人机工程学第五章人的可靠性与安全生产课件.ppt
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- 人机 工程学 第五 可靠性 安全生产 课件
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1、第五章第五章 人的可靠性与安全生产人的可靠性与安全生产第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析 第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 第三节第三节 人体生物节律分析人体生物节律分析.第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析 近年来,人的可靠性越来越多的受到了人们的重视,近年来,人的可靠性越来越多的受到了人们的重视,其主要原因有两个:其主要原因有两个:1 1、人机系统已向着高度精密和复杂化发展,而这种系统、人机系统已向着高度精密和复杂化发展,而这种系统的失效,将可能产生深远的意义和不可预测的后果,如的失效,将可能产生深远的意义和不可预测的后果,如前苏联的切尔若贝利核电站和美国三
2、哩岛核核电站事故;前苏联的切尔若贝利核电站和美国三哩岛核核电站事故;2 2、各种研究表明,系统的失效很大程度上是由于人为差、各种研究表明,系统的失效很大程度上是由于人为差错而造成的。国内外许多安全专家认为,大约错而造成的。国内外许多安全专家认为,大约90%90%的事的事故与人为差错有关,而仅有故与人为差错有关,而仅有10%10%的事故归咎于不安全的的事故归咎于不安全的物理、机械条件。物理、机械条件。.第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析行业名称行业名称人因事故的比例人因事故的比例资料来源资料来源航空航空70%70%80%80%中国安全科学学报,中国安全科学学报,20022002,1212
3、(5 5)道路交通道路交通57%57%完全由人因引起,完全由人因引起,90%90%包含人因的贡包含人因的贡献献H u m a n E r r o r i n R o a d H u m a n E r r o r i n R o a d A c c i d e n t s.G r e e n M.,J o h n A c c i d e n t s.G r e e n M.,J o h n W.SendersW.Senders石油化工石油化工60%60%以上以上日本,日本,19911991核电核电60%60%以上以上Hollnagel E.CREAM.2-3.Elsevier Hollnage
4、l E.CREAM.2-3.Elsevier Science Ltd.1998Science Ltd.1998矿山矿山8585中国,中国,19961996钢铁冶金钢铁冶金9090中国,中国,19961996各行业中人因事故所占比例各行业中人因事故所占比例.第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析 人的可靠性定义为在人的可靠性定义为在规定的时间内以及规定的条件规定的时间内以及规定的条件下,人成功地完成工作或任务的能力下,人成功地完成工作或任务的能力。一、人工作的可靠度一、人工作的可靠度 日本东京大学的井口雅一教授根据人的行动过程模式提出了确日本东京大学的井口雅一教授根据人的行动过程模式提出了确
5、定人工作可靠度的计算方法定人工作可靠度的计算方法 R=1-bcdef R=1-bcdef(1-1-)其中基本可靠度其中基本可靠度=1 1 2 2 3 3 b b 作业时间修正系数作业时间修正系数 c c 为操作频数修正系数为操作频数修正系数 d d 危险程度修正系数危险程度修正系数 e e 生理与心理修正系数生理与心理修正系数 f f 环境条件修正系数环境条件修正系数 1 1 信息输入过程基本可靠度信息输入过程基本可靠度 2 2 判断决策过程基本可靠度判断决策过程基本可靠度 3 3 操作输出过程基本可靠度操作输出过程基本可靠度 .第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析等级意识状态注意状态生
6、理状态工作能力可靠度0无意识,神智丧失无睡眠、发呆无0常态以下,意识模糊不注意疲劳、困倦、单调、醉酒低下,易出事故0.9以下正常意识的松弛阶段无意注意休息时,安静时可进行熟练性的,重复性的或常规性的操作0.99-0.9999正常意识的清醒阶段有意注意精力充沛,积极活动状态有随机处理能力,有准确的决策能力0.999999以上超常态,极度紧张、兴奋注意过分集中于某一点惊慌失措,极度紧张易出差错,易造成事故0.9以下二、大脑意识状态二、大脑意识状态 日本的桥本从大脑生理学上把大脑意识状态分为五个阶段。日本的桥本从大脑生理学上把大脑意识状态分为五个阶段。并把它与人为失误发生的潜在危险性联系起来。并把它
