH2303航班西安——广州；机上人员:机组14人,旅客146人；伤亡情况:全部遇难；直接原因是地面维修人员在更换故障部件时，相互错插插头，导致飞机操纵性异常。安全人机工程课程内容

安全人机工程学是从安全的角度研究人与机的关系,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。安全人机工程课程定位本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是本专业的一门必修专业基础课。安全人机工程课程目标

通过本课程的学习，使学生能掌握《安全人机工程学》的基本概念和基本理论，深刻领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力，具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。安全人机工程目录第一章概论第二章人体的人机学参数第三章人的生理和心理及人体生物力学特征第四章人机功能匹配第五章显示器设计第六章控制器设计第七章作业环境设计第八章工作台椅与工具设计第九章作业姿势与作业空间设计第十章作业岗位与空间设计第十一章事故控制与安全设计第十二章人机系统总体设计第十三章安全人机工程的实践与应用第十四章人机工程发展趋势第一章概论安全人机工程本章主要内容第一节人机工程学1第二节安全人机工程学234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安全人机工程第一节人机工程学一、人机工程学的定义学科名称：该学科在美国称为人类工程学(HumanEngineering)或人类因素工程学(HumanFactorsEngineering)，西欧多称为工效学，日本称为人间工学在我国名称尚未统一，除常用的人机工程学和人机工程设计外，还有人体工程学、人类工程学、人类工效学、工效学、工程心理学等。安全人机工程第一节人机工程学一、人机工程学的定义国际工效学学会（IEA）的定义人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。国内学者一般认为人机工程学是运用生理学、心理学、生物力学和其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的环境条件，从而提高工效的一门科学。安全人机工程一、人机工程学的定义我国（辞海）对人机工程学的定义人机工程学是一门新兴的边缘学科。是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能，心理以及力学等问题研究的学科。用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。安全人机工程第一节人机工程学从上述本学科的命名和定义来看，尽管学科名称多样，定义存在不同程度的分歧，但是本学科的研究对象、研究方法、理论体系等方面并不存在根本上的区别。这正是人机工程学作为一门独立学科存在的理由，同时也充分体现了学科边界模糊、内容综合性强、涉及面广等特点。安全人机工程第一节人机工程学二、人机工程学研究的目的、内容和方法人机工程学的研究目的设计机器和设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时，必须考虑人的各种因素－生理的和心理的及人体测量参数、生物力学的需要与可能；要使人操作简便、省力、快速而准确；要使人的工作条件和工作环境安全卫生和舒适；最终目的是为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。安全人机工程第一节人机工程学人机工程学的研究内容人的因素方面主要包括人体生理、心理、人体测量及生物力学。机的因素方面主要包括显示器和控制器等物的设计安全人机工程人机工程学的研究内容环境因素方面主要包括采光、照明、尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素。人机系统的综合研究包括人机系统的整体设计；岗位设计、显示器设计、控制器设计、环境设计、作业方法及人机系统的组织管理等。安全人机工程第一节人机工程学人机工程学研究的研究方法客观性原则指在研究工作中坚持实事求是的科学态度，要根据客观事物的本来面目去反映其固有的本质和规律性。系统性原则要将研究对象放在系统中进行认识和研究。研究方法的基本原则安全人机工程第一节人机工程学研究方法实测法－人体尺寸实测法、心理实测法实验法—人们对开关、色彩的反应等分析法—轨迹摄像调查研究法计算机仿真法图示模拟与模型实验法感觉评价法安全人机工程第一节人机工程学安全人机工程第一节人机工程学计算机辅助驾驶座椅设计评价安全人机工程第一节人机工程学安全人机工程第一节人机工程学人机工程学研究的应用领域机具类机械：机器、运输机械、家用电器等。器具：用具、工具、办公用品等。设备与设施：工厂、学校、城市设施等。被服：被褥、服装、帽等。作业类作业条件及方法，生产作业、体力作业、智力作业、危险作业以及训练、运动等活动。安全人机工程人机工程学研究的应用领域环境类工厂、车间、控制室、办公室、住宅及公共场所等场地的空间与环境因素。人体本身的主要研究领域包括人体信息处理系统、脑电波与大脑意识水平、疲劳与恢复、人体节律特征及人的生理与心理活动的变化等。安全人机工程第一节人机工程学三、人机工程学的发展简史1.人机工程学的发生与发展1原始人机关系2经验人机关系3人机工程学安全人机工程第一节人机工程学（1）原始人机关系原始人机工程－人类开始利用工具。

自人类社会形成以来，人类的生活就离不开器具，也就有了人和器具的最原始的人机关系。在古代虽然没有系统的人机学研究方法，但人类所创造的各种器具，从形状的发展变化来看，是符合人机工程学原理的：旧石器时代所创造的石刀、石斧等狩猎工具，大部分是直线形状；新石器时代，人类所创造的锄头、铲刀以及石磨等工具的形状，就逐步变得更适合人使用了；青铜器时代以后，人类新创造的工具更是大大向前发展了。安全人机工程第一节人机工程学（1）原始人机关系在古埃及的石碑雕刻里就有一些器皿的造型，从它们的造型可以很清楚地看出古埃及人在日常生活、工作中已经开始考虑人机关系了。

安全人机工程第一节人机工程学（2）经验人机工程学肌肉疲劳试验

1884年，德国学者莫索（A·Mosso）对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作业的人体通以微电流，随着人体疲劳程度的变化，电流也随之变化，这样用不同的电信号来反映人的疲劳程度。这一试验研究为以后的“劳动科学”打下了基础。安全人机工程（2）经验人机工程学铁锹作业试验

