內容摘要對于賽場上的運動員來說，沒有平時刻苦的訓練，就沒有閃耀的獎杯；對于注冊安全工程師考生而言，沒有平時勤奮的學習，就沒有優異的考試成績，趕快努力學習吧！一起來學習注冊安全工程師《生產技術》考點：安全人機工程。
運用人機工程學的理論和方法研究“人-機-環境”系統，并使三者從安全的角度上達到最佳匹配。
【注】人是核心起到主導作用，機器起著安全的保障作用;
安全人機工程的研究內容主要包括以下方面：
(1)分析機械設備及設施在生產過程中的不安全因素;
(2)研究人的生理和心理特征和機器功能，構成最佳人機系統;
(3)研究人與機器界面中信息傳遞的安全問題;
(4)建立人機系統可靠性設計原則。
一、人的特性
(一)人的生理特性
1.人體供能與勞動強度分級
(1)人體特性參數
①尺度參數：靜態參數，如人體高度及各部位長度尺寸等;
②動態參數：運動狀態下，人體的動作范圍參數;
③生理參數：耗氧量、心跳頻率、呼吸頻率、表面積和體積等;
④生物力學參數：握力、推力、推舉力、轉動慣量等;
(2)人體能量代謝
人體代謝所產生的能量等于消耗于體外做功的能量與體內直接、間接轉化為熱的能量之和。
【問題思考】是否在任何情況下人體代謝能量均符合上述說法?
①能量代謝類型：基礎代謝、安靜代謝和活動代謝;
②影響代謝因素：作業類型、作業方法、作業姿勢、作業速度;
(3)勞動強度及分級
①綜合評價人體接觸作業環境熱負荷的基本參量是WBGT指數;
②體力勞動強度指數(I)是區分體力勞動強度等級的指標;
體力勞動強度級別 | 體力勞動強度指數 | 勞動強度 |
Ⅰ級 | l≤15 | 輕 |
Ⅱ級 | 15＜l≤20 | 中 |
Ⅲ級 | 20＜l≤25 | 重 |
Ⅳ級 | L＞25 | 過重 |
③體力勞動強度指數的計算方法：
I=T·M·S·W·10
T：勞動時間率(工作日凈勞動時間/工作日總工時);
M：8h工作日能力代謝率(KJ/min·m2);
S：性別系數(男性=1，女性=1.3);
W：體力勞動方式系數(搬=1，扛=0.40，推或拉=0.05);
④常見職業體力勞動強度分級的描述：
【I級輕勞動】
①坐姿：正情況下打字、縫紉、腳踏開關等;
②立姿：操作儀器、控制、查看設備、上臂為主的裝配工作;
【II級中等勞動】
①手和臂持續動作，如鋸木頭等;
②臂和腿的工作，如卡車、拖拉機或建筑設備等運輸操作;
③臂和軀干工作，如鍛造、風動工具操作、間斷搬運中等重物、粉刷、除草、鋤田、摘水果和蔬菜等;
【III級重勞動】
臂和軀干負荷工作：搬重物、鏟、鋸刨或鑿、割草、挖掘等;
【IV級極重勞動】
大強度的挖掘、搬運，快到極限節律的極限活動;
2.疲勞
(1)疲勞的定義
①肌肉疲勞：過度緊張的肌肉局部出現酸痛現象;
②精神疲勞：彌散的、不愿意再作任何活動的懶惰感覺;
(2)疲勞產生的原因
①工作條件因素：勞動制度、生產組織、工具條件、工作環境;
②作業者的因素：熟練程度、操作技巧、身體素質、勞動情緒;
(3)消除疲勞的途徑
①進行顯示器和控制器設計時充分考慮人的生理、心理因素;
②通過改變操作內容、播放音樂等手段克服單調乏味的作業;
③改善工作環境，科學地安排環境色彩、環境裝飾及作業場所的布局，合理的溫濕度，充足的光照等;
④避免超負荷的體力或腦力勞動，合理安排作息時間，注意勞逸結合等。
3.輪班與單調作業生理問題
(1)單調作業：內容單一、節奏較快、高度重復的作業;
(2)改進單調作業措施
培養多面手、工作延伸、操作再設計、顯示作業終極目標、動態信息報告、推行消遣工作法、改善工作環境;
(3)輪班作業：常見有單班制、兩班制、三班制或四班制等;
(4)改進輪班作業的措施：
改善輪班作業不利因素的措施主要包括，為使生物節律與休息時間相一致，可通過環境的明晴、喧鬧與安靜的交替來實現;
(二)人的心理特性
1.能力
影響能力的因素主要有感覺、知覺、觀察力、注意力、記憶力、思維想象力和操作能力等;
各種能力的總和構成人的智力，包括人的認識能力和活動能力。
2.性格
道德品質和意志特點是構成性格的基礎;
