第四章 安全人機(jī)工程2010

1、第四章 安全人機(jī)工程,基本知識人的特性 機(jī)械的安全特性及故障診斷技術(shù) 機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng),考試內(nèi)容,了解安全人機(jī)學(xué)主要內(nèi)容、人機(jī)系統(tǒng)的類型熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)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(yīng)、人體特性參數(shù)、人的心理因素了解機(jī)械安全的特性掌握人機(jī)系統(tǒng)常見的事故及其原因熟悉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)了解機(jī)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(yù)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì) 維修性設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn)了解人機(jī)信息與能量交換系統(tǒng)模型、人的可靠性分析熟悉人機(jī)系統(tǒng)、人際功能分配、人際系統(tǒng)可靠性計(jì)算掌握人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)基本原則,第一節(jié) 安全人機(jī)工程基本知識,一、安全人機(jī)工程的概念、主要內(nèi)容及分類1.安全人機(jī)工程的定義2.主要研究內(nèi)容——了解3. 人機(jī)系統(tǒng)的類型——了解（1）機(jī)械化/半機(jī)械化

3、人機(jī)系統(tǒng) 人機(jī)共體或機(jī)為主體 機(jī)器是動力源（2）全自動化控制的人機(jī)系統(tǒng) 以機(jī)為主體,二、機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全——熟悉,1．機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全的定義,2．機(jī)械設(shè)計(jì)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(guān)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(yùn)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(qiáng)聲掩蓋被掩蔽聲音的聽閾提高的現(xiàn)象,3．人的感覺反應(yīng)——

5、熟悉（1）反應(yīng)時間,,,反應(yīng)時間 = 感覺反應(yīng)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(yùn)動器官執(zhí)行動作,（2）減少反應(yīng)時間的途徑 合理地選擇感知通道類型 適應(yīng)生理心理要求 提高反應(yīng)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(xué)參數(shù) 生物力學(xué)參數(shù),2．人體勞動強(qiáng)度參數(shù),勞動強(qiáng)度指數(shù)I分為4級： Ⅰ級（I＜15）輕勞動 Ⅱ級（I=15～20）中等強(qiáng)度勞動 Ⅲ級 （I=20～25）重強(qiáng)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(qiáng)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(jī)5．情緒與情感6．意志,第三節(jié) 機(jī)械的安全特性及故障診斷技術(shù),了解 機(jī)械安全的特性熟悉 機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)掌握 人機(jī)系統(tǒng)常見的事故及其原因,一、機(jī)械安全定義及特性1．機(jī)械安全定義2．機(jī)械安全的特性——了解 系統(tǒng)性、防護(hù)性、友善性、整體性,二、人機(jī)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(shè)備先天性潛在缺陷 設(shè)備磨損或惡化 人的不安全行為,三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù) ——熟悉1.機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型設(shè)備的狀態(tài)向量 異?；蚬收?/p>

9、信息的重要載體 故障診斷的客觀依據(jù) 進(jìn)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(shí)施步驟 基本流程 診斷文檔建立和診斷實(shí)施實(shí)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(shè)備護(hù)士 狹義故障診斷——第二階段——設(shè)備醫(yī)生,4.振動監(jiān)測與診

10、斷技術(shù)（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(biāo)準(zhǔn) 按照設(shè)備各自的情況來確定標(biāo)準(zhǔn),5.其他故障診斷技術(shù)（1）油液分析技術(shù) 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(shù)（ 4 ）表面缺陷探傷技術(shù) 磁粉探傷 滲透探傷 渦流探傷,第四節(jié) 機(jī)械的可靠性設(shè)

11、計(jì)與維修性設(shè)計(jì),1．可靠性——熟悉（1）定義（2） 可靠性度量指標(biāo)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(yù)計(jì)——熟悉（1）串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì) 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(yù)計(jì) 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(yù)計(jì),3．機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn) ——熟悉（1）確定合理的安全系數(shù)（2）貯備設(shè)計(jì)（冗余設(shè)計(jì)）（3）耐環(huán)境設(shè)計(jì)（4）簡單化和標(biāo)準(zhǔn)

13、化（5）結(jié)合部的可靠性（6）結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)（7）安全裝置齊全（8）友好人機(jī)界面設(shè)計(jì),4．維修性設(shè)計(jì)——熟悉（1）維修及維修性（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的維修性設(shè)計(jì) 可達(dá)性 標(biāo)準(zhǔn)化與互換性 維修人員的安全（3）可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)的關(guān)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(jī)系統(tǒng),一、人機(jī)信息及能量交換系統(tǒng)模型

14、——了解實(shí)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(jī)能：運(yùn)動器官——操縱控制器二、人機(jī)系統(tǒng)分析——熟悉人適機(jī)——人去適應(yīng)機(jī)器的要求 限制人的因素 教育、訓(xùn)練，發(fā)揮人的因素機(jī)宜人——機(jī)是人從事生產(chǎn)和活動的工具 滿足安全人機(jī)要求,三、人機(jī)功能分配——熟悉（1）人在人機(jī)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(jī)特性的比較（表4-2） 信息感受 信息處理和決策 操作反應(yīng) 工作能力等（3）人機(jī)功能分配原則機(jī)器：笨重、快速、持久 可靠性高、精度高、規(guī)律性、單調(diào) 高價運(yùn)算、操作復(fù)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(yīng)付不測等,四、人機(jī)系統(tǒng)可靠性計(jì)算——熟悉（一）系統(tǒng)中人的可靠度計(jì)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?xiàng)l件系數(shù)b4 環(huán)境條件系數(shù)b5,（二）人機(jī)系統(tǒng)的可靠度計(jì)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(jī),人的操作,設(shè)備,,,,5．人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)原則（4）高可