第四章 安全人机工程。

　　一、大纲要求

　　了解安全人机学及主要内容、人机系统的类型，这里面主要是要了解一个定义，四个内容，两种类型；熟悉机械设计本质安全要求，主要是注意失效安全、定位安全；了解人的感官与器官、视觉损伤、疲劳、听觉特性，这里面重点了解危害；熟悉人的感觉反应、人体特性参数、人的心理因素，包括劳动强度参数；了解机械安全的特性；掌握人机系统常见的事故及其原因；熟悉机械设备故障诊断技术，这里面重点在常见事故及原因；了解机械失效的三个阶段和维修度、有效度、平均无故障工作时间；熟悉可靠性、故障率，以及可靠性预计、人机界面设计、维修性设计、机械设备结构可靠性设计要点，重点在可靠性上面；了解人机信息与能量交换系统模型、人的可靠性分析；熟悉人机系统、人机功能分配、人机系统可靠性计算；掌握人机系统可靠性设计原则，重点在可靠性计算以及设计原则。

　　先看定义：安全人机工程是运用人机工程学的理论和方法研究“人-机-环境”系统，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济运行的一门综合性的边缘科学。这里面注意几个地方：安全人机工程主要研究人-机-环境系统，追求的是整体上的最优匹配；

　　安全人机工程的主要研究内容包括4个方面：

　　1.第一个方面是针对机的：分析机械设备及设施在生产过程中存在的不安全因素，并有针对性地进行可靠性设计、维修性设计、安全装置设计、安全启动和安全操作设计及安全维修设计等。

　　2.第一个方面是针对人和机的：研究人的生理和心理特性，分析研究人和机器各自的功能特点，进行合理的功能分配，以构成不同类型的最佳人机系统。

　　3.第三个方面式研究人机交互：研究人与机器相互接触、相互联系的人机界面中信息传递的安全问题。

　　4.最后是分析人机系统的可靠性，建立人机系统可靠性设计原则，据此设计出经济、合理以及可靠性高的人机系统。

　　注意人机的地位，人始终起着核心和主导作用，机器起着安全可靠的保证作用。于是就可以得出一个结论，解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化，让工业机器人代替人的部分危险操作，从根本上将人从危险作业环境中彻底解脱出来。

　　人机系统主要有两类，一类为机械化、半机械化控制的人机系统；一类为全自动化控制的人机系统。

　　所谓机械化、半机械化控制的人机系统，人机共体，或机为主体，系统的动力源由机器提供，人在系统中主要充当生产过程的操作者与控制者，控制器主要由人来操作。在控制系统中设置监控装置，如果人操作失误，机器会拒绝执行或提出警告，这是目前应用最多的人机系统。系统的安全性主要取决于三个方面：人机功能分配的合理性，机器的本质安全性及人为失误。

　　在全自动化控制的人机系统中，以机为主体，注意不是人机共体，机器的正常运转完全依赖于闭环系统的机器自身的控制，人的作用只是一个监视者和管理者，监视自动化机器的工作。只有在自动控制系统出现差错时，人才进行干预，采取相应的措施。系统的安全性主要取决于机器的本质安全性（这一点和半自动一样）、机器的冗余系统失灵以及人处于低负荷时应急反应变差等。

　　机械设计本质安全是指机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除安全隐患的一种机械安全方法。包括在设计中排除危险部件，减少或避免在危险区处理工作需求，提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。

　　先看本质安全一个重要的方面：失效安全，机械设计者应该在设计中考虑到当发生故障时不出危险。注意，失效安全的定义并不作特殊要求，但书上的例子需要特别注意，那些是失效安全：操作限制开关，限制不应该发生的冲击及运动的预设制动装置，设置把手和预防下落的装置，失效安全的限电开关等。

　　另一个重要的方面：机械部件的定位安全，把机械的部件安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全的目的。设计者必须考虑到人在正常情况下不会触及到部件，而在某些情况下可能会接触到。同样需要注意例子：登着梯子对机械进行维修就是定位安全。

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