安全人機工程基本知識
一、安全人機工程的概念、主要研究內容及其分類
(一)安全人機工程的定義
安全人機工程是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,以確保系統高效、經濟運行的一門綜合性的邊緣科學。
(二)安全人機工程的主要研究內容
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系,主要內容包括如下4個方面:
(1)分析機械設備及設施在生產過程中存在的不安全因素,并有針對性地進行可靠性設計、維修性設計、安全裝置設計、安全啟動和安全操作設計及安全維修設計等。
(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,進行合理的功能分配,以構成不同類型的最佳人機系統。
(3)研究人與機器相互接觸、相互聯系的人機界面中信息傳遞的安全問題。
(4)分析人機系統的可靠性,建立人機系統可靠性設計原則,據此設計出經濟、合理以及可靠性高的人機系統。
在人機系統中人始終起著核心和主導作用,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生產過程的機械化和自動化,讓工業機器人代替人的部分危險操作,從根本上將人從危險作業環境中徹底解脫出來,實現安全生產。
(三)人機系統的類型
人機系統主要有兩類,一類為機械化、半機械化控制的人機系統;一類為全自動化控制的人機系統。
機械化、半機械化控制的人機系統,人機共體,或機為主體,系統的動力源由機器提供,人在系統中主要充當生產過程的操作者與控制者,即控制器主要由人來操作。在控制系統中設置監控裝置,如果人操作失誤,機器會拒絕執行或提出警告,其結構如圖4一l所示,這是現代生產中應用最多的人機系統。系統的安全性主要取決于人機功能分配的合理性,機器的本質安全性及人為失誤。
在全自動化控制的人機系統中,以機為主體,機器的正常運轉完全依賴于閉環系統的機器自身的控制,人只是一個監視者和管理者,監視自動化機器的工作。只有在自動控制系統出現差錯時,人才進行干預,采取相應的措施。其結構框圖如圖4-2所示。系統的安全性主要取決于機器的本質安全性、機器的冗余系統失靈以及人處于低負荷時應急反應變差等。
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