【表現形式】冷靜型、活潑型、急躁型、輕浮型和遲鈍型。
3.需要與動機
動機是由需要產生的，合理的需要能推動人以一定的方式，在一定的方面去進行積極的活動，達到有益的效果;
【注】需要與動機就是要我安全和我要安全的關系。
4.情緒與情感
【急躁情緒】干活利索但毛躁、有章不循、心手不一;
【煩躁情緒】沉悶、不愉快、精神不集中等;
5.意志
人們自覺地確定目標并調節自己的行動去克服困難;
二、機械的特性
信息接收、信息處理、信息的交流與輸出、學習與歸納能力、可靠性和適應性、環境適應性、成本;
三、人與機器特性的比較
(一)人優于機器的功能
(1)人的感官感受能力優于機器;
(2)人能運用多種通道接收信息;
(3)具有高度的靈活性和可塑性;
(4)可以綜合利用信息判斷分析;
(5)可以總結和利用已有的經驗;
(6)可以歸納推理進行創造發明;
(7)人能具有感情、意識和個性;
(二)機器優于人的功能
(1)機器能平穩而準確的輸出巨大的動力，輸出值域寬;
(2)運動速度、信息傳遞、加工和反應速度極快;
(3)機器運行的精度高，穩定性好;
(4)對特定信息的感受和反應能力一般比人高;
(5)能夠同時完成多種操作，并在惡劣環境條件下工作;
四、人機系統和人機作業環境
(一)人機系統
1.人機系統的概念
人機系統是由相互作用、相互依存的人和機器兩個子系統構成，能完成特定目標的一個整體系統。
【人機系統中的三大要素】人、機器、人機界面;
系統能否正常工作，取決于信息傳遞過程能否持續有效地進行，或取決于信息流和能量流能否正常無誤地流動。
2.人機系統的類型
(1)人機系統按系統的自動化程度分類：
人工操作系統、半自動化系統和自動化系統
系統類型 | 人工、半自動化 | 自動化控制 |
人的作用 | 操作者、控制者 | 監視者、管理者 |
安全性 | ①功能分配合理性②機器的本質安全③操作者人為失誤 | ①機器的本質安全②機器的冗余系統③監視者應變能力 |
(2)按有無反饋控制分類：
①閉環人機系統：有反饋回路，輸出直接作用于系統的控制;
②開環人機系統：無反饋回路，輸出不對系統控制發生作用;
(3)按系統中人機結合方式分類：
人機串聯系統、人機并聯系統、人機串并聯混合系統等;
(二)人機作業環境
1.照明環境
(1)照明環境特性
來自光源的光通量是最主要的物理量和最基本的光度量。
①光通量(lm)：單位時間內可到達、離開或通過某曲面的光強;
②光強(cd)：光源在給定方向上單位立體角內的光通量;
③亮度(cd/m2)：光強與人眼所見到的光源面之積比為亮度;
④照度(lx)：單位面積上接受可見光的能力;
【照明條件與疲勞】
①合適的照明，能提高近視力和遠視力;
②視覺疲勞可以通過閃光融合頻率和反應時間等方法測定。
【照明條件與事故】
①事故的數量與工作環境的照明條件有密切的關系;
②視覺疲勞是產生事故和影響工效的主要原因;
③眩光會因幢孔縮小而影響視網膜的視物，導致視物模糊;
(2)光環境控制應注意的問題
①應考慮視覺作業的照明與作業安全、視覺工效之間的關系;
②一般照明比較暗淡的控制臺或操作部位需配置局部照明;
③避免強烈的顏色對比以及有光澤的或反射性的涂料;
④使用的各種視覺顯示器之間的亮度差應避免大于10：1。
2.色彩環境
(1)色彩對人的影響
色彩的生理作用主要表現在對視覺疲勞的影響;
①藍、紫色最容易引起眼睛的疲勞，其次是紅色、橙色;
②黃綠、綠、綠藍不易引起疲勞且認讀速度快，準確度高;
色彩對人體其他系統的機能和生理過程也有一定的影響;
①紅色會使人的各種器官機能興奮和不穩定;
②藍色、綠色等色調則會抑制各種器官的興奮并使機能穩定。
(2)色彩控制應注意的問題
①應考慮色彩環境與作業安全、視覺工效之間的關系;
②滿足作業環境使人在視覺上產生愉悅的感覺;
【顏色設計的原則】
①面對作業人員的墻壁，避免采用強烈的顏色對比;
②避免過多地使用黑色、暗色或深色;
③避免有光澤的或具有反射性的涂料;
④控制臺或工作臺應為低的顏色對比;
⑤避免環境中有高飽和色。
