人机工程设计在石油化工装备上的应用.doc

人机工程制定在石油化工装备上的应用 1 人机工程制定概述 1人机工程制定研究的内容 以人机环境作为研究的基本对象，通过显示人、机、环境之间的互相关系的规律，以达到保证人机环境系统总体性能的最优化。 人:是指作为主体工作的人； 机:是指人所控制的一切对象的总称； 环境:是指人、机器共处的特别条件，它既包括物理、化学因素的效应，也包括社会因素的影响。 一方面既要研究人、机、环境各要素本身的性能，另一方面又要研究这三大要素之间的互相关系、互相作用、互相影响以及它们之间的协调方式，运用系统工程的方法找出最优组合方案，使人机环境系统的总体性能达到最正确状态，即满足舒适、宜人、安全、高效、经济等指标。归纳起来有以下几个方面。 (1)人体特性的研究 (2)人机系统的整体制定 (3)研究人与机器间信息传递装置和工作场所的制定 (4)环境控制和人身安全装置的制定 安全保证技术包括机器的安全本质化、防护装置、保险装置、冗余性制定、防止人为失误装置、事故控制方法、救援方法、安全保护措施等。 2人机工程制定与工业制定的关系 人机工程制定对工业制定的作用可概括为以下几个方面： (1)为工业制定中合计人的因素提供人体静、动态尺度参数 (2)为工业制定中物的功能合理性提供科学依据 (3)为工业制定中合计环境因素提供制定准则 (4)为进行人机环境系统制定提供理论依据 3人机特性比较与功能分配 见人和机器要素的特性比较表。 归纳： 人在检测、图像识别、灵活性、猜测、归纳推理和判断能力等方同优于机器。 机器在速度、出力、反应的准确性、重复性、短期记忆、演绎推理、多通道性能和在环境恶劣的作业等方面优于人。 但是人有一种特别而极为重要的能力，即与其灵活性和多面性有联系的是本身具有修正错误、改正错误和创造的能力。值得注意的是，利用和发展人的技能的必要性，而不是仅仅分配人去做剩下的无法实现自动化的零活。 2 人机系统中人的因素 在人机系统中，人是主要因素。产品是为人所用的，人的大脑、视觉、听觉、肤觉、肌肉、神经都参加工作，那么，当制定产品并建立适宜的工作环境时，就应充分合计这些方面，并力图使产品使用者从不必要的疲惫中解脱出来。 1人体静态测量参数 2人体动态测量参数 3人的感知特性 4人体接受信息的途径及能力 影响人体接受信息，处理信息的主要因素： 无关信息的干扰； 信号维量数的影响； 信号维量数是指各个信号中包含的信号特性个数的量度，各种信号的每一特性为一个维量。 分时的影响； 分时在人机工程学中表示一个人同时做或迅速交替地做两个以上工作的现象。 刺激反应之间的一致性影响 刺激反应之间的一致性可以提升信息的传递率及其可靠性。 三方面：空间位置上的一致性，即显示单元与控制单元在空间位置排列上一一对应；运动方向上的一致性，即如仪表运动方向与人的观念上的适应性；概念上的一致性，如交通信号灯以绿色代表通行，红色代表停止；绿色代表安全，红色代表危险等与人的概念或习惯的适应。 大脑意识状态 5疲惫 三种类型： (1)肌肉疲惫： (2)精神疲惫(刺激疲惫)： (3)生物疲惫(周期性疲惫) 减轻作业疲惫的措施： 提升作业自动化水平； 正确选择作业姿势和体位； 合理制定作业中的用力方法； 改善作业内容，避免单调重复性作业； 合理制定作业空间，优化作业环境。 6人为差错 人为差错主要是由于意觉熟悉上的错误，判断过程中的错误，行为过程中的错误或者在异常状态下的错误行为造成的。为防止人为差错，从人的因素角度合计，主要应避免疲惫、集中注意力、遵守操作规程，还应努力消除和减轻心理和生理上的压力。 3 显示装置的制定 显示装置的形状、大小、分度、标记、空间布局、颜色、照明等因素，都必须使人能很好地接受信息并进行处理。 显示装置分为：视觉显示、听觉传示和触觉传递装置。 常用的显示装置有仪表、荧屏、信号灯、听觉报警器以及各种图形符号等。 1仪表显示制定的基本原则： 2荧屏显示器具有独特的优点： 3信号灯和听觉报警器 4图形符号的应用 4 操作装置的制定 操作装置，按动力分，可分为手控、脚控、声控和光控等几类； 按运动特性分，可分为转动、平动、摆动和牵拉等几类； 按动能分，可分为开关控制、转换控制、调节控制和制动控制等几类。 操作装置的制定与选择，应遵循动作节约原则。 动作节约原则，一般认为由身体使用原则，工作面安排原则和设备与工具制定原则等三个方面组成。 1关于身体使用原则 2关于工作面安排原则 3关于设备、工具的制定原则 5 作业空间与用具制定 作业空间的制定一般包括空间布置、座椅制定、工作台制定以及环境制定。 制定中应遵循以下原则： 1) 作业空间制定必须从人的要求出发，保证人的安全与舒适方便。 2) 依据人的作业要求，首先合计总体布置，再合计局部制定。 3) 要处理好安全、经济、高效三者之间的关系，但应最大限度地减少操的不便和不适。 4) 要把重要的设备、显示装置和操作装置布置在最正确的作业范围内。 5) 设备布置要合计到安全及人流、物流的合理组织。 6) 要依据人的生理、心理特点来布置设备工具等，尽量减少人的疲惫，提升效率。 7) 作业面的布置，要合计人的最正确作业姿势、操作动作及动作范围。 8) 作业空间的布置，即作业面、显示装置、操作装置的布置应注意以下几点： 按操作重要性原则布置 按使用顺序原则布置 按使用频率原则布置 按使用功能原则布置 6 作业环境 环境可分为直接环境和一般环境。 直接环境包括显示、操纵部分的形式、布局、局部照明和空间布置等，主要指人机界面上的一些状况。 一般环境因素主要指物理、化学等因素。 环境对机器的影响是多因素：如温度、湿度、腐蚀性气体和液体、易燃易爆物质、粉尘、振动和噪声等。为使机器能适应环境并可靠地工作，必须依据不同状况采用相应的防护措施。 环境对人的影响因素就更多，从性质上可分为： 1物理因素 2化学因素 3生理因素 4心理因素 5生物因素 6其它还有社会心理因素。 依据作业环境对人体的影响和人体对环境适应程度，可分为四个区域。 1最舒适区 2舒适区 3不舒适区 4不能忍受区