7、与人为失误发生的潜在危险性联系起来。.第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析 人处于不同觉醒水平时,其行为的可靠性是有很大差人处于不同觉醒水平时,其行为的可靠性是有很大差别。别。等级等级0 0状态状态 大脑的觉醒水平极低,是人的睡眠状态,不能进行任大脑的觉醒水平极低,是人的睡眠状态,不能进行任何作业活动,一切行为都失去了可靠性,可靠度为何作业活动,一切行为都失去了可靠性,可靠度为0 0。等级等级状态状态 大脑活动水平低下,反应迟钝,易于发生人为失误或大脑活动水平低下,反应迟钝,易于发生人为失误或差错,可靠度在差错,可靠度在0.90.9以下。以下。等级等级状态状态 意识的松弛阶段,人的大脑大
8、部分是处于这一状态,意识的松弛阶段,人的大脑大部分是处于这一状态,是人进行一般作业时大脑的觉醒状态,可靠度在是人进行一般作业时大脑的觉醒状态,可靠度在0.990.99990.990.9999之间,应以此状态作为设计仪表、信息显之间,应以此状态作为设计仪表、信息显示装置等的标准。示装置等的标准。.第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析 等级等级状态状态 意识的清醒阶段,在此状态下,大脑处理信息的能力、意识的清醒阶段,在此状态下,大脑处理信息的能力、准确决策能力、创造能力都很强,此时,人的可行性准确决策能力、创造能力都很强,此时,人的可行性可高达可高达0.9999990.999999以上,比等
9、级以上,比等级时高十万倍。因此,时高十万倍。因此,重要的决策应在此状态下进行。但此状态不能持续很重要的决策应在此状态下进行。但此状态不能持续很长的时间。长的时间。等级等级状态状态 为超常状态,(如大型设备出现故障,操作人员意识为超常状态,(如大型设备出现故障,操作人员意识出现异常紧张状态。)此时人的可靠性明显降低,可出现异常紧张状态。)此时人的可靠性明显降低,可靠度在靠度在0.90.9以下。以下。.第一节第一节 人的可靠性分析人的可靠性分析三、提高人的可靠性的措施三、提高人的可靠性的措施1 1、提高人的基本素质、提高人的基本素质2 2、机的设计符合人的生理、心理特点、机的设计符合人的生理、心理
10、特点3 3、工作环境符合人的特性、工作环境符合人的特性4 4、人、人-机机-环境关系设计合理环境关系设计合理.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 一、人为失误一、人为失误 1、人为失误定义与分类、人为失误定义与分类 人为失误是指人未能实现规定的任务,从而可能导致人为失误是指人未能实现规定的任务,从而可能导致中断计划运行或引起设备或财产的损坏行为,可分为中断计划运行或引起设备或财产的损坏行为,可分为五种方式五种方式 人没有实现某一个必要的功能任务人没有实现某一个必要的功能任务 实现了某一不应该实现的任务实现了某一不应该实现的任务 对某一任务作出了不适当的决策对某一任务作出了不适当
11、的决策 对某一意外事故的反应迟钝对某一意外事故的反应迟钝 没有察觉到某一危险情况没有察觉到某一危险情况.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 二、事故的主要原因二、事故的主要原因 1 1、人的因素、人的因素 人的能力和训练不够人的能力和训练不够,积极性低积极性低,性格不适宜性格不适宜(个人原个人原因因)。2 2、物和环境的因素、物和环境的因素 设计中,考虑人体工程学因素不够。环境条件和活动设计中,考虑人体工程学因素不够。环境条件和活动空间不合理,劳动强度过大,作业条件恶劣,运行及空间不合理,劳动强度过大,作业条件恶劣,运行及防护方面的技术不够等。防护方面的技术不够等。3 3、管理
12、因素、管理因素 管理不当或该管理的却没管理到管理不当或该管理的却没管理到,这是造成事故灾害这是造成事故灾害的重要原因之一。的重要原因之一。.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 三、人为失误方式三、人为失误方式 人为失误可以分成两大类:人为失误可以分成两大类:1 1、决策性错误决策性错误 这类错误的特点是人在接受信息时就出现了错误,或这类错误的特点是人在接受信息时就出现了错误,或人接受了正确的信息,但在决策过程中做出了错误的人接受了正确的信息,但在决策过程中做出了错误的决策。决策。决策性错误是由于信息不充分,或操作人员对系统的决策性错误是由于信息不充分,或操作人员对系统的了解不够
