安全人机工程学 安全人机工程实践与运用课件

第七章安全人机工程的实践与运用安全人机工程的实践与运用安全人机主讲人：主讲人：李李奇奇职职称称：讲讲师师第七章安全人机工程的实践与运用安全人机主讲人：李奇1主要内容第一节 工作空间工作空间设计设计 第二节 主要内容第一节工作空间设计22024/6/16第第3页页第一节第一节工作空间工作空间设计设计v人与机器结合完成生产任务是在一定的作业空间进行的。人们在从事某项作业时，为完成该项工作，人体所必须的活动范围或空间，称为工作空间，亦称作业空间，它包括人的操作活动范围和机器设备中的显示器和控制器所及范围。2023/8/9第3页第一节工作空间设计人3o作业空间设计：o从大的范围来讲，是指按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器、设备、工具进行合理的空间布局，给人、物等确定最佳的流通路线和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。o从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，以保证作业者安全、舒适、高效工作。作业空间设计：42024/6/16第第5页页一、有关概念p1、关于作业空间n（1）近身作业空间。指作业者在某一固定工作岗位时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿下，其所能完成作业的空间范围。（作业范围、作业活动空间、安全防护空间）n（2）个体作业场所。指操作者周围与作业有关的、设备因素在内的作业区域，简称作业场所。n（3）总体作业空间。多个相互联系的个体作业场所布置在一起构成总体作业空间。n（4）受限作业空间。进出开口有局限性，非预定作业者连续停留的作业空间就是受限作业空间。2023/8/9第5页一、有关概念52024/6/16第第6页页p2 2、关于作业姿势、关于作业姿势n坐姿坐姿-坐着的作业姿势常指身躯伸直或稍向前倾10o15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前倾斜着地，身体处于舒适的体位。n立姿立姿-通常指人站立时上体前屈角小于30o时所保持的姿势（前屈角大于30o为前屈姿势）。n坐立交替姿势坐立交替姿势n卧姿卧姿n蹲姿蹲姿 2023/8/9第6页2、关于作业姿势62024/6/16第第7页页l坐姿作业的特点坐姿作业的特点人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。下列作业宜采用坐姿作业。持续时间较长的静态作业。此时需要支持身体的力较小，腿上消耗的能量和负荷较小，血液循环畅通，可以减少疲劳和人体能量的消耗。精密度要求高而又要求仔细的作业。因坐姿情况下，当设备振动或移动时，人体具有较大的稳定度和较好的平衡度。需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制的作业。坐姿时，双脚容易移动，且可借助座椅支撑对脚控制器施以较大力量。2023/8/9第7页坐姿作业的特点72024/6/16第第8页页l立姿作业的特点立姿作业的特点以下作业选用立姿作业优于坐姿作业：（1）需要经常改变体位的作业。站着频繁的起坐消耗能最少些；（2）常用的控制器分布在较远区域、需要手足有较大运动幅度的作业。因站姿时作业者可以走动，可以看见或使用坐姿作业者够不到的部件；（3）需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大，易于操作大操纵杆。此外，立姿作业时，还有作业者可变换位置，减少疲劳和厌烦；可利用平展的工作面而无需任何容膝空间等重要优点。立姿作业的缺点在于：不易进行精确而细致的工作；不易转换操作；立姿时肌肉要作出更多的功以支持体重，故易引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易引起下肢静脉曲张等等。2023/8/9第8页立姿作业的特点82024/6/16第第9页页l坐坐立姿交替作业的特点立姿交替作业的特点为了克服坐姿、立姿作业的缺点，在工作岗位上经常采用坐立姿交替作业的方式。这种作此方式的优点在于，能使作业者在工作中变换体位，从而避免由于身体长时间处于一种体位而引起的肌肉疲劳。例如，长时间的单调的坐姿作业会引起心理性疲劳，改成立姿适当走动，有助于维持工作能力，而长时间的立姿作业会产生肌肉疲劳，坐下来就可以得到消除。因此，坐立姿交替作业能吸收各自的长处，弥补各方面的短处，应尽可能用坐立姿交替作业方式，代替单纯的立姿作业方式。2023/8/9第9页坐立姿交替作业的特点92024/6/16第第10页页l选择人体姿势和体位应该考虑下列各点工作场地的大小、照明条件与视觉；体力负荷的大小及用力方向；工作场所各种物质（包括必需的工具、加工材料等）的安放位置；控作台或工作台的台面高度，有无合适的容膝空间；作业时起坐的频率等。2023/8/9第10页选择人体姿势和体位应该考虑下102024/6/16第第11页页l应该尽量尽量避免避免的的姿姿势 站着不站着不动的姿的姿势（特（特别对女性）；女性）；长期或期或经常重复地弯腰（指脊背弯曲角超常重复地弯腰（指脊背弯曲角超过1515）；）；躯干扭曲并躯干扭曲并倾斜的姿斜的姿势或半坐姿或半坐姿势；经常重复地常重复地单腿支撑的姿腿支撑的姿势；手臂手臂长时间向前伸直或伸开等。向前伸直或伸开等。2023/8/9第11页应该尽量避免的姿势112024/6/16第第12页页二、工作空间人体尺寸二、工作空间人体尺寸o工作空间人体尺寸（GB/T13547-1992）给出的3组、17项与工作空间有关的中国成年人人体尺寸的数据，在工作空间的设计时需要遵循n（1）工作空间立姿人体尺寸GB/T13547-1992给出了6项n（2）工作空间坐姿人体尺寸GB/T13547-1992给出了5项n（3）工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸GB/T13547-1992给出了6项2023/8/9第12页二、工作空间人体尺寸工作122024/6/16第第13页页三、工作空间的设计三、工作空间的设计o1 1、工作空间设计的一般原则、工作空间设计的一般原则n（1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。