1898年美国学者泰勒（F·W·Taylor）从人机学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做了许多实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著名的“铁锹作业实验”。安全人机工程（2）经验人机工程学砌砖作业试验

1911年吉尔伯勒斯（F·B·Gilreth）对美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时的每小时120块提高到每小时350块。安全人机工程第一节人机工程学（3）人机工程学人机协调重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人，侧重于工作效率的提高。安全人机工程第一节人机工程学2.人机工程学在世界各国的发展概况人机工程学起源于欧洲，形成于美国，发展于日本。中国起步较晚，但发展很快。主要分三个时期：初期、创建期、成熟期安全人机工程初期机械设计着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的优选上，在人机关系上以选择和培训操作为主，使人适应机器。安全人机工程创建期

第二次世界大战期间起。新式武器和装备的功能研究。本时期发展特点：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。安全人机工程成熟期

20世纪60年代起。现代人机工程学发展有三个特点：1．着眼于机械装备的设计，使机器的操作不超越人类能力界限。2．与实际应用相结合，通过严密计划规定的广泛的实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的机械装备设计。

3．力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切合作。安全人机工程第二节安全人机工程学一、安全人机工程学的定义定义：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，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。安全人机工程第二节安全人机工程学二、安全人机工程学研究的科学对象三要素：人－机－人机结合面人（Man）－安全的主体。机（Machine）－广义包括劳动工具、手段、机械设备、原材料、工艺流程、环境条件，所有与人相关的物质因素。人机结合面（Manmachineinterface）－人机结合面是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域，不仅指人与机器的硬接触也包括人与机的软接触，包括点、线、面的直接接触，远距离的信息传递与控制的作用空间。安全人机工程第二节安全人机工程学人际关系示意图物质性能作业方式安全条件生理特性心理特性生物力学人机人机结合面安全人机工程第二节安全人机工程学安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究的，其研究对象是人、机、和人机结合面三个安全因素。其目的：研究以保证工作效率为必要条件和以追求实现人的安全为目标，研究实现这一要求所需要的人机学理论、方法、手段和采取安全设备工程或其他工程措施的依据。安全人机工程第二节安全人机工程学三、安全人机工程学研究的内容其除了人机工程学所研究的内容外，还研究安全人机工程的学科体系、人机结合面的安全标准依据、人机系统的安全设计等问题。四、安全人机工程学的研究方法其基础研究方法与人机工程学的研究方法基本相同，但其是从适合人的角度和着眼点侧重于研究人机结合面。五、安全人机工程学的研究目的对综合体建立合理的方案，更好地在人机之间合理的分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快的活动的目的，同时提高活动效率。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系BECDA工效人机工程学安全心理学人体测量学及生物力学其他工程技术科学安全工程学安全人机工程学安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系一、与工效人机工程学的关系安全人机工程学：从安全的角度和人机工程学中的安全为着眼点，侧重于人体的安全卫生，立足于人机结合面，最大限度的保障人的安全健康，在舒适愉快的前提下，保证工作效率。工效人机工程学：从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足于设备的效率，在最大限度发挥设备效应以提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系一、与工效人机工程学的关系结论：两者互为条件，目标不同、侧重点不同：前者以安全为目标，以工效为条件，后者以安全为前提，以工效为目标。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系二、与安全心理学的关系安全心理学是心理学的应用学科之一。是安全人机工程学的主要理论基础之一。安全人机工程学是安全心理学的延伸和扩展。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系三、与人体测量学及生物力学的关系人体测量学是根据人体的静态和动态尺寸的测量资料，为人机系统的设备设计和工作空间布置提供科学依据，是安全人机系统设计的科学依据之一。人体生物力学是侧重研究人体这个生物系统运动规律的学科。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系四、与安全工程学的关系即“安全人机工程学”在安全工程专业中的地位和作用。安全人机工程学是安全工程学的重要分支学科，是人机工程学的一个应用学科，并且是一个跨门类、多学科的交叉学科，与众多学科密切相关，属于自然科学与社会科学共同研究的综合课题。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系四、与安全工程学的关系安全工程学体系构成：安全管理工程学－是实现安全工程学的的组织手段；安全设备工程学－是实现安全工程学的物质条件；安全系统工程学－是实现整个安全工程学内在联系的方法论；安全人机工程学－是实现安全工程学的科学依据和最活跃的人的作用因素。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系安全工程学科体系图安全管理工程学安全系统工程学安全设备工程学安全人机工程学图中双向箭头表示，二者彼此相互渗透、相互联系、相互制约与互补关系。安全人机工程第三节安全人机工程学与相关学科的关系五、与人体生理学及环境科学的关系生理学、卫生学、医学及环境科学研究人体各方面的机理、机能和效率，以及各种环境对人体的实际影响。这些均是安全人机工程学的基础依据。另外安全人机工程学常常需要从人体生理过程、引起职业病原因和人体解剖学原理等方面进行分析。安全人机工程学还经常运用它们的研究成果来提高人机结合面的质量，以便创造良好的工作环境和保证人体正常的生理、心理活动，从而达到保障人的身心安全和保证人机系统的工作效率目的。安全人机工程六、与其他工程技术科学的关系工程技术科学是研究工程技术设计的具体内容和方法，而安全人机工程学所要研究的不是这些设计中的具体技术问题，而是工程设计应满足何种条件方能适合于人的使用和避免危害的问题，并从这个角度出发，向设计人员提供必要的安全参数和要求，从而制订安全卫生标准，使工程设计更加合理，更适合人的生理和心理以及生物力学的要求。所以，安全人机工程学作为一门新兴学科，与许多邻近学科既有密切的联系，又有它独特的理论体系、研究方法和具体内容。