13、而产生的。为了克服这类错误了解不够而产生的。为了克服这类错误,需要给人以充需要给人以充分的信息,让人对系统有一个正确的了解,知道解决分的信息,让人对系统有一个正确的了解,知道解决各种问题的方法。各种问题的方法。.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 2 2、行动性错误行动性错误 这类错误是人对形势有一个正确的了解,正确的判断,这类错误是人对形势有一个正确的了解,正确的判断,准备采取的行动意向也是好的,只是在执行命令时出准备采取的行动意向也是好的,只是在执行命令时出了差错。了差错。行动性错误则主要是错误的行为与平时的行为有某些行动性错误则主要是错误的行为与平时的行为有某些相似性或联
14、系,克服这类错误的方法就是设法使要采相似性或联系,克服这类错误的方法就是设法使要采取的行动与平时的行动有明显的差异。取的行动与平时的行动有明显的差异。一般说来,行动性错误,因为它与人的意向不一样,一般说来,行动性错误,因为它与人的意向不一样,所以比较容易被发现。而决策性错误则不容易被发现,所以比较容易被发现。而决策性错误则不容易被发现,有时只有当事故发生之后我们才知道自己的错误。有时只有当事故发生之后我们才知道自己的错误。.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 四、防止事故的人机工程学对策四、防止事故的人机工程学对策 1 1、设备及作业环境方面的对策、设备及作业环境方面的对策 清
15、除危险因素清除危险因素 旋转式机器、切削机器要设防护罩,防护罩的间隙应小于手指大旋转式机器、切削机器要设防护罩,防护罩的间隙应小于手指大小。地面要防滑,危险区域要筑栏栅。小。地面要防滑,危险区域要筑栏栅。设置全自动安全装置设置全自动安全装置 感应式安全控制器感应式安全控制器:身体部位一旦伸进危险区传感器动作机器身体部位一旦伸进危险区传感器动作机器迅速停止。迅速停止。双手控制型按钮双手控制型按钮:锻压设备等机械设计成双手控制按钮以此确锻压设备等机械设计成双手控制按钮以此确保双手的安全。保双手的安全。联锁装置联锁装置:工业机器人等作业时工业机器人等作业时,应保证人与机器人远离的原则应保证人与机器人
16、远离的原则,用拦栅围绕机器用拦栅围绕机器,打开拦栅电源自动关断等。打开拦栅电源自动关断等。个人防护设备个人防护设备:防护衣、安全帽、防滑鞋、手套、面具、口罩、防护衣、安全帽、防滑鞋、手套、面具、口罩、保护镜等。保护镜等。.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 信息反馈信息反馈 大型机械系统必须有信息反馈装置大型机械系统必须有信息反馈装置,使操作者能掌握操使操作者能掌握操作指示后机械系统内部的反应。作指示后机械系统内部的反应。警报系统警报系统 当作业者接近危险区当作业者接近危险区,或做出危险动作时或做出危险动作时,警报系统能警报系统能给予警告给予警告,但应注意警告的方式但应注意警告
17、的方式,不能使大脑过度紧张不能使大脑过度紧张而陷入旧皮质优势状态。而陷入旧皮质优势状态。设计应符合人的习惯设计应符合人的习惯 人有许多习惯性动作人有许多习惯性动作,因此设计要符合这些习惯因此设计要符合这些习惯,如开如开关向上拨是开灯关向上拨是开灯,往下拨是关灯。红色表示危险,绿色往下拨是关灯。红色表示危险,绿色表示安全。表示安全。.第二节第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 视觉识别性能的改善视觉识别性能的改善 考虑操作者身体特性考虑操作者身体特性 操纵控制装置要符合操作者的身体特性操纵控制装置要符合操作者的身体特性,如高度、视角、如高度、视角、大小、操纵力等。大小、操纵力等。.第二节
18、第二节 人为失误与安全事故人为失误与安全事故 2 2、操作者方面的对策、操作者方面的对策 技术训练及安全教育技术训练及安全教育 使作业者熟知作业内容和操纵技术。也要了解系统内使作业者熟知作业内容和操纵技术。也要了解系统内部构造等知识。作业前对作业顺序和作业过程中可能部构造等知识。作业前对作业顺序和作业过程中可能出现的危险进行说明和提示以提高操纵者的意识。出现的危险进行说明和提示以提高操纵者的意识。模拟训练模拟训练 利用模拟机械或计算机制造出事故的模拟场面利用模拟机械或计算机制造出事故的模拟场面,使操纵使操纵者体验事故以此训练行动对策。者体验事故以此训练行动对策。.第二节第二节 人为失误与安全事
