人機工程學(xué)：一門專門研究人與系統(tǒng)其他元素之間相互作用的技術(shù)科學(xué)。它起源與歐洲，形成與美國，發(fā)展與日本，壯大與中國。安全人機工程學(xué)：是從安全的角度和著眼點出發(fā)，運用人機工程學(xué)的原理和方法去解決系統(tǒng)中人機結(jié)合面的安全問題的一門新興學(xué)科。安全人機工程學(xué)的主要研究目的：對上述的綜合體建立合理的方案，更好地在人機之間合理的分配功能，使人和機的有機結(jié)合，有效地發(fā)揮人的作用，最大限度地為人提供安全衛(wèi)生和舒適的環(huán)境，同時帶來活動效率的提高。安全人機工程學(xué)的任務(wù)：是為人機系統(tǒng)設(shè)計者提供系統(tǒng)安全性設(shè)計，特別是確保人員安全的、方法、準(zhǔn)則和數(shù)據(jù)。安全人機工程學(xué)研究的科學(xué)對象：（人）（機）（人機結(jié)合面）。安全人機工程學(xué)研究方法主要有：（調(diào)查法）（實驗法）（模擬法）。安全人機工程學(xué)的研究內(nèi)容：1） 研究人機系統(tǒng)中人的各種特性2） 研究人機功能分配3） 研究各類人機界面4） 研究工作場所和作業(yè)環(huán)境5） 研究安全裝置6） 研究人員選拔問題7） 研究人機系統(tǒng)的可靠性8） 研究人機系統(tǒng)總體安全性設(shè)計準(zhǔn)則和方法以及安全性評價體系和方法人體測量：涉及的是一個特定的群體而非個人，選擇樣本必須考慮有代表性的群體，測量結(jié)果要經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計處理，以反映該群體的形態(tài)特征與差異程度。通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，從而為各種安全設(shè)計，工業(yè)設(shè)計和工程設(shè)計提供人體測量數(shù)據(jù)。矢狀面：通過鉛錘軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱為矢狀面。冠狀面：通過鉛錘軸和橫軸的平面及其平行的所有面，將人體分為前，后兩部分。正中矢狀面：在矢狀面中，把通過人體正中線的矢狀面，將人體分成左，右對稱兩部分。眼耳平面：通過左、右耳屏點及右眼眶下點的水平面。人體尺寸測量的主要儀器：人體測高儀、人體測量用直角規(guī)、人體測量用彎角規(guī)、人體測量用三腳平行規(guī)、坐高椅，量足儀，角度計，軟卷尺以及醫(yī)用磅秤。主要統(tǒng)計函數(shù)：5%的人群身材尺寸小于此值，95%大于，第50百分位數(shù)表示大于和小于此人群身材尺寸的各為 50%。Xa=X+kS（a=5%，k=-1.645。a=95%，k=1.645）耗氧量：人體為了維持生理活動，必須通過氧化能源物質(zhì)獲得能量。體內(nèi)單位時間所需要的氧氣量叫需氧量。攝氧量：單位時間內(nèi)，人體通過循環(huán)、呼吸系統(tǒng)所攝入的氧氣量稱為攝氧量。氧債與勞動負(fù)荷：勞動開始時，由于人體呼吸、循環(huán)機能跟不上需氧量，致使肌肉在缺氧的狀態(tài)下活動，這種供氧量與需氧量的差值，稱為氧債。人體體積計算：V=1.015W-4.937。人體表面積；S=0.0061H+0.0124W—0.0099人體測量的數(shù)據(jù)處理步驟：（1）將人體測量數(shù)據(jù)分類分組（2）劃出頻數(shù)范圍分布，作直方圖與概率計算（3）確定假定平均數(shù)（4）計算離均差（5）計算并列表人體測量數(shù)據(jù)的運用準(zhǔn)則：（1）最大最小準(zhǔn)則（2）可調(diào)性原則（3）平均原則（4）使用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)則（5）地域性準(zhǔn)則感覺：人腦對直接作用于感覺器官（眼耳鼻舌身）的客觀事物的個別屬性的反映。知覺：人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物的整體反映。