第七節 安全人機工程基本知識
一、定義與研究內容
(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。
二、機械設計本質安全
(一)機械設計本質安全的定義
機械設計本質安全是指機械的設計者，在設計階段采取措施來消除安全隱患的一種機械安全方法。包括在設計中排除危險部件，減少或避免在危險區處理工作需求，提供自動反饋設備并使運動的部件處于密封狀態之中等。
(二)機械失效安全
機械設計者應該在設計中考慮到當發生故障時不出危險。
這一類裝置包括操作限制開關，限制不應該發生的沖擊及運動的預設制動裝置，設置把手和預防下落的裝置，失效安全的限電開關等。
(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，通過定位達到安全的目的。設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行維修等情況。
(四)機器的安全布置
在車間內對機器進行合理的安全布局，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、調試和清潔。
(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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