第四章 安全人機工程2010

1、第四章 安全人機工程,基本知識人的特性 機械的安全特性及故障診斷技術 機械的可靠性設計與維修性設計人機系統(tǒng),考試內(nèi)容,了解安全人機學主要內(nèi)容、人機系統(tǒng)的類型熟悉機械設計本質(zhì)安全要求了解人的感官與器官、視覺損傷、疲勞、聽覺特性熟悉人的感覺反應、人體特性參數(shù)、人的心理因素了解機械安全的特性掌握人機系統(tǒng)常見的事故及其原因熟悉機械設備故障診斷技術了解機械失效三個階段 維修度、

2、有效度、平均無故障工作時間熟悉可靠性、故障率、可靠性預計、人機界面設計 維修性設計、機械設備結構可靠性設計要點了解人機信息與能量交換系統(tǒng)模型、人的可靠性分析熟悉人機系統(tǒng)、人際功能分配、人際系統(tǒng)可靠性計算掌握人機系統(tǒng)可靠性設計基本原則,第一節(jié) 安全人機工程基本知識,一、安全人機工程的概念、主要內(nèi)容及分類1.安全人機工程的定義2.主要研究內(nèi)容——了解3. 人機系統(tǒng)的類型——了解（1）機械化/半機械化

3、人機系統(tǒng) 人機共體或機為主體 機器是動力源（2）全自動化控制的人機系統(tǒng) 以機為主體,二、機械設計本質(zhì)安全——熟悉,1．機械設計本質(zhì)安全的定義,2．機械設計本質(zhì)安全要求 （1）失效安全 （2）定位安全 （3）安全布置 空間 照明 管線布置,第二節(jié)

4、人的特性 一、人的生理因素與安全的關系——了解 人的感覺與感覺器官,1．視覺（1）常見視覺現(xiàn)象（2）視覺損傷與視覺疲勞 視覺損傷 視覺疲勞（3）視覺的運動規(guī)律,（1）聽覺特性 絕對閾限 辨別閾限辨別聲音的方向和距離,2．聽覺,（2）聽覺的掩蔽 弱聲被強聲掩蓋被掩蔽聲音的聽閾提高的現(xiàn)象,3．人的感覺反應——

5、熟悉（1）反應時間,,,反應時間 = 感覺反應時間 + 開始動作所用時間,人從外界獲得信息 ↓　大腦加工分析　　　↓　　發(fā)出指令　　　↓運動器官執(zhí)行動作,（2）減少反應時間的途徑 合理地選擇感知通道類型 適應生理心理要求 提高反應速度,（二）人體的特性參數(shù)——熟悉1．人體特性參數(shù) 靜態(tài)參數(shù)（基本尺度） 動態(tài)參數(shù) 生理

6、學參數(shù) 生物力學參數(shù),2．人體勞動強度參數(shù),勞動強度指數(shù)I分為4級： Ⅰ級（I＜15）輕勞動 Ⅱ級（I=15～20）中等強度勞動 Ⅲ級 （I=20～25）重強度勞動 Ⅳ 級（I＞25）“很重”體力勞動,能量代謝率耗氧量心率勞動強度指數(shù),二、人的心理因素——熟悉 發(fā)生事故約占70％～75

7、％或更多1．能力（1）感覺、知覺和觀察力（2）注意（3）記憶（4）思維（5）操作能力2．性格3．氣質(zhì)4．需要與動機5．情緒與情感6．意志,第三節(jié) 機械的安全特性及故障診斷技術,了解 機械安全的特性熟悉 機械設備故障診斷技術掌握 人機系統(tǒng)常見的事故及其原因,一、機械安全定義及特性1．機械安全定義2．機械安全的特性——了解 系統(tǒng)性、防護性、友善性、整體性,二、人機系統(tǒng)常見

8、的事故及其原因 ——掌握（1）常見的事故 1）卷入和擠壓 2）碰撞和撞擊 3）接觸傷害 （2）事故原因 設備先天性潛在缺陷 設備磨損或惡化 人的不安全行為,三、機械設備故障診斷技術 ——熟悉1.機械狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型設備的狀態(tài)向量 異常或故障

9、信息的重要載體 故障診斷的客觀依據(jù) 進行診斷的先決條件常用手段 傳感器、其他檢測手段2.故障診斷的基本流程及實施步驟 基本流程 診斷文檔建立和診斷實施實施步驟（1）信號檢測 （2）特征提?。?）狀態(tài)識別 （4）診斷決策,3.故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測廣義故障診斷——故障診斷與監(jiān)測 狀態(tài)監(jiān)測——第一階段——設備護士 狹義故障診斷——第二階段——設備醫(yī)生,4.振動監(jiān)測與診