嗅覺鼻揮發(fā)和飛散的物質(zhì)味覺舌被唾液溶解的物質(zhì)皮膚感覺皮膚及皮下組織物理或化學(xué)物質(zhì)對皮膚的作用深部感覺肌體神經(jīng)及關(guān)節(jié)物質(zhì)對機體的作用平衡感覺前庭器官運動和位置變化刺激的三要素：刺激的強度、作用的時間和強度一時間變化率。視覺的三要素：視覺對象，可見光和視覺器官。視野：指當(dāng)頭部和眼球固定不動時所能看到的正前方空間范圍，或稱靜視野，常以角度表示。白色視野最大，黃、藍次之，再其次為紅色，綠色視野最小。視距：指人在操作系統(tǒng)中正常的視覺距離。最精細(xì)的工作視距離12~25cm。視覺運動規(guī)律：1） 眼睛沿水平方向運動比鉛垂直方向運動運動快而且不易疲勞；一般先看到水平方向的物體后看到垂直方向的物體。2） 視線的變化習(xí)慣從左到右，從上到下和順時針方向運動3） 人眼對水平方向尺寸和比例的估計比垂直方向尺寸和比例的估計要準(zhǔn)確得多4） 當(dāng)眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等的情況下，人眼對左上限的觀察最優(yōu)，依次為右上限，左下限，右下限最差。5） 兩眼的運動總是協(xié)調(diào)的、同步的，在正常情況下不可能一只眼睛不動。在操作中一般不需要一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物。因而通常以雙眼視野為設(shè)計依據(jù)。6） 人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易接受7） 顏色對比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。當(dāng)人們從遠(yuǎn)處辨認(rèn)前方的多種不同顏色時，易于辨認(rèn)的順序紅、綠、黃、白。兩種顏色搭配易于辨認(rèn)：黃底黑字，黑底白字，藍底白字，白底黑字。人耳的可聽范圍：青少年16~20000Hz，一般人20~20000Hz。25歲后開始對15000Hz以上的頻率靈感度顯著降低，對于小于1000Hz的低頻范圍，聽覺靈敏度幾乎不受年齡影響掩蔽作用：一個聲音被另一個聲音所掩蓋的現(xiàn)象，成為掩蔽。一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應(yīng)，成為掩蔽效應(yīng)。人的反應(yīng)時間：人從接收外界刺激到作出反應(yīng)的時間。影響反應(yīng)時間的主要因素：感覺通道不同，運動器官，刺激性質(zhì)，執(zhí)行器官不同，刺激數(shù)目，顏色的配合，年齡，訓(xùn)練。供氧不足會引起嚴(yán)重的后果，缺氧3~4分鐘會引起腦細(xì)胞的不可修復(fù)的損傷；缺氧15分鐘比較敏感的人會昏迷。影響人的信息處理能力的因素1） 人的神經(jīng)活動規(guī)律2） 動機與積極性3） 學(xué)習(xí)和訓(xùn)練4） 疲勞將使作業(yè)的信息處理能力降低、反應(yīng)時間增加，判斷錯誤增多5） 人的個體差異也影響信息處理能力，這方面主要指人的精神意志力，精神機能平衡性，性格適應(yīng)性和社會適應(yīng)性等。6） 年齡、性別、經(jīng)驗、季節(jié)等也會人的作業(yè)能力和信息處理能力。7） 人體的信息傳遞效率即平常所說的反應(yīng)快慢，影響人的信息處理能力。8） 人的大腦所處的意識水平人的哪些心理特征對安全產(chǎn)生影響：（1）注意（2）情緒與情感（3）意志（4）態(tài)度（5）性格（6）能力（7）氣質(zhì)（8）需要和動機（9）非理智行為注意：是心理活動對一定對象的指向性和集中，對象可以是外部世界的事物和現(xiàn)象，也可以是內(nèi)向體驗。情緒、情感是人對客觀事物的一種特殊反應(yīng)形式。情緒情感為三種因素制約（環(huán)境影響）（生理狀態(tài)）（認(rèn)識過程），其中認(rèn)識過程起關(guān)鍵作用。情緒狀態(tài)可分為（心境）（激情）（應(yīng)激）在實際工作中表現(xiàn)出來的（急躁情緒）和（煩躁情緒）對安全生產(chǎn)具有顯著影響。態(tài)度：是個人對他人、對事物較持久的肯定或否定的內(nèi)在反應(yīng)傾向。