n（2）座位调节到适合于人的解剖、生理特点。n（3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活动提供足够的空间。n（4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范围内，显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效视区内。n（5）把手和手柄适合于手功能的解剖学特性。2023/8/9第13页三、工作空间的设计1、工作132024/6/16第第14页页o工作空间设计应遵守的安全人机工程学原则n（1）根据生产任务和人的作业要求，总体考虑现场布局，避免在某个局部的空间范围内机器、设备、工具和人员过于密集，造成空间劳动负荷过大，然后再进行各局部之间的协调。n（2）工作空间设计要着眼于人、落实于设备。2023/8/9第14页工作空间设计应遵守的安全人机142024/6/16第第15页页o1、不同作业姿势下的活动空间布局设计n（1）坐姿作业空间布局设计坐姿作业空间主要包括工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局等，其设计用人体参量和选用原则如表1所示。2023/8/9第15页1、不同作业姿势下的活动空间15表表1 1 坐姿作业空间设计参数（毫米）坐姿作业空间设计参数（毫米）符号符号人体测量项目人体测量项目男男女女男女男女混合混合男子百分位数男子百分位数女子百分位数女子百分位数第第5第第50第第95第第5第第50第第95B坐姿身高坐姿身高958901958858908958809855901D坐姿眼高坐姿眼高749695695749793847695739783F坐姿肩高坐姿肩高557518518557598641518556594G胸厚胸厚245239245186212245170199239H坐姿肘间宽坐姿肘间宽371348348371422489348404478I坐姿大腿厚坐姿大腿厚151151151112130151113130151J前壁前展长前壁前展长323292292323351378292318345K上肢前展长上肢前展长612554554612664716554602653M坐姿肘高坐姿肘高298284298228263298215251284N坐姿窝高坐姿窝高448405448383413448342382405表1坐姿作业空间设计参数（毫米）符号人体测量项目男女162024/6/16第第17页页1）坐姿工作面的设计v坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定v图71给出了坐姿作业时，作业性质对工作面高度的要求。v图72给出了工作面高度与身高和作业活动性质的关系v工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘靠之用，最小宽度为100mm，最佳宽度为200mm；仅当写字面用，最小宽度为305mm，最佳宽度为405mm；作办公桌用，最佳宽度为910mm；作试验台用，视需要而定。为保证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过50mm。2023/8/9第17页1）坐姿工作面的设计172024/6/16第第18页页图图7-1 7-1 坐姿工作面高度 2023/8/9第18页图7-1坐姿工作面高度182024/6/16第第19页页va的台面高度为88020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离为120-250毫米，能区分直径小于0.5毫米的零件。适合对视力强度、手臂活动的精度和灵巧性要求都很高的作业，如钟表组装；vb的台面高度为84020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离为250-350毫米，能区分直径小于l毫米的零件，适合对视力强度要求较高的工作，如微型机械和仪表的组装，精确复制和画图等；vc的台面高度为74020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离小于500毫米，能区分直径小于10毫米的零件，适合于一般的作业要求，如一般的钳工工作、坐着的办公工作等；vd的台面高度为68020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离大于500毫米，适合于精度要求不高、需要较大力气才能完成的手工作业，如包装、大零件安装、打字机上打字等。2023/8/9第19页a的台面高度为88020192024/6/16第第20页页图7-2 工作台和座位高度与工作性质和人身高的关系 2023/8/9第20页图7-2工作台和座位高度与202024/6/16第第21页页2）容膝空间v在设计坐姿用工作台时，必须根据脚可达到区在工作台下部布置容膝空间，以保证作业者在作业过程中，腿脚能有方便的姿势。v腿脚的七种姿势（两腿伸直，脚在右角上，腿在座位下弯曲，一只脚在前、一只脚在后，两腿交叉，两脚交叉，脚放在脚控制器上）和最小最佳的容膝空间尺寸。2023/8/9第21页2）容膝空间212024/6/16第第22页页符号符号尺度部位尺度部位尺寸尺寸最小最小最大最大a容膝孔宽度容膝孔宽度5101000b容膝孔高度容膝孔高度640680c容膝孔深度容膝孔深度460660d大腿空隙大腿空隙200240e容腿孔深度容腿孔深度6601000容膝空间容膝空间 容膝空间尺寸容膝空间尺寸 （毫米（毫米）2023/8/9第22页符号尺度部位尺寸最小最大a容222024/6/16第第23页页3）椅面高度及活动余隙 工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的几何尺寸，还包括了人体活动需要改变座椅位置等余隙要求。椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第95百分位数值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）调整。一般椅面高度比工作面高度低270-290毫米时，上半身操作姿势最方便。因此，椅面高度宜取42020毫米。座椅放置的深度距离（工作台边缘至固定壁面的距离），至少应在810毫米以上，以便容易向右移动椅子，方便作业者的起立与坐下等活动。工作座椅的扶手至侧面固定臂面的距离最小为610毫米，以利作业者自由伸展胳膊等。2023/8/9第23页3）椅面高度及活动余隙232024/6/16第第24页页4）坐姿作业范围v坐姿作业的水平面作业范围的设计如图74（a）所示。2023/8/9第24页4）坐姿作业范围242024/6/16第第25页页o坐姿作业的垂直面作业范围的设计如图74（b）所示。2023/8/9第25页坐姿作业的垂直面作业范围的设252024/6/16第第26页页v由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空间作业范围的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操作。见图75A v例如，当坐姿作业是小件组装，要把8个部件装配起来，则作业者面前至少需有250250平方毫米的操作面积。供料箱应分布在作业者前方大于250毫米处（即装配区的周围）和工作场所中心左方或右方410毫米之内，并且不得高于工作面500毫米（最好在工作面上方250毫米处，以减轻肩部肌肉疲劳）。经常取用的物件应置于操作面之前150300毫米之内，使作业者无需向前弯曲身体就能拿到。大而重的物件需靠近场地前面，允许作业者有时（每小时几次）到场外取物。2023/8/9第26页由水平面作业范围和垂直面作业262024/6/16第第27页页图图7 75 5 坐姿与立姿空间作业范围坐姿与立姿空间作业范围 2023/8/9第27页图75坐姿与立姿空间作272024/6/16第第28页页n（2 2）立姿作业空间布局设计）立姿作业空间布局设计立姿作业空间主要包括工作台、作业范围和工作活动余隙等的尺寸和布局。其设计用人体参量和选用原则如下表所示。2023/8/9第28页（2）立姿作业空间布局设计282024/6/16第第29页页符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第5第50第95第5第50第95A身高177516591775158316781775148415701659C眼高148613711371147415681664137114541541E肩高128111951195138113671455119512711350G胸厚245239245186212245170199239H肘间宽371348348371422489348404478J前壁前展长323292292323351378292313345K上肢前展长612554554612664716554602653L肘高109610231096954102410968999601023 立姿作业空间设计参数 2023/8/9第29页符号人体测量项目男女男女男子292024/6/16第第30页页对上表的说明：（1）j.k为推算值，其余为实测值。（2）差鞋时的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。（3）身体放松站立修正值：身高、眼高等减19mm。（4）着装时的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加20mm。2023/8/9第30页对上表的说明：302024/6/16第第31页页1）立姿工作面的高度 v立姿工作面的高度不仅跟身高有关，还与作业时施力的大小，视力要求和操作范围等很多因素有关。v在考虑不同身高的工作者对工作面高度的要求时，虽然可以设计出高度可调的工作台，但事实上，可以通过调整脚垫的高度来调整作业者的身高和肘高。v因此，立姿工作面高度应按身高和肘高的第95百分位数设计。对男女共用的工作面高度按男性的数值设计。v图75B及图1按男性身高的第95百分数给出了立姿情况下不同作业性质对工作面高度的要求。2023/8/9第31页1）立姿工作面的高度312024/6/16第第32页页 图图75B75B立姿工作面高度（立姿工作面高度（mmmm）2023/8/9第32页图75B立姿工作面高度（322024/6/16第第33页页 a的台面高度为10501150毫米，适用于精密工作，靠肘支承的工作（如书写、画图等）；b的台面高度为1130毫米，虎口钳固定在工作台上的高度；c的台面高度为9501000毫米，适用于要求灵巧的工作，轻手工工作（如包装、安装等）；d的台面高度为800950毫米，适用于要求用劲大的工作（如刨床，重的钳工工作等）。2023/8/9第33页a的台面高度为105332024/6/16第第34页页2）立姿工作活动余隙立姿作业时，人的活动性比较大。为了保证作业者操作自由、动作舒展，必须使站立位置有一定的活动余隙。有条件时，可以适当大些，场地较小时，应按有关人体参量的第95百分位数加上着冬季防寒服时的修正值进行设计，一般应满足以下要求：站立用空间（作业者身前工作台边缘至身后墙壁之间的距离），不得小于760毫米，最好能达到910毫米以上；身体通过的宽度（身体左右两侧间距），不得小于510毫米，最好能保证在810毫米以上；身体通过的深度（在局部位置侧身通过的前后间距），不得小于330毫米，最好能满足380毫米；2023/8/9第34页2）立姿工作活动余隙342024/6/16第第35页页行走空间宽度（供双脚行走的凹进或凸出的平整地面宽度），不得小于305毫米，一般须在380毫米以上；容膝容足空间。