第七節(jié) 安全人機(jī)工程基本知識(shí)

　　一、定義與研究內(nèi)容

　　(一)安全人機(jī)工程的定義

　　安全人機(jī)工程是運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的理論和方法研究“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)，并使三者從安全的角度上達(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一門綜合性的邊緣科學(xué)。

　　(二)安全人機(jī)工程的主要研究內(nèi)容

　　安全人機(jī)工程在所研究的諸多因素中，主要是研究人與機(jī)器的關(guān)系，主要內(nèi)容包括如下4個(gè)方面：

　　(1)分析機(jī)械設(shè)備及設(shè)施在生產(chǎn)過程中存在的不安全因素，并有針對(duì)性地進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)、安全裝置設(shè)計(jì)、安全啟動(dòng)和安全操作設(shè)計(jì)及安全維修設(shè)計(jì)等。

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

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

　　(4)分析人機(jī)系統(tǒng)的可靠性，建立人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)原則，據(jù)此設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、合理以及可靠性高的人機(jī)系統(tǒng)。

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

　　(三)人機(jī)系統(tǒng)的類型

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

　　機(jī)械化、半機(jī)械化控制的人機(jī)系統(tǒng)，人機(jī)共體，或機(jī)為主體，系統(tǒng)的動(dòng)力源由機(jī)器提供，人在系統(tǒng)中主要充當(dāng)生產(chǎn)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(shè)置監(jiān)控裝置，如果人操作失誤，機(jī)器會(huì)拒絕執(zhí)行或提出警告，其結(jié)構(gòu)如圖4一l所示，這是現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用最多的人機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)的安全性主要取決于人機(jī)功能分配的合理性，機(jī)器的本質(zhì)安全性及人為失誤。

　　在全自動(dòng)化控制的人機(jī)系統(tǒng)中，以機(jī)為主體，機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)完全依賴于閉環(huán)系統(tǒng)的機(jī)器自身的控制，人只是一個(gè)監(jiān)視者和管理者，監(jiān)視自動(dòng)化機(jī)器的工作。只有在自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，人才進(jìn)行干預(yù)，采取相應(yīng)的措施。其結(jié)構(gòu)框圖如圖4—2所示。系統(tǒng)的安全性主要取決于機(jī)器的本質(zhì)安全性、機(jī)器的冗余系統(tǒng)失靈以及人處于低負(fù)荷時(shí)應(yīng)急反應(yīng)變差等。

　　二、機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全

　　(一)機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全的定義

　　機(jī)械設(shè)計(jì)本質(zhì)安全是指機(jī)械的設(shè)計(jì)者，在設(shè)計(jì)階段采取措施來消除安全隱患的一種機(jī)械安全方法。包括在設(shè)計(jì)中排除危險(xiǎn)部件，減少或避免在危險(xiǎn)區(qū)處理工作需求，提供自動(dòng)反饋設(shè)備并使運(yùn)動(dòng)的部件處于密封狀態(tài)之中等。

　　(二)機(jī)械失效安全

　　機(jī)械設(shè)計(jì)者應(yīng)該在設(shè)計(jì)中考慮到當(dāng)發(fā)生故障時(shí)不出危險(xiǎn)。

　　這一類裝置包括操作限制開關(guān)，限制不應(yīng)該發(fā)生的沖擊及運(yùn)動(dòng)的預(yù)設(shè)制動(dòng)裝置，設(shè)置把手和預(yù)防下落的裝置，失效安全的限電開關(guān)等。

　　(三)機(jī)械部件的定位安全

　　把機(jī)械的部件安置到不可能觸及的地點(diǎn)，通過定位達(dá)到安全的目的。設(shè)計(jì)者必須考慮到人在正常情況下不會(huì)觸及到部件，而在某些情況下可能會(huì)接觸到，例如登著梯子對(duì)機(jī)械進(jìn)行維修等情況。

　　(四)機(jī)器的安全布置

　　在車間內(nèi)對(duì)機(jī)器進(jìn)行合理的安全布局，可以使事故明顯減少，布局時(shí)要考慮如下因素：

　　(1)空間：便于操作、管理、維護(hù)、調(diào)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(jī)器而需的照明。

　　(3)管、線布置：不要妨礙在機(jī)器附近的安全出入，避免磕絆，有足夠的上部空間。保證維修時(shí)人員的出入安全。

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