態(tài)度受三種因素的影響（知識或信息）（需要）（團體的規(guī)定或期望）性格：是人們在對待客觀事物的態(tài)度和社會行為的方式中，區(qū)別于他人所表現(xiàn)出的那些比較穩(wěn)定的心理特征的總和。非理智行為而發(fā)生違章操作心理因素表現(xiàn)以下方面（1）僥幸心理（2）省能心理（3）逆反心理（4）湊興心理（5）從眾心理（6）精神文明顏色視覺有3種特性，即（明度）、（色調(diào)）和（飽和度）。表示顏色視覺第二個特性的物理學(xué)概念是主波長，與主波長相對的心理學(xué)概念是色調(diào)。700nm光的色調(diào)是紅光，510nm是綠光。色調(diào)調(diào)節(jié)在作業(yè)場所中的應(yīng)用1） 工廠各區(qū)域以及設(shè)備和環(huán)境色彩的明度盡可能保持協(xié)調(diào)一致，以保證分辨力和避免色彩明暗變化大而引起的亮適應(yīng)或暗適應(yīng)反應(yīng)。2） 光源色對物體色會產(chǎn)生影響3） 工件色彩與工作面色彩應(yīng)形成對比，色彩與設(shè)備的功能相適應(yīng)，操作裝置的配色要突出重點，危險與示警部位的配色要醒目4） 機械設(shè)備一般較重，體積大占用空間大，為減輕壓抑感用無刺激的中性色彩，特別巨大用無光澤淺色系，帶底座的上部淺色系下部相對較深的顏色。5） 工作車間不要色調(diào)單一。熱加工車間選用冷色調(diào)，機加工車間選用暖色調(diào)6） 在視覺狹窄的建筑物內(nèi)，加入適當(dāng)裝飾色，既可以活躍氣氛，又可以增加視覺層次，和諧建筑物有限空間約束。操縱力：是指操作者在操作時為達到操作目的所付出的一定量的力。肌力：肢體的力量來自于肌肉收縮，肌肉收縮時產(chǎn)生的力稱為肌力。影響人體作用力的因素：（1）體重（2）體位（3）個體因素坐姿操縱力：1）左手力量小于右手2）手臂處于側(cè)面下方時，推拉力都較弱，但其向上和向下的力比較大3）拉力略大于推力4）向下的力略大于向上的力5）向內(nèi)的力大于向外的力一般青年男子右手平均瞬時的最大握力550N，左手421N當(dāng)手做左右方向運動時，推理大于拉力，最大推力392N。人的無條件反應(yīng)時間為0.1~0.15s，聽覺反應(yīng)為0.1~0.2s，手指叩擊速度1.5~5次/s，判斷時間為1~5s。疲勞定義：就是在人體發(fā)生可以概括為失去功能或打亂功能的變化，也就是發(fā)生機能變化、物質(zhì)變化、自覺疲勞和效率變化的現(xiàn)象。半自動化人機系統(tǒng)最容易導(dǎo)致疲勞。疲勞產(chǎn)生的機理：（1） 疲勞物質(zhì)累積機理（2） 力源耗竭機理（3） 中樞變化機理與生化變化機理（4） 局部血流阻斷機影響疲勞程度的因素：生理性疲勞除了與勞動方式、速度、強度和持續(xù)時間、身心活動簡單的因素有關(guān)外，還與照明、氣候、溫度、濕度等工作環(huán)境因素有關(guān)。疲勞產(chǎn)生的原因：（1）作業(yè)強度與持續(xù)時間（2）作業(yè)速度（3）作業(yè)態(tài)度（4）作業(yè)時刻（5）不良的作業(yè)環(huán)境（6）影響疲勞的具體因素如何減少和改善作業(yè)人員的疲勞：（1）工間休息是減輕體力勞動者疲勞的行之有效的方法（2）堅持正常的作息時間，安排好合理的休息時間（3）體育鍛煉有助于緩解腦力疲勞（4）改善工作環(huán)境條件（5）注意休息人機系統(tǒng)的類型：（1） 按有無反饋分類：開環(huán)人機系統(tǒng)和閉環(huán)人機系統(tǒng)（2） 按系統(tǒng)自動化程度分類：人工操作人機系統(tǒng)、半自動化人機系統(tǒng)和自動化人機系統(tǒng)（3） 按人機結(jié)合方式分類：人機串聯(lián)系統(tǒng)、人機并聯(lián)系統(tǒng)和人與機串并混聯(lián)系統(tǒng)人機系統(tǒng)為滿足人類的需要，必須具備四大功能：（信息接受）（信息儲存）（信息處理）和（執(zhí)行）。人的主要功能：第一種功能一傳感器，二信息處理器，三操縱器機的主要功能：（1）接受信息（2）儲存信息（3）處理信息（4）執(zhí)行功能人機功能分配：對人和機的特性進行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當(dāng)?shù)姆峙浣o人或機。