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地大《安全人機(jī)工程》離線作業(yè)
簡(jiǎn)答題:
1. 人機(jī)工程學(xué)的定義、研究方法和研究?jī)?nèi)容。
答:安全人機(jī)工程學(xué),可以定義為:安全人機(jī)工程學(xué)是從的角度和著眼點(diǎn),運(yùn)用的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問題的一門新興學(xué)科。它作為人機(jī)工程學(xué)的一個(gè)應(yīng)用學(xué)科的分支,以安全為目標(biāo)、以工效為條件,將與以安全為前提、以工效為目標(biāo)的工效人機(jī)工程學(xué)并駕齊驅(qū),并成為安全工程學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科。研究人、機(jī)械、環(huán)境三者之間的相互關(guān)系,探討如何使機(jī)械、環(huán)境符合人的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)方面的特性,使人一機(jī)械一環(huán)境相經(jīng)協(xié)調(diào),以求達(dá)到人的能力與作業(yè)活動(dòng)要求相適應(yīng),創(chuàng)造舒適、高效、安全
2、的勞動(dòng)條件的學(xué)科。
安全人機(jī)工程學(xué)的研究方法:
其基礎(chǔ)研究的方法與人機(jī)工程學(xué)的研究方法基本相同,但是研究問題的角度和著眼點(diǎn)與工效(工作、活動(dòng)效率)人機(jī)工程學(xué)相對(duì)成為同一研究領(lǐng)域的兩個(gè)不同的研究側(cè)面,即不同側(cè)重點(diǎn)。安全人機(jī)工程學(xué)是從適合人的角度和著眼點(diǎn)例重于研究人機(jī)結(jié)合面。
安全人機(jī)工程學(xué)的研究方法主要有調(diào)查法、實(shí)驗(yàn)法和模擬法。
安全人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容
安全人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容大體包括:
(1). 研究人機(jī)之間分工及其相互適應(yīng)問題。分工要根據(jù)兩者各自特征,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),達(dá)到高效、安全、舒適、健康的目的。
(2). 研究信息傳遞過程。人與機(jī)器在操作過程中要不斷傳遞信息
3、,因此,機(jī)器上各種顯示器、控制器要設(shè)計(jì)得適合于人使用。
(3). 研究作業(yè)環(huán)境,創(chuàng)造安全的條件。生產(chǎn)場(chǎng)所有各種各樣的環(huán)境條件,例如高溫、高濕、振動(dòng)、噪聲、空氣中的有害物質(zhì)、工作地的狀況等。這些因素,都會(huì)影響人的健康。安全人機(jī)工程學(xué)研究的目標(biāo),是要將這些因素控制在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),使環(huán)境條件符合人的生理和心理要求,從而使操作者感到舒適和安全。
(4). 研究安全裝置。許多設(shè)備都有“危區(qū)”,若無安全裝置、屏障、隔板、外殼、將危區(qū)與人體隔開,便可能對(duì)人產(chǎn)生傷害。因此,設(shè)計(jì)可靠的安全裝置,是安全人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)。
(5). 選擇合適的操作者。人的個(gè)體差異,使操作者對(duì)工作的適應(yīng)程度不同。在人事安
4、排上,要研究人機(jī)關(guān)系的協(xié)調(diào)性,人適其職,才有利于安全生產(chǎn)。
(6). 研究生產(chǎn)過程中,操作者疲勞的特點(diǎn)以及減輕疲勞和緊張度的措施。
(7). 研究人機(jī)系統(tǒng)的可靠性,保證人機(jī)系統(tǒng)的安全。研究事故的預(yù)防和危險(xiǎn)情況的控制。
2. 能量代謝率、氧需、勞動(dòng)強(qiáng)度的定義及疲勞形成的機(jī)理。
答:能量代謝率:為了消除個(gè)人之見的差別,采用勞動(dòng)代謝量和基礎(chǔ)代謝量之比來表示某種體力勞動(dòng)的強(qiáng)度,這一指標(biāo)稱為能量代謝率(RMR)
