安全人机工程教学安全人机工程教学课件第1章 概论

2024/1/11第1页

本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是该专业的一门必修专业基础课。该课程从解决“人”与“物”之间界面关系的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培养学生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。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。一、课程的定位2024/1/11第1页

该课程从解决“人”与“物”之间界面关系的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培养学生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。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。二、课程的目标（2018版安全工程专业人才培养方案）2024/1/11第1页指标点1-3能够将相关知识和数学模型方法用于判断、推演、分析安全工程问题指标点2-3能运用基本原理，借助文献研究，分析复杂安全工程问题的影响因素，获得有效结论指标点4-2能够根据安全工程问题对象特征，选择研究路线，设计实验方案指标点4-3能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论

安全工程专业认证指标点支撑2024/1/11第1页该章课程以多媒体展示进行教学，总时长为24个学时，理论教学20学时，实验教学4学时。三、课程学时分配2024/1/11第1页1安全人机工程学概论（2学时、指标点2-3）2人体的人机学参数（4学时、指标点1-3）3人的生理和心理及生物力学特性（4学时、指标点1-3

）4安全人机功能匹配（4学时、指标点1-3

）5人机系统的安全设计（4学时、指标点4-2、指标点2-3）6人因事故分析与预防与安全人机工程学的运用实践（2学时、指标点4-2、指标点4-3）7实验教学（4学时、指标点4-3）合计24学时四、课程的基本内容理论教学实验2024/1/11第1页

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、机的不同特性及人机功能的分配原则。

3掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。

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具有人机系统安全设计的初步能力。

6具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价的能力。

最终完成：指标点1-3、指标点2-3、指标点4-2、指标点4-3

五、课程的基本要求2024/1/11第1页

第一章概论（2学时）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发展与展望2024/1/11第1页第一章

概论第一节人机工程学一、人机工程学的起源起源于欧洲形成于美国发展于日本作为一门独立学科的历史已有80余年

2024/1/11第1页二、学科名称英国莫瑞尔/西欧：Ergonomics

美国：HumanEngineering

HumanFactorsEngineering

日本：人间工学苏联：Эргономика

中国：“人体工程学”、“宜人学”、“人因工程学”、“工效学”“人类工程学”、“人机工程学”2024/1/11第1页

三、人机工程学的定义

针对这门学科，目前国内外尚无统一的定义，而且随着学科的发展，其定义也在不断地发生变化。目前主要有以下几个定义：

研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究人的工作、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。（InternationalErgonomicsAssociation）人机工程学是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的的学科。引自《中国企业管理百科全书》2024/1/11第1页四、人机工程学的研究任务

解决人与机的关系，改善机械设备发出的信号信息，使人易于识别。改善机械设备的控制装置，使人易于控制。排除不良环境对人机系统的影响。建立一个合理可行的方案使人-机-环境系统达到最优的配合，充分发挥人与机的作用，做到使整个系统安全、可靠、高效，以保证操作者在健康、舒适的环境中工作和生活。2024/1/11第1页五、人机工程学的研究内容

人的因素：人的人机学参数、生理因素、作业特征。

机的因素：显示装置、控制装置等机械设备的设计、安全防护装置。

环境因素：光环境、噪声环境、振动环境、微气候等作业环境设计。

人机系统的综合研究：人机匹配、人机界面设计、作业空间设计。2024/1/11第1页六、人机工程学的研究方法实测法（Measuremethod）实验法（Experimentmethod）分析法（Analysis）调查研究法（Survey)计算机仿真法(Simulation)感觉评价法(Sensoryinspection)图示模拟和模型试验法(model)2024/1/11第1页图1研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型