人機功能分配的一般原則：笨重的、快速的、精細(xì)的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運算的、支付大功率的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測人不能識別的物理信號的作業(yè)應(yīng)分配給機器承擔(dān)；而指令和程序的安排，圖形的辨認(rèn)或多種信息輸入時，機器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計、創(chuàng)造、故障處理及應(yīng)付突發(fā)事件等工作，則由人承擔(dān)。人機功能分配應(yīng)注意的問題：為達到人機系統(tǒng)的安全衛(wèi)生、高效、舒適，在進行人機功能分配注意以下幾個問題：1） 信息由機器的顯示器傳入到人，選擇適宜的信息通道，避免信息通道過載而失誤。同時，顯示器的設(shè)計應(yīng)符合安全人機工程原則。2） 信息從人的運動器官傳遞給機器，應(yīng)考慮人的權(quán)限能力和操作范圍，控制器設(shè)計要安全、高效、可靠、靈敏3） 充分考慮人和機的各自優(yōu)勢4） 使人機結(jié)合面的信息通道數(shù)和傳遞效率不超過人的能力，以及機適合大多數(shù)人的應(yīng)用。5） 一定考慮到機器發(fā)生故障的可能性，以及簡單排除故障的方法和使用的工具6） 要考慮到小概率事件的處理，有些偶然性事件如果對系統(tǒng)無明顯影響，可以不必考慮，但有的事件一旦發(fā)生就會造成功能的破壞，對這種事件就要事先安排監(jiān)督和控制方法。人機界面：是人和機器進行信息傳遞、人對機器進行控制的界面，它包括顯示器、控制器以及報警系統(tǒng)等，是將人和機械系統(tǒng)聯(lián)系為一個整體的紐帶。人機系統(tǒng)的安全設(shè)計主要包括人機界面的安全設(shè)計、作業(yè)環(huán)境設(shè)計、安全防護裝置設(shè)計以及人機系統(tǒng)的安全可靠性設(shè)計。顯示器設(shè)計的基本原則：（1）明顯度高（2）可見度高（3）可讀性好（4）闡明力強（5）簡單明了（6）確保安全（7）使視力有缺陷者也不會誤認(rèn)（8）顯示器的顯示方式和操作者的思維過程應(yīng)當(dāng)和諧一致?？潭缺P最佳視角2.5~5度。人眼直接讀識刻度時，刻度最下尺寸不應(yīng)小于0.6~1mm刻度線寬度取決于刻度的大小，當(dāng)刻度線寬度為刻度的10%左右時，讀數(shù)誤差最小指針式儀表的色匹配：墨綠色和淡黃色儀表表面分別配上白色和黑色的刻度時，其誤讀率最小。而黑色和灰黃色儀表面分別配上白色刻度線時，其誤讀率最大。常用的10種信號燈編碼顏色不易混淆次序為：黃、紫、橙、淺藍、紅、淺黃、綠、紫紅、藍、黃粉。但單個信號燈情況下，以藍綠色最為清晰。音響和報警裝置的類型：蜂鳴器，鈴，焦笛和汽笛，報警器?？刂破浞诸悾ò垂δ埽?） 開關(guān)控制器2）轉(zhuǎn)換控制裝置3）調(diào)整控制裝置4）緊急停車控制裝置控制器設(shè)計的一般要求1） 控制其設(shè)計要適應(yīng)人體運動的特征，考慮操作著的人體尺寸和體力2）控制器操作方向應(yīng)與預(yù)期的功能方向和機器設(shè)備的控制方向一致3）控制器要利于辨認(rèn)和記憶設(shè)計控制器時應(yīng)考慮的因素：1）控制信息的反饋2）控制器的運動3）控制器上手或腳的使用部位的尺寸和結(jié)構(gòu)編碼（控制器編碼）：1）形狀2）大小3）位置4）操作方法編碼5）色彩6）文字符號編碼正確選擇控制裝置的類型對于安全生產(chǎn)，選擇原則1）快速而精確的操作主要采用手控或手指控制裝置;用力的操作則采用手臂及下肢控制。2）手控裝置應(yīng)安排在肘、肩高度之間容易接觸到的距離處，并容易看到3）手指控制裝置之間的間距可為15mm，手控裝置之間的間距為50mm4）手動按鈕、鈕子開關(guān)或旋鈕開關(guān)適用于用力下、移動幅度不大及高精度的階梯式或連續(xù)式調(diào)節(jié)5）長臂杠桿、曲柄、手輪及踏板則適合于用力大、移動幅度大和低精確度的操作安全防護裝置是指配置在機械設(shè)備上能防止危險因素引起人身傷害，保障人身和設(shè)備安全的所有裝置。