立姿作业虽不需要，但提供了容膝容足空间，可以使作业者站在工作台前能够曲膝和向前伸脚。一方面站着舒适，另一方面使身体可能靠近工作台，扩大上肢在工作台上的可及深度。容膝空间最好有200毫米以上，容足空间最好达到150150毫米以上；过头顶余隙（地面至顶板的距离）。一些岗位的过头顶余隙就是楼层的高台，但许多大型设备常在机器旁建立比较矮小的操纵控制室，空间尺寸十分有限。如果过共顶余隙过小，心理上就产生压迫感，影响作业的耐久性和正确性。过头顶余隙最小应大于2030毫米，最好在2100毫米以上，在此高度下不应有任何构件通过。2023/8/9第35页行走空间宽度（供双脚行走的凹352024/6/16第第36页页3）临时座位立姿工作易疲劳，条件允许时，应提供临时座位供作业者工间短时休息。临时座位不应影响立姿作业自由走动和操作。图5-6分别是摇动旋转式和回跳式临时座位。2023/8/9第36页3）临时座位362024/6/16第第37页页2023/8/9第37页372024/6/16第第38页页4）立姿作业范围v立姿作业的水平面作业范围与坐姿时相同，垂直面作业范围的设计如图图5757所示 v图5-8给出了立姿作业时最大和最佳的作业范围。2023/8/9第38页4）立姿作业范围382024/6/16第第39页页2023/8/9第39页392024/6/16第第40页页 图图77 77 立姿作业范围（立姿作业范围（mmmm）2023/8/9第40页图77立姿作业范围（m402024/6/16第第41页页n（3 3）坐）坐立姿作业空间布局设计立姿作业空间布局设计坐-立姿作业空间设计用人体参量与选用原则，是在设计立姿作业空间的人体测量项目参数的基础上，增加了坐姿腘窝高n和大腿厚i这两个坐姿作业的设计参数，其布局设计方法如图所示。坐-立姿交替作业的工作面高度及水平面和垂直面的最大作业范围和舒适作业范围，均与单独采用立姿作业的设计结果相同。但坐-立姿交替作业的工作座椅的坐面高与坐姿作业时的坐面高是不同的。它是由立姿时的工作面高度减去工作台面板厚度和大腿厚度i的第95百分位数所确定的。2023/8/9第41页（3）坐立姿作业空间布局设412024/6/16第第42页页坐-立姿交替作业垂直面布局设计 2023/8/9第42页坐-立姿交替作业垂直面布局设422024/6/16第第43页页椅子可以移动，以便在立姿操作时可将它移开；椅子高度可调，以适应不同身高者的需要；坐姿作业时应提供脚踏板（脚垫），否则，会因工作座椅坐面过高，人的双脚下垂，造成座面前缘压迫大腿，使血液循环受阻。踏板中心位置高度应为座面高度减去坐姿腘窝高n的第95百分位数，以保证容膝空间适应90%以上的人群众。若踏板高度可调，可调范围取20-230毫米。2023/8/9第43页椅子可以移动，以便在立姿操432024/6/16第第44页页n（4）其它姿势的作业空间v在工厂里，除了在固定工作岗位上通过操纵机器直接生产制造产品之外，还有大量的工人则是从事机器设备安装维修工作。当进入设备和管路布置区域或进入设备和容器的内部时，由于空间的限制，作业人员往往既不能坐着作业，也不能站着作业，而只能采取蹲姿、跪姿和卧姿等。因此，必须在设备的设计和布局时就事先留出以其它可以预见到的姿势，进行作业的所需空间。具体包括二个方面，一是到达各检修点的可达性问题；二是在各检修点的可操作性问题。2023/8/9第44页（4）其它姿势的作业空间442024/6/16第第45页页1）检修通道的布局与最小尺寸v解决可达性问题，就是根据可能的通行姿势设计合理的检修通道。检修通道应针对一切可能的检修项目，采用最容易使所需的零部件、人的身体、工具等顺利通过的形状。在确定具体尺寸时，应考虑人体携带零部件和工具的方式所需的工作余隙，还应考虑操作人员在通道内的视觉要求。否则遇到紧急检修时，人、工具和更换的零部件进不去，就得拆除或破坏其它的设施，造成更大的减产、停产。2023/8/9第45页1）检修通道的布局与最小尺452024/6/16第第46页页o一般情况下，设置一个大的检修通道，比设置两个或更多个小的检修通道要好，检修通道应位于正常安装时易于接近的设备表面或直接进入最便于维修的地方。同时应处于远离高压或危险转动部件的安全区。否则应采取有效的安全措施，以防作业人员进出时受到伤害。表72是人体形态尺寸对各种通行方式的最小空间尺寸要求。2023/8/9第46页一般情况下，设置一个大的检修462024/6/16第第47页页序号序号通行方式通行方式尺尺度度尺尺寸寸最最小小最最好好着防寒服着防寒服1单人正面通过单人正面通过宽宽高高5601600610186081019102双人并行通过双人并行通过宽宽高高1220160013701860153019103双人侧身通过双人侧身通过宽宽高高7601600910186091019104方形垂直入口方形垂直入口边长边长边长边长4591595605608108105圆形垂直入口圆形垂直入口直径直径5606106矩形水平入口矩形水平入口宽宽高高5353806105108108107圆形爬行管道圆形爬行管道直径直径6357608108方形爬行管道方形爬行管道边长边长边长边长635635760760810810表72最小通道尺寸 2023/8/9第47页序号通行方式尺度尺寸最472024/6/16第第48页页2）其它姿势最小作业空间尺寸安装与维修机器设备时，若检修点的作业空间过小，人的肢体施展不开，就会以不合理的方式用力而损伤肌肉骨骼组织。或者会因把持不住工具、零部件等而造成物体失落，既影响工作效率，又容易砸伤人体。全身进入的各种姿势所需的最小作业空间尺寸，应根据有关人体测量项目的第95百分位数进行设计，具体尺寸如图79和表73所示。