第七節(jié) 安全人機工程基本知識

　　一、定義與研究內(nèi)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(xué)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(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟運行的一門綜合性的邊緣科學(xué)。

　　(二)安全人機工程的主要研究內(nèi)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(guān)系，主要內(nèi)容包括如下4個方面：

　　(1)分析機械設(shè)備及設(shè)施在生產(chǎn)過程中存在的不安全因素，并有針對性地進(jìn)行可靠性設(shè)計、維修性設(shè)計、安全裝置設(shè)計、安全啟動和安全操作設(shè)計及安全維修設(shè)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(jìn)行合理的功能分配，以構(gòu)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(shè)計原則，據(jù)此設(shè)計出經(jīng)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(dǎo)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(chǎn)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(chǎn)。

　　(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(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，機器會拒絕執(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(zhì)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(zhuǎn)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(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器的本質(zhì)安全性、機器的冗余系統(tǒng)失靈以及人處于低負(fù)荷時應(yīng)急反應(yīng)變差等。

　　二、機械設(shè)計本質(zhì)安全

　　(一)機械設(shè)計本質(zhì)安全的定義

　　機械設(shè)計本質(zhì)安全是指機械的設(shè)計者，在設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計者應(yīng)該在設(shè)計中考慮到當(dāng)發(fā)生故障時不出危險。

　　這一類裝置包括操作限制開關(guān)，限制不應(yīng)該發(fā)生的沖擊及運動的預(yù)設(shè)制動裝置，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(dá)到安全的目的。設(shè)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(jìn)行維修等情況。

　　(四)機器的安全布置

　　在車間內(nèi)對機器進(jìn)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(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)和為操作機器而需的照明。

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

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