色彩調(diào)節(jié)及應(yīng)用：1）工作房間的色彩調(diào)節(jié)2）機器設(shè)備和工作面的色彩調(diào)節(jié)3）安全標(biāo)志和技術(shù)標(biāo)志的色彩作用。該標(biāo)準(zhǔn)紅（禁止停止）藍（指令必須遵守的規(guī)定）黃（警告注意）綠（提示安全狀態(tài)通行）4種顏色為安全色安全防護裝置的作用：（1） 防止機械設(shè)備因超限運行而發(fā)生事故。（2） 通過自動檢測與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)排除故障或中斷危險。（3） 防止因人為的誤操作而引發(fā)的事故。（4） 防止操作者誤入危險區(qū)而發(fā)生的事故。安全防護裝置的設(shè)計原則：（1） 以保護人身安全為出發(fā)點進行設(shè)計的原則（2） 安全防護裝置必須安全可靠的原則（3） 安全防護裝置與機械裝置配套設(shè)計的原則（4） 簡單、經(jīng)濟、方便的原則（5） 自組織的設(shè)計原則可靠性的定義：指研究對象在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力?？煽啃远榷攘恐笜?biāo)：是指對系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠程度做出定量表示。故障率：指工作到t時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率。產(chǎn)品的失效過程可分為3個階段（早期故障率）（偶發(fā)故障率）和（磨損故障率）。影響人的可靠性因素：（1）生理因素（2）心理因素（3）管理因素（4）環(huán)境因素（5）個人因素（6）社會因素（7）操作因素提高人機系統(tǒng)安全可靠性途徑：（1）合理進行人機功能分配，建立高效可靠的人機系統(tǒng)（2）減少人因失誤工作空間：人與機器配合完成生產(chǎn)任務(wù)是在一定的作業(yè)空間進行的。人們在從事某項作業(yè)時，為完成該項工作，人體所必須的活動范圍或空間。受限作業(yè)空間：進出開口有局限性，非預(yù)定作業(yè)者連續(xù)停留的作業(yè)空間就是受限作業(yè)空間。工作空間設(shè)計的一般原則：操作高度應(yīng)適合于操作者的身體尺寸及工作類型座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖，生理特點。為身體的活動提供足夠的空間操作裝置設(shè)置在機體功能易達或可及的空間范圍內(nèi)，顯示裝置按功能重要性和使用頻度依次布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和人的作業(yè)要求,首先應(yīng)總體考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的布局,避免在某個局部的空間范圍內(nèi)的機器、設(shè)備過于密集，勞動負(fù)荷過大，然后再進行各局部之間的協(xié)調(diào)工作空間設(shè)計要著眼于人，落實于設(shè)備。在應(yīng)用有關(guān)人體測量數(shù)據(jù)設(shè)計作業(yè)空間時，必須保證至少在90%的操作者中具有舒適性、兼容性、操作性和可達性。在人體尺寸或最大可及范圍的選取時，應(yīng)采用第99百分位上男女二者中較大的數(shù)值作為最小安全距離的設(shè)計依據(jù)；采用第一百分位上男女二者中較小的數(shù)值作為最大安全空隙的設(shè)計依據(jù)。安全距離設(shè)計：1)機械防護安全距離設(shè)計2)人體與帶電導(dǎo)體的安全距離采光與照明照明要求：控制室應(yīng)盡量采用自然采光，其自然采光標(biāo)準(zhǔn)一般為3%。為此，控制室的窗口面積與其他面積之比維持在1：2.5左右,同時為避免陽光直射入室，則要求控制室的建筑南北朝向為好。人與機的優(yōu)缺點比較人在復(fù)雜感受能力，信息處理能力，智力綜合判斷