实测法：实验法：2024/1/11第1页控制面板模拟器波士顿爱迪生公司（BostonEdisonCompany）的”神秘6号”（Mystic#6）电厂的控制板MITRE开发实验法：2024/1/11第1页虚拟合作者的运动计算与仿真计算机仿真法：2024/1/11第1页计算机仿真法：2024/1/11第1页图示模拟和模型试验法：2024/1/11第1页七、人机工程学的发展简史人机工程学的形成和发展过程主要分为三个时期:经验期（二战以前）创建期（二战﹘60年代）成熟期（20世纪60年代以来）又可分为三个阶段：经验人机工程学（1884年起到二战）科学人机工程学（二次世界大战到60年代）现代人机工程学（20世纪60年代以来）

2024/1/111.经验人机工程学：三大实验（肌肉疲劳试验、铁秋作业试验、砌砖作业试验），主要特征是在人机关系上以选择和培训操作者为主，使人适应于机械设备的运行。2.科学人机工程学：新式武器和装备的功能研究，主要特征是重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。3.现代人机工程学：宇航技术的以及原子能等的广泛利用，主要特征是将人-机-环境系统作为统一的整体来研究，以创造出最适用于人操作的机械设备和作业环境。第20页2024/1/11

三个时期和阶段的对应关系：

原始人机关系（见图2）

经验人机工程学（见图3）

科学人机工程学（见图4)

创建期

现代人机工程学（见图5）→成熟期经验期三个发展时期三个发展阶段→第一节结束第21页2024/1/11第1页图

2

古埃及石刻2024/1/11第1页

图3

紫檀雕四出头官帽椅图3

我国古代的指南车2024/1/11图4

战斗机座舱及仪表位置设计不当致使飞行员误读或误操作，造成飞机失事第24页2024/1/11第1页图

5

美国亨利·德累夫斯（HenryDeryfuss）事务所的人机学实验2024/1/11第1页第二节

安全人机工程学一、安全人机工程学的定义

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。它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，将与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。

2024/1/11第1页

人(Man)，是指活动的人体即安全主体

机(Machine)，是广义的，它包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质因素。

人机结合面（Man-MachineInterface）,就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）。二、安全人机工程学的研究对象2024/1/11第1页三、安全人机工程学的任务为人机系统设计者提供系统安全性设计，诸如：人体参数与安全性设计人的生理和心理因素与安全生产作业疲劳与安全生产）安全标志和安全色在人机界面中的应用2.对已有系统进行安全人机分析和评价，查找系统中不符合安全人机设计原则和思想的地方，以提出设计改进意见。2024/1/11第1页四、

安全人机工程学的研究范围和内容

研究人机系统中人的各种特性研究人机功能合理分配各种人机界面的研究作业方法与作业负荷研究作业空间的分析研究事故及其预防的研究

2024/1/11五、安全人机工程学的研究方法：测量法测试法实验法观察分析法系统分析评价法第30页2024/1/11第1页六、安全人机工程学的研究目的

对人机系统建立合理的方案更好地在人机之间合理地分配功能，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，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动，同时带来活动效率的提高2024/1/11第1页小结本节课程讲述了两部分内容：人机工程学、安全人机工程学要求：掌握安全人机工程学的基本概念，“人机结合面”的含义；理解“人机系统”的含义；了解人机工程学的起源与发展，人机工程的命名和定义，安全人机工程学的研究范围及目的2024/1/11第1页第三节安全人机工程学

与相关学科的关系

一、与安全工程学的关系二、人机工程学的关系

三、与安全心理学的关系

四、与人体生理学及环境科学的关系

五、与人体测量学及生物力学的关系六、与其它工程技术科学的关系

2024/1/11第1页

图5

安全人机工程学与相关学科第四节安全人机工程学的发展与展望一、发展新趋势：当今，安全人机工程学顺应着互联网和通信技术的飞速发展，不断与时俱进，与传统工业化状态下的人机设计有很多不同，主要表现为：绿色人机、虚拟人机、信息化人机、数字化人机、智能化人机等。2024/1/11第35页2024/1/11二、安全人机工程学的展望随着科学技术的快速发展、社会的进步和经济的繁荣，人们对保护自身的安全健康要求日益强烈，因此，促使安全人机工程学的研究领域已不能局限于人机结