2023/8/9第48页2）其它姿势最小作业空间尺482024/6/16第第49页页2023/8/9第49页492024/6/16第第50页页作业姿势尺度标记尺寸最小值选取值着防寒服时蹲坐作业高度宽度1207092130100屈膝作业高度宽度12090102130110跪姿作业宽度高度手距地面高度11014512070130150爬着作业高度长度801509095160俯卧作业（腹朝下）高度长度452455060仰卧作业（背向下）高度长度5019060195652002023/8/9第50页作业姿势尺度标记尺寸最小值502024/6/16第第51页页检查孔或观察窗的间隙尺寸可以按检查孔或观察窗的间隙尺寸可以按下述方法设计：下述方法设计：双肩均需进入，取开口的宽度等于双肩均需进入，取开口的宽度等于可及范围深度的可及范围深度的75加加150mm，水平间隙至少为，水平间隙至少为630mm（a）；）；只把手臂伸进到附近肘部时，孔的只把手臂伸进到附近肘部时，孔的直径取直径取110mm（b）；若把整个）；若把整个手臂都伸进去，孔的直径应取手臂都伸进去，孔的直径应取125mm，着防寒服作业再增加，着防寒服作业再增加75mm（c）；对于伸直手掌及握）；对于伸直手掌及握拳的开口尺寸应取图拳的开口尺寸应取图d,e所示的大所示的大小；对于拿东西的手来说，物体周小；对于拿东西的手来说，物体周围的自由空间应等于围的自由空间应等于45mm，戴，戴手套时再增加手套时再增加20mm（f,g）；对）；对于按动按钮于按动按钮,孔的直径应取孔的直径应取40mm（h）；而为了用双指捏取）；而为了用双指捏取按钮，孔的直径必须等于按钮，孔的直径必须等于65mm2023/8/9第51页检查孔或观察窗的间隙尺寸可以512024/6/16第第52页页3 3、安全距离设计安全距离设计 o由于种种原因，许多设备要实现无任何危险之处是很难的，因此就必须考虑与其保持一定的安全距离。安全距离有二：n一是防止人体触及机械部位的间隔；称为机械防护安全距离的确定，主要取决于人体测量参数。n二是使人体免受非触及机械性有害因素影响的间隔，如超声波危害、电离辐射和非电离辐射危害，冷冻危害、以及尘毒危害等）安全距离的确定，主要取决于危害源的强度和人体的生理耐受阈限。2023/8/9第52页3、安全距离设计522024/6/16第第53页页o 机械防护安全距离设计v Sd=（1K）Lv或 Sd=（1K）Rmv式中，Sd为安全距离（mm）；L为人体尺寸（mm）；Rm为最大可及范围（mm）；K为附加量系数。身身 体体 有有 关关 部部 位位K K身高等大尺寸身高等大尺寸上、下肢等中等尺寸；大腿围度上、下肢等中等尺寸；大腿围度手、指、足面高、脚宽等小尺寸；头胸等重要部位手、指、足面高、脚宽等小尺寸；头胸等重要部位0.030.030.050.050.100.102023/8/9第53页机械防护安全距离设计身532024/6/16第第54页页o 人体与带电导体的安全距离由于向设备提供动力和工作照明的需要，在厂区、车间和工作岗位上，常常有配电设施、电线电缆和电气开关等。这些带电的物体虽然都有绝缘的外表层或其它安全保护措施，但仍然存在着对人体的潜在威胁。因此，人体与带电导体应保持一定的安全距离，以避免各种电气伤害。人体与带电导体间的安全距离视电压的高低和操作条件而定。在低压操作下，人体与带电体至少应保持100 mm的距离。在高压无遮拦操作中，人体及所携带工具与带电体之间的最小距离：10KV以下者不应小于700mm，2035KV者不应小于1000mm。用绝缘杆操作时，应装临近时遮拦。在线路上工作时，人体与临近带电体的最小距离：10KV以下者不应小于1000mm，35KV者不应小于2500mm。2023/8/9第54页人体与带电导体的安全距离542024/6/16第第55页页4 4、最佳作业空间的选择、最佳作业空间的选择 l充分考虑作业者的心理特性l充分考虑作业者的行动空间l对于多人集体作业应考虑协同作业空间l考虑设备本身的特点（功能、形状、数量和使用情况等）进行设计，尽量把功能相同和相互联系的部件组合在一起，以利于操作、监视和管理。l考虑控制装置的合理布局，将使用频率高的控制装置布置在最适于作业的区域，并按操作的先后顺序，把它们相互之间尽量安排得近一些，形成一个流畅的作业线路。l根据人体测量学、解剖学和生物力学的特征来布置机器、控制器和工具，做到使操作者既能高效操作，又能减少疲劳。l把设备、控制器和显示器等尤其是重要设备仪器布置在操作者的手或脚的可及范围与视野的有效位置。2023/8/9第55页4、最佳作业空间的选择552024/6/16第第56页页图711 坐姿最佳空间作业范围2023/8/9第56页图711坐姿最佳空间作562024/6/16第第57页页第二节第二节 控制室的安全人机工程控制室的安全人机工程 控制室在自动化程度相当高的生产线中成为控制系统的核心部分，故对控制室的设计与布置应有严格的要求。o首先，控制室的设计必须做到内部结构功能分区明确，内外联系方便，并尽量减少操纵时的走动;o其次，是控制室空间的合理布置和利用。2023/8/9第57页第二节控制室的安全人机工572024/6/16第第58页页一、控制室的平面布置一、控制室的平面布置1 1、控制中心室 2 2、控制室辅助用房3 3、计算机室 4 4、更衣室5 5、生活室 6 6、参观廊2023/8/9第58页一、控制室的平面布置1、控制582024/6/16第第59页页二、控制中心室的设计二、控制中心室的设计o1、作业活动范围所要求的尺寸o2、设备及其他活动空间所要求的尺寸2023/8/9第59页二、控制中心室的设计1、作业592024/6/16第第60页页三、控制室的其它要求三、控制室的其它要求o1 1、采光与照明要求o2 2、温度和湿度的要求o3 3、建筑要求o4 4、总体布局要求2023/8/9第60页三、控制室的其它要求1、采光602024/6/16第第61页页四、核电厂主控室安全人机工程设计实例四、核电厂主控室安全人机工程设计实例o在核电厂中，主控室人-机接口最集中，操纵员与人-机接口联系最密切，人的失误率最高，后果也最为严重，因此核电厂人因工程研究与应用主要集中在主控室。o核电厂主控室安全人机工程设计的目的是要有效地避免或减少核电厂人因事故的发生。2023/8/9第61页四、核电厂主控室安全人机工程612024/6/16第第62页页1 1、核电厂主控室安全人机工程设计的基本原则、核电厂主控室安全人机工程设计的基本原则安全性原则安全性原则：控制室必须使电厂安全运转；在发生事故后仍能够使电厂恢复到安全状态；必须保障人员和设备的安全。这是主控室人因工程设计最重要的原则。