10、斷技術（1）振動定義及分類（2）振動信號的檢測與分析（3）振動診斷中的故障判別標準 按照設備各自的情況來確定標準,5.其他故障診斷技術（1）油液分析技術 光譜油液分析 鐵譜油液分析（ 2 ）溫度檢測及紅外線監(jiān)測（ 3 ）超聲探傷技術（ 4 ）表面缺陷探傷技術 磁粉探傷 滲透探傷 渦流探傷,第四節(jié) 機械的可靠性設

11、計與維修性設計,1．可靠性——熟悉（1）定義（2） 可靠性度量指標1）可靠度 2）故障率（失效率）——熟悉 3）產(chǎn)品壽命曲線3個階段——了解 早期故障期 偶發(fā)故障期 磨損故障期4）平均壽命——了解 （平均無故障工作時間） 5）維修度 6）有效度（廣義可靠度） ——了解,2．系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性預計——熟悉（1）串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預計 所有單元均正常系統(tǒng)才正?！?/p>

12、鏈條拉車 1）單元數(shù)↑，可靠性↓ 各單元本身可靠性↓，系統(tǒng)可靠性↓ 2）系統(tǒng)可靠性總是小于可靠度最低單元的可靠性 壽命取決于該單元的壽命 （2）并聯(lián)系統(tǒng)（繩索模型）的可靠性預計 只要有一個單元正常，系統(tǒng)就正常工作（3）串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預計,3．機械設備結構可靠性設計要點 ——熟悉（1）確定合理的安全系數(shù)（2）貯備設計（冗余設計）（3）耐環(huán)境設計（4）簡單化和標準

13、化（5）結合部的可靠性（6）結構安全設計（7）安全裝置齊全（8）友好人機界面設計,4．維修性設計——熟悉（1）維修及維修性（2）產(chǎn)品結構的維修性設計 可達性 標準化與互換性 維修人員的安全（3）可靠性設計與維修性設計的關系 可靠性：從產(chǎn)品的工作性能出發(fā) 維修性：從維修的角度考慮,第五節(jié) 人機系統(tǒng),一、人機信息及能量交換系統(tǒng)模型

14、——了解實質(zhì)：信息及能量的傳遞和交換的閉環(huán)系統(tǒng) 感受信息：感覺器官——顯示裝置 判斷決策：大腦中樞——綜合分析 執(zhí)行機能：運動器官——操縱控制器二、人機系統(tǒng)分析——熟悉人適機——人去適應機器的要求 限制人的因素 教育、訓練，發(fā)揮人的因素機宜人——機是人從事生產(chǎn)和活動的工具 滿足安全人機要求,三、人機功能分配——熟悉（1）人在人機系

15、統(tǒng)中的主要功能 傳感功能 信息處理功能 操縱功能（2）人機特性的比較（表4-2） 信息感受 信息處理和決策 操作反應 工作能力等（3）人機功能分配原則機器：笨重、快速、持久 可靠性高、精度高、規(guī)律性、單調(diào) 高價運算、操作復雜 環(huán)境條件差、危險性大 人：研究、創(chuàng)造、決策、指令、程序的編排

16、 檢查、維修、故障處理、應付不測等,四、人機系統(tǒng)可靠性計算——熟悉（一）系統(tǒng)中人的可靠度計算1.人的基本可靠度,,輸入可靠度,r = a1 a2 a3,,判斷可靠度,,輸出可靠度,人的作業(yè)方式1）連續(xù)作業(yè)2）間歇性作業(yè),2.人的作業(yè)可靠度RHRH = 1－ b1·b2·b3·b4·b5 （1-r）,作業(yè)基本不可靠度 或基本失效概率,可靠度的系數(shù) 作業(yè)時間系數(shù)b

17、1 操作頻率系數(shù)b2 危險度系數(shù)b3 生理心理條件系數(shù)b4 環(huán)境條件系數(shù)b5,（二）人機系統(tǒng)的可靠度計算串聯(lián)系統(tǒng),采用并聯(lián)方法來提高常用并聯(lián)方法 并行工作冗余法 后備冗余法（故障）,RS ＝ RH · RM,人-機,人的操作,設備,,,,5．人機系統(tǒng)可靠性設計基本原則——掌握（1）系統(tǒng)的整體可靠性原則（2）高可靠性組成單元要素原則（3）具有安全系數(shù)的設計原則（4）高可