19、故人为失误与安全事故 3 3、管理方面的对策、管理方面的对策 营造安全的气氛营造安全的气氛 使大家认识到安全的重要性使大家认识到安全的重要性,有组织的进行安全教育。有组织的进行安全教育。保持上司与工人的信息交换,日本许多公司每天朝礼时保持上司与工人的信息交换,日本许多公司每天朝礼时都要提安全,以提高工人的警觉性。都要提安全,以提高工人的警觉性。对设备进行定期检查对设备进行定期检查 设备都是有寿命的,必须在规定的使用寿命内对设备进设备都是有寿命的,必须在规定的使用寿命内对设备进行期定期检查。行期定期检查。改善生活、娱乐环境改善生活、娱乐环境 一个好的生活娱乐环境能尽快消除疲劳,提高工作的主一个好
20、的生活娱乐环境能尽快消除疲劳,提高工作的主动性。动性。.第三节第三节 人体生理节律分析人体生理节律分析 生物的生理机能和生活习性受到某种内在时钟的控制,生物的生理机能和生活习性受到某种内在时钟的控制,科学家将这种控制生物生理机能变化的内在时钟称之科学家将这种控制生物生理机能变化的内在时钟称之为生物钟或生物节律。为生物钟或生物节律。生理节律是一种普遍存在于一切生物体内的自然规律。生理节律是一种普遍存在于一切生物体内的自然规律。一、日周期节律一、日周期节律 在日常生活中,人体对昼与夜的反应很不相同,生活在日常生活中,人体对昼与夜的反应很不相同,生活节律基本上以节律基本上以2424小时为周期,故称之
21、为日周节律小时为周期,故称之为日周节律 。认识生物钟、利用生物钟不但有利于身体健康,而且认识生物钟、利用生物钟不但有利于身体健康,而且提高工作和学习效率。提高工作和学习效率。.第三节第三节 人体生理节律分析人体生理节律分析 大量试验研究资料表明,体现生命特征的大量试验研究资料表明,体现生命特征的体温体温、脉搏脉搏、血压血压等在等在下午下午4时时前后达到前后达到最高值最高值。根据测定,作为体力劳动与脑力。根据测定,作为体力劳动与脑力劳动能源的糖、脂肪和蛋白质,在血液中的峰值也出现在下午劳动能源的糖、脂肪和蛋白质,在血液中的峰值也出现在下午4时前后。这些都反映出交感神经系统占优势的时前后。这些都反
22、映出交感神经系统占优势的“白天型人体白天型人体”的特点。的特点。与此相反,与此相反,副交感神经系统占优势的细胞分裂及生长激索的副交感神经系统占优势的细胞分裂及生长激索的分泌分泌等,却在等,却在夜间夜间11时至凌晨时至凌晨2时时左右为左右为高峰高峰,显示出,显示出“夜间型夜间型人体人体”的特点。总之,人的身体适于白天活动,到了夜间,各种的特点。总之,人的身体适于白天活动,到了夜间,各种机能下降,进入休息状态。机能下降,进入休息状态。.第三节第三节 人体生理节律分析人体生理节律分析 对于一天中人体机能状态的变化情况,对于一天中人体机能状态的变化情况,Graft绘成绘成如图所示曲线。由图可看出,上午
23、如图所示曲线。由图可看出,上午7时到时到10时机能上升,时机能上升,午后下降;从午后午后下降;从午后6时到时到9时机能再度上升,其后又急时机能再度上升,其后又急剧下降,凌晨剧下降,凌晨3时至时至4时下降最明显。时下降最明显。.第三节第三节 人体生理节律分析人体生理节律分析 睡觉:晚上10点以后,体温开始下降,同时机体的修复功能逐渐加强,所以睡觉一般不要晚于睡觉一般不要晚于11点点。起床:早上6点人体血压升高、心跳加快,睡眠不安稳,6 点是起床的最佳时间点是起床的最佳时间。记忆:早上短期记忆呈现高峰,背诵课文、记忆外语单词 相对容易,考试或接洽业务成功率也较高。运动:受生物钟的影响,在不同时间运
24、动的效果差异较大。下午,体力处于高峰,所以体育运动以下午体育运动以下午4点左右效果最好点左右效果最好。娱乐:在傍晚或晚上,人的感官的.第三节第三节 人体生理节律分析人体生理节律分析 二、其它周期节律二、其它周期节律 有人以有人以6天工作制的一个星期为周期对人的活动进行过研究,天工作制的一个星期为周期对人的活动进行过研究,发现每星期内也有周期节律。例如:星期一相星期二没有多发现每星期内也有周期节律。例如:星期一相星期二没有多大差别,从星期三起开始降低,到星期五下午又开始回大差别,从星期三起开始降低,到星期五下午又开始回升星期六可达到星期三的水平。升星期六可达到星期三的水平。产生这种现象的原因是:
25、在一周中,常由于星期日的活动产生这种现象的原因是:在一周中,常由于星期日的活动过多过果,过多过果,星期一星期一早晨上班感觉浑身无力,带着疲劳工作,早晨上班感觉浑身无力,带着疲劳工作,使得上午或整天工作效率都不很高。当然,星期日造成的工使得上午或整天工作效率都不很高。当然,星期日造成的工作中断,对工作效率也有影响,人们把这种现象称为作中断,对工作效率也有影响,人们把这种现象称为“星期星期一反应一反应”。星期二星期二和和星期三星期三因人体恢复常态,效率有所提高;因人体恢复常态,效率有所提高;到了到了星期四星期四前后,又由于疲劳而工作效率暂时降低。前后,又由于疲劳而工作效率暂时降低。星期五星期五以后
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