可用性原则可用性原则：主控室设计中，须考虑电厂能按计划运行，把人因失误或仪表控制系统故障造成的停堆或降功率运行的几率降到最小人人-机机-环境整体考虑原则环境整体考虑原则：设计过程中必须充分考虑整体的人-机-环境，建立完整的人因工程原则，包括有关的设计标准规范，人-机功能分配，人-机信息交换，人对环境的生理、心理反应，人-机-环境系统的组织原则等。2023/8/9第62页1、核电厂主控室安全人机工程622024/6/16第第63页页2 2、核电厂主控室安全人机工程设计的关键因素、核电厂主控室安全人机工程设计的关键因素信息显示能以易发觉和易理解的方式，向操纵员提供反应堆安全状态信息，且具有一致性、明确性和连续性。控制器应具有适用性、可操作性、可靠性和与应急操作的兼容性。信息显示装置（系统）与控制器装置（系统）具有良好的协调性、一致性。在事故工况下，操纵员所需处理的信息量未超过其生理、心理功能的限值。在各种工况下，操纵员的工作负荷（包括体力和精神）在时间、强度方面处于人因工程原则容许的范围内。2023/8/9第63页2、核电厂主控室安全人机工程632024/6/16第第64页页3、核电厂主控室信息显示装置和控制装置设计核电厂主控室信息显示装置和控制装置设计n（1）信息显示装置）信息显示装置v核电厂主控室信息显示装置可分为测量仪表、灯光指示器、屏幕显示器、报警系统、安全参数显示系统和模拟图等种类，它们为操纵员和非值班专家提供数据采集、数据处理、显示、报警、记录和打印功能。信息显示装置的设计必须考虑它们对安全的重要性，每个系统所期望的安全功能和它在假想运行事件和事故工况下使操纵员采取正确的操作中的重要性。2023/8/9第64页3、核电厂主控室信息显示装置642024/6/16第第65页页n（2）控制装置）控制装置v选择控制器的一般原则适用性可操作性可靠性与应急操作的兼容性v控制器的动作方向v误触发的预防v标牌2023/8/9第65页（2）控制装置652024/6/16第第66页页n（3 3）信息显示与控制动作的综合关系）信息显示与控制动作的综合关系v 要求信息显示和控制器在颜色、编码、位置、声音、操作等方面具有一致性。v显示器和控制器编组要符合操纵员的思维方式，合理地采用了功能(系统)编组、使用顺序编组、使用频率编组、优先权编组、操作规程编组、模拟图式编组等编组方法。v显示器和控制器编码符合人机工程有关原则。2023/8/9第66页（3）信息显示与控制动作的综662024/6/16第第67页页第三节第三节 办公室的安全人机工程办公室的安全人机工程 o在政府机关或企业内部，在管理工作的相互沟通、协调、信息联系、综合平衡、目标决策等方面，办公室是主要工作场地，过去人们比较重视办公室的基建和设备的增加，轻视办公室的人机工程学设计已越来越为人们所重视。2023/8/9第67页第三节办公室的安全人机工程672024/6/16第第68页页o从办公室的职能管理活动来看，基本是两种类型：集中办公（集体粉公）和独立式办公（分散办公）。从办公室的平面布置形式分：有大空间式、空间分隔式和独间式等。显然，大空间式和空间分隔式适合于集中式办公，独间式适合于独立式办公。从我国目前情况看，这两种形式都大量存在。由于办公室自动化的迅速发展，大空间分隔式，特别是空间分隔式，将是办公室主要的发展形式。o对办公室管理工作的性质、管理工作人员的主要心理特性与行为方式和作业环境的影响的综合研究结果表明，在集体办公情况下，每个工作人员占用的最小面积为5m2，空间为15m3，最低高度为3m。2023/8/9第68页从办公室的职能管理活动来看，682024/6/16第第69页页一、现代办公室的特点一、现代办公室的特点 o1 1、是社会及团体精神风貌的窗口、是社会及团体精神风貌的窗口o2 2、办公场所智能化、办公场所智能化o3 3、办公条件自动化、办公条件自动化o4 4、办公环境舒适化、办公环境舒适化o5 5、现代办公室追求自身的合理管理与人员之、现代办公室追求自身的合理管理与人员之间的相互制约及监督。间的相互制约及监督。2023/8/9第69页一、现代办公室的特点692024/6/16第第70页页二、理想的办公场所智能建筑二、理想的办公场所智能建筑 o1 1、智能建筑的优点、智能建筑的优点n(1)(1)创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工效的办公环境效的办公环境n(2)(2)节能节能n(3)(3)能满足多种用户对不同环境功能的要求能满足多种用户对不同环境功能的要求n(4)(4)现代化的通信手段与办公条件现代化的通信手段与办公条件 2023/8/9第70页二、理想的办公场所智能建筑702024/6/16第第71页页o2、办公自动化系统的几种模式 n(1)事务型办公自动化系统l办公事务处理中，最为普遍的应用是文字处理、电子排版、电子表格处理、文件收发登录、电子文档管理、办公日程管理、人事管理、财务统计、报表处理、个人数据库等。l事务型办公自动化系统（见图65图66）都是为处理日常的办公事务，是直接面向办公人员的。l事务型办公自动化系统由计算机软、硬件设备、基本办公设备、简单通信设备和处理事务的数据库组成。2023/8/9第71页2、办公自动化系统的几种模式712024/6/16第第72页页事务型办公模型之一（单机）事务型办公模型之一（单机）2023/8/9第72页事务型办公模型之一（单机）722024/6/16第第73页页事务型办公模型之二（多机）事务型办公模型之二（多机）多机系统通信可采用计算机终端网、程控交换机综合通信网、计算机局域网或远程网等2023/8/9第73页事务型办公模型之二（多机）732024/6/16第第74页页n(2)管理型办公系统l管理型办公系统是一种在办公系统中，对与本单位的运营目标关系密切的综合的一体化的办公信息处理系统。综合数据库存放有关单位的日常工作所必需的信息，在政府机关，这些综合信息包括政策、法令、法规，有关上级政府和下属机构的公文、信函等的政务信息等；一些公用服务事业单位的综合数据库包括和服务项目有关的所有综合信息；公司企业单位的综合数据包括工商法规、经营计划等。l为了优化日常工作，提高办公效率和质量，必须具备供本单位的各个部门共享的这一综合数据库。