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安全工程師教材講義：安全人機工程基本知識

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安全工程師教材講義：安全人機工程基本知識

　　第七節(jié) 安全人機工程基本知識

　　一、定義與研究內容

　　(一)安全人機工程的定義

　　安全人機工程是運用人機工程學的理論和方法研究“人—機—環(huán)境”系統(tǒng)，并使三者從安全的角度上達到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經濟運行的一門綜合性的邊緣科學。

　　(二)安全人機工程的主要研究內容

　　安全人機工程在所研究的諸多因素中，主要是研究人與機器的關系，主要內容包括如下4個方面：

　　(1)分析機械設備及設施在生產過程中存在的不安全因素，并有針對性地進行可靠性設計、維修性設計、安全裝置設計、安全啟動和安全操作設計及安全維修設計等。

　　(2)研究人的生理和心理特性，分析研究人和機器各自的功能特點，進行合理的功能分配，以構成不同類型的最佳人機系統(tǒng)。

　　(3)研究人與機器相互接觸、相互聯(lián)系的人機界面中信息傳遞的安全問題。

　　(4)分析人機系統(tǒng)的可靠性，建立人機系統(tǒng)可靠性設計原則，據(jù)此設計出經濟、合理以及可靠性高的人機系統(tǒng)。

　　在人機系統(tǒng)中人始終起著核心和主導作用，機器起著安全可靠的保證作用。解決安全問題的根本是實現(xiàn)生產過程的機械化和自動化，讓工業(yè)機器人代替人的部分危險操作，從根本上將人從危險作業(yè)環(huán)境中徹底解脫出來，實現(xiàn)安全生產。

　　(三)人機系統(tǒng)的類型

　　人機系統(tǒng)主要有兩類，一類為機械化、半機械化控制的人機系統(tǒng);一類為全自動化控制的人機系統(tǒng)。

　　機械化、半機械化控制的人機系統(tǒng)，人機共體，或機為主體，系統(tǒng)的動力源由機器提供，人在系統(tǒng)中主要充當生產過程的操作者與控制者，即控制器主要由人來操作。在控制系統(tǒng)中設置監(jiān)控裝置，如果人操作失誤，機器會拒絕執(zhí)行或提出警告，其結構如圖4一l所示，這是現(xiàn)代生產中應用最多的人機系統(tǒng)。系統(tǒng)的安全性主要取決于人機功能分配的合理性，機器的本質安全性及人為失誤。

　　在全自動化控制的人機系統(tǒng)中，以機為主體，機器的正常運轉完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的機器自身的控制，人只是一個監(jiān)視者和管理者，監(jiān)視自動化機器的工作。只有在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)差錯時，人才進行干預，采取相應的措施。其結構框圖如圖4—2所示。系統(tǒng)的安全性主要取決于機器的本質安全性、機器的冗余系統(tǒng)失靈以及人處于低負荷時應急反應變差等。

　　二、機械設計本質安全

　　(一)機械設計本質安全的定義

　　機械設計本質安全是指機械的設計者，在設計階段采取措施來消除安全隱患的一種機械安全方法。包括在設計中排除危險部件，減少或避免在危險區(qū)處理工作需求，提供自動反饋設備并使運動的.部件處于密封狀態(tài)之中等。

　　(二)機械失效安全

　　機械設計者應該在設計中考慮到當發(fā)生故障時不出危險。

　　這一類裝置包括操作限制開關，限制不應該發(fā)生的沖擊及運動的預設制動裝置，設置把手和預防下落的裝置，失效安全的限電開關等。

　　(三)機械部件的定位安全

　　把機械的部件安置到不可能觸及的地點，通過定位達到安全的目的。設計者必須考慮到人在正常情況下不會觸及到部件，而在某些情況下可能會接觸到，例如登著梯子對機械進行維修等情況。

　　(四)機器的安全布置

　　在車間內對機器進行合理的安全布局，可以使事故明顯減少，布局時要考慮如下因素：

　　(1)空間：便于操作、管理、維護、調試和清潔。

　　(2)照明：包括工作場所的通用照明(自然光及人工照明，但要防止炫目)和為操作機器而需的照明。