这个数据库建立在事务型办公系统基础上，构成信息管理型的办公自动化系统。2023/8/9第74页(2)管理型办公系统742024/6/16第第75页页管理型办公系统模型之一管理型办公系统模型之一2023/8/9第75页管理型办公系统模型之一752024/6/16第第76页页管理型办公系统模型之二管理型办公系统模型之二 2023/8/9第76页管理型办公系统模型之二762024/6/16第第77页页管理型办公系统模型之三管理型办公系统模型之三2023/8/9第77页管理型办公系统模型之三772024/6/16第第78页页第四节第四节 道路交通运输安全人机工程道路交通运输安全人机工程主要内容包括以下三个方面：v（1）人的方面：驾驶人员的生理、心理状态对运输作业系统的影响。v（2）运输工具方面：操作装置、显示装置、驾驶空间、坐席、视界及作业环境的微气候等合理设计。v（3）环境方面：交通标志、道路设施等合理设计。2023/8/9第78页第四节道路交通运输安全人782024/6/16第第79页页一、道路交通安全系统与驾驶人员的作业研究一、道路交通安全系统与驾驶人员的作业研究o1 1、道路交通安全系统、道路交通安全系统 道路交通系统是一个由人、车、路构成的动态系统。驾驶员从道路交通环境中获取信息，这种信息综合到驾驶员的大脑中，经判断形成动作指令，指令通过驾驶操作行为，使汽车在道路上产生相应的运动，运动后汽车的运行状态和道路环境的变化又作为新的信息反馈给驾驶员，如此循环往复，完成整个驾驶过程。因此，人、车、路（含整个环境）被称作道路交通系统的三要素。2023/8/9第79页一、道路交通安全系统与驾驶人792024/6/16第第80页页表7-5 哈顿矩阵 2023/8/9第80页表7-5哈顿矩阵802024/6/16第第81页页表7-6 各因素对事故的影响程度 2023/8/9第81页表7-6各因素对事故812024/6/16第第82页页p2 2、驾驶人员的作业研究、驾驶人员的作业研究n驾驶员的视觉特性驾驶员的视觉特性动视力、夜视力、视力适应、炫目、视力与烟雾、视野、行驶中视空间的特性、色觉、n疲劳疲劳驾驶员疲劳的原因是多方面的，主要有睡眠不足；驾驶时间过长；驾驶员自身身心条件造成疲劳；车内环境不好造成疲劳，如车内温度、噪声、振动；车外环境不良导致疲劳2023/8/9第82页2、驾驶人员的作业研究822024/6/16第第83页页二、汽车的人机系统设计二、汽车的人机系统设计o1 1、汽车座椅设计o2 2、汽车显示装置设计o3 3、汽车控制系统设计o4 4、驾驶室的空间设计o5 5、汽车的视野设计2023/8/9第83页二、汽车的人机系统设计1、汽832024/6/16第第84页页三、车辆安全设计与交通安全设施三、车辆安全设计与交通安全设施o1 1、车辆安全设计、车辆安全设计 车辆的安全装置主要包括：安全车身；安全带；安全气囊；安全玻璃；乘员头颈保护系统(WHIPS)，侧门防撞杆o2 2、道路交通安全设施、道路交通安全设施 道路交通安全设施包括：道路交通标志、道路交通标线、交通信号、物理隔离设施等2023/8/9第84页三、车辆安全设计与交通安全设842024/6/16第第85页页第五节第五节 煤矿矿井安全人机工程煤矿矿井安全人机工程 一、煤矿井下人一机一环境系统的特点一、煤矿井下人一机一环境系统的特点o1 1、煤矿自然条件下，伴生灾害多、煤矿自然条件下，伴生灾害多o2 2、煤矿职工素质低、煤矿职工素质低o3 3、矿井环境条件恶劣、多变、矿井环境条件恶劣、多变o4 4、煤矿机械化程度低、煤矿机械化程度低2023/8/9第85页第五节煤矿矿井安全人机工程852024/6/16第第86页页二、安全人机工程在煤矿中的应用二、安全人机工程在煤矿中的应用o1、煤矿事故中人的因素分析n（1）井下运输系统中人因失误模式图图7-18 7-18 轨道运输系统人因失误模式总图轨道运输系统人因失误模式总图GHFMGHFM轨道运输人因失误模式；轨道运输人因失误模式；FM1FM1未发挥所具备的功能；未发挥所具备的功能；FM2FM2错错误地发挥了所具备的功能；误地发挥了所具备的功能；FM3FM3按错误的顺序或时机发挥了所具备按错误的顺序或时机发挥了所具备的功能；的功能；FM4FM4发挥了不曾具备的功能；发挥了不曾具备的功能；2023/8/9第86页二、安全人机工程在煤矿中的应862024/6/16第第87页页图7-19 轨道运输系统人因失误模式（一）M11没有及时联系信号；M12没设警戒（或漏设警戒）；M13矿车没连好；M14与司机配合不协调；M15注意力不集中；M16躲闪不及；M17信号工打点前没有进行检查；M18下放车时没有挂保险绳；M19没使用安全保护装置2023/8/9第87页图7-19轨道运输系统人872024/6/16第第88页页图7-20 轨道运输系统人因失误模式（二）M21绞车司机不按规定开启；M22人为放飞车；M23扒车；M24闯红灯；M25跳车；M26误发信号；M27误用连车器材；M28误操作开关；M29在巷道弯道处没减速2023/8/9第88页图7-20轨道运输系统人882024/6/16第第89页页图7-21 轨道运输系统人因失误模式（三）M31摘、挂车所处位置不当；M32掩车位置不当；M33乘车位置不当；M34乘未站稳的车辆；M35跨越轨道时机不当；M36没有信号下放车；M37躺在轨道上睡觉；M38躺在矿车内睡觉2023/8/9第89页图7-21轨道运输系统人892024/6/16第第90页页图7-22 轨道运输系统人因失误模式（四）M41工作时将手、脚等处放在危险位置；M42向斜坡上推车；M43无证操作绞车等设备2023/8/9第90页图7-22轨道运输系统人902024/6/16第第91页页n（2 2）井下运输作业人员人误原因分析）井下运输作业人员人误原因分析l安全观念淡薄，不按客观规律办事l存在侥幸思想l个人性格轻浮，反应迟钝l生理因素l心理障碍l素质低、技术水平低l疲劳、异常状态及其它特殊条件造成人误l设备缺陷l环境因素2023/8/9第91页（2）井下运输作业人员人误原912024/6/16第第92页页n（3 3）煤矿作业人员人误的控制）煤矿作业人员人误的控制l人误是制约煤矿安全生产的一大隐患。“15221”法（一个中心五教育两加强两改善一倡导）是控制人误的一种途径。即“一个中心”：建立以人为中心的安全管理体制；“五种教育”：安全法制教育，安全知识教育，安全技能教育，安全思想教育，典型事故案例教育；“两加强”：加强矿工心理素质的培养，加强矿工的安全意识；“两改善”：改善“机”的缺陷使之符合人的特性，改善环境；“一倡导”：倡导企业安全文化。2023/8/9第92页（3）煤矿作业人员人误的控制922024/6/16第第93页页p2 2、煤矿井下运输事故机的因素分析、煤矿井下运输事故机的因素分析n（1）井下运输事故中机的因素n（2）井下运输机械设备故障模式n（3）井下运输事故机的因素事件树分析p3 3、改善井下运输环境状况的措施、改善井下运输环境状况的措施n（1）温度、湿度的改善措施n（2）降低井下噪声的措施n（3）改善井下光照环境的措施n（4）运用色彩调节，改善人的视觉环境n（5）优化作业空间布局，改善人的工作环境2023/8/9第93页2、煤矿井下运输事故机的因素932024/6/16第第94页页补充内容：安全通道v工作场所的出入口、通行道、楼梯、扶梯和斜坡道等。如果没有这些辅助性的工作场地和设施，人员和货物就不能安全及时地到达工作岗位，产品也运不出去，就无法维特正常生产。2023/8/9第94页补充内容：安全通道工作场所的942024/6/16第第95页页o1 1出入口出入口v封闭的工作区域首先应有供日常通行的常规出入口，允许预期的人员车辆和货物不受限制地通过。出入口的位置不应使进出人员意外地起动控制器或堵塞通往控制器的通道。出入口的宽度和高度应视具体情况（如是否进出车辆及车辆和负荷的大小等）确定。仅供人员进出的出入口，最小高度不得低于2100毫米，最小宽度不得窄于810860毫米。出入口一般应避免采用门槛，除非为防风雨或通风而非用不可。2023/8/9第95页1出入口952024/6/16第第96页页v封闭的工作场所必须提供辅助入口，以及各种需要的应急出口。应急出口应有便于里边人员迅速撤出的足够空间，包括必须携带必要装备或必须穿臃肿防护服的人员，而且不应该存在损伤人员或损坏他们所带设备的危险。应急出口的尺寸如表1所示。应急出口应设计得人员用手或脚一触即开。如果需要人员用把手或按钮打开，则操纵力应小于220牛顿。2023/8/9第96页封闭的工作场所必须提供辅助入962024/6/16第第97页页应急出口状态应急出口状态尺尺寸寸最小最小最佳最佳矩形门窗开口矩形门窗开口405610510710方形门窗开口方形门窗开口460560圆形门窗开口圆形门窗开口560710表1 应急出口的尺寸2023/8/9第97页应急出口状态尺寸最小最佳矩972024/6/16第第98页页o2 2通道与走廊通道与走廊v在每一个车间里往往都存在着一条或几条主通道，然后由若干支通道或走马观花廊与工作区域或工作岗位相连。无论是主通道还是走廊，在设计时都应考虑到该工作区域内预定的人流、物流的高峰负荷量、流动方向及该区域的出入口数量和尺寸。v对仅供人通行的人行道和走廊来说，其尺寸相对可小些。但为了使人们通过不受限制，应在人体测量数据基础上，为穿臃肿防护服和携带装备的人员留出足够的余隙。例如，按人体测量尺寸，一个人可以费点力气通过510毫米宽的走廊。然而考虑了着装等因素，单人或单向通行的走廊宽度至少应为760毫米。2023/8/9第98页2通道与走廊982024/6/16第第99页页v但车间里的许多通道，人员流动往往是双向进行的。有的通道既走人又运货，还通汽车；有的通道两侧紧挨着工作岗位等，因此，通道的实际宽度要视货物的尺寸、运输工具的大小和安全需要来具体确定,一般应比人行道和走廊留出更大余隙。含有上述因素的通道尺寸建议如下图所示。2023/8/9第99页但车间里的许多通道，人员流动992024/6/16第第100页页宽度宽度AB通道通道20001500货物货物22001500手推车手推车25001500运输汽车运输汽车300018002023/8/9第100页宽度AB通道20001501002024/6/16第第101页页o3 3楼梯、扶梯和斜坡道楼梯、扶梯和斜坡道v现代企业一般都有高大的设备或厂房，许多人的工作位置离地面都有一定的高度，为了最快最有效地进入或通过这些工作区域，应该设置楼梯、扶梯和斜坡道。选择楼梯、扶梯和斜坡道的主要依据是结构的倾角，而这个倾角又依赖于可利用的空间和结构的限制。下图给出了这些结构的最佳和可接受的倾角。2023/8/9第101页3楼梯、扶梯和斜坡道1012024/6/16第第102页页不同结构的许用许用倾角和最佳倾角 2023/8/9第102页不同结构的许用许用倾角和最1022024/6/16第第103页页v楼梯、扶梯和斜坡道设计不仅要结实，能同时承受得住人员的重量及其所能携带工具重量的总重量，并加上适当的安全系数，还要不导电、防裂、防滑、防化学腐蚀等，没有可能损伤人员的边棱、凹坑、毛刺等。为了保证人员安全、方便地通过，在尺寸上，应以第5至第95百分位的人体参量作为设计依据，并加上着装装备等功能修正量等。2023/8/9第103页楼梯、扶梯和斜坡道设计不仅1032024/6/16第第104页页n1）扶梯工厂里常有很多扶梯，因为扶梯便于行走，通过时也较快较安全，建造也方便。但人员携带物质或工具上下扶梯是危险的。为了确保平衡和快速运动，人员必须腾出双手抓住扶手，因此，用扶梯时，应提供一人可以通过的余隙。如需同时往来，则应提供并排独立的上下扶梯，两扶梯相邻侧至少应间隔150毫米（建议间隔200毫米），并各有各的扶手。关于扶梯尺寸参见下图和下表。2023/8/9第104页1）扶梯1042024/6/16第第105页页图1 扶梯 2023/8/9第105页图1扶梯1052024/6/16第第106页页符符号号项项目目最最小小最最大大A扶梯升角扶梯升角50o75oB踏板深度踏板深度50o升角升角15025575o升角升角75145C踏板间距踏板间距180300D踏板至平台高度踏板至平台高度150300E两边扶手间宽两边扶手间宽535610F最小装设高度最小装设高度1700G扶手高度扶手高度860