氧需: 作業(yè)時(shí)人體所需要的氧量決定于勞動(dòng)強(qiáng)度。勞動(dòng)一分鐘所需要的氧量即是氧需。
勞動(dòng)強(qiáng)度:定義:作業(yè)中人在單位時(shí)間內(nèi)做功和肌體代謝能力之比。
疲勞是一種非常復(fù)雜的生理和心理現(xiàn)象
5、,它并非由單一的、明確的因素構(gòu)成,目前對(duì)疲勞的定義也有很大的差異。一般來說,在生產(chǎn)過程中,勞動(dòng)者由于生理和心理狀態(tài)的變化,產(chǎn)生某一個(gè)或某些器官乃至整個(gè)機(jī)體力量的自然衰竭狀態(tài),稱為疲勞。
疲勞感是人對(duì)于疲勞的主觀體驗(yàn),作業(yè)效率下降是疲勞的客觀反映。疲勞具有雙重性的生理意義。積極意義在于它是人體的一種保護(hù)性反應(yīng)。消極作用在于長(zhǎng)時(shí)間和反復(fù)性出現(xiàn)疲勞會(huì)對(duì)人體有害。
疲勞產(chǎn)生的機(jī)理
疲勞是勞動(dòng)過程中人體器官或機(jī)體發(fā)生的自然衰退狀態(tài),是人體能量消耗與恢復(fù)互相交替,中樞神經(jīng)產(chǎn)生自衛(wèi)性抑制的正常生理過程。
1.疲勞物質(zhì)累積理論 在勞動(dòng)過程中,勞動(dòng)者體力與腦力的不斷消耗,在體內(nèi)逐漸積累起某種疲勞物質(zhì)(
6、有人稱其為乳酸),這種物質(zhì)在肌肉和血液中大詹累積,使人的體力衰竭,不能再進(jìn)行有效的作業(yè)。奧博(D.J.Oborne)基于生物力學(xué)的理論對(duì)這一假說又作了進(jìn)一步的分析,由于乳酸分解后會(huì)產(chǎn)生液體,滯留在肌肉組織中末被血液帶走,使肌肉腫脹,進(jìn)而壓迫肌肉間血管,使得肌肉供血越發(fā)不足。倘若在緊張活動(dòng)之后,能夠及時(shí)休息,液體就會(huì)被帶走。若休息不充分,繼續(xù)活動(dòng)又會(huì)促使液體增加。若在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)使用某一塊肌肉,肌肉間液體積累過多而使肌肉腫脹嚴(yán)重,結(jié)祟是肌肉內(nèi)纖維物質(zhì)的形成,這將影響肌肉的正常收縮,甚至造成永久性損傷:
2.力源消耗理論 勞動(dòng)者不論從事腦力勞動(dòng)還是體力勞動(dòng),都需要不斷消耗能量。輕微
7、勞動(dòng),能量消耗較少,反之亦然。人體的能量供應(yīng)是有限的,隨著勞動(dòng)過程的進(jìn)行,體能被不斷消耗,于是由于一種可以轉(zhuǎn)化為能量的能源物質(zhì)“肌糖原”儲(chǔ)備耗竭或來不及加以補(bǔ)充,人體就產(chǎn)生了疲勞
3.中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化理論 勞動(dòng)過程中,人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生一種特殊的功能,即保護(hù)性抑制,使肌肉組織不致過度消耗而受損,保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免于過分疲勞。如人體疲勞時(shí),盡管想看書,卻會(huì)不能自制地磕頭而睡。在這種意義上,疲勞是對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用的一種“信號(hào)”。
4.生理變化理論 在勞動(dòng)中,由于作業(yè)及環(huán)境引起體內(nèi)平衡紊亂狀態(tài)而產(chǎn)生了疲勞。即肌肉活動(dòng)和收縮時(shí),減少了體內(nèi)淀粉的含量,分解為乳酸,并放出熱能供肌肉活動(dòng),
8、當(dāng)體內(nèi)淀粉含量不足或供不應(yīng)求時(shí),就產(chǎn)生明顯的疲勞現(xiàn)象。當(dāng)身體休整后,肝臟重新又源源不斷地提供動(dòng)物淀粉,肌肉本身也有能力將一部分乳酸恢復(fù)為淀粉,另一部分送回肝臟重新合成,使得勞動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行下去。
5.局部血流阻斷理論
靜態(tài)作業(yè)(如持重、把握工具等)時(shí),肌肉等長(zhǎng)收縮來維持一定的體位,雖然能耗不多,但易發(fā)生局部疲勞。這是因?yàn)榧∪馐湛s的同時(shí)產(chǎn)生肌肉膨脹,且變得十分堅(jiān)硬,內(nèi)壓很大,將會(huì)全部或部分阻滯通過收縮肌肉的血流,于是形成了局部血流阻斷。人體經(jīng)過休整、恢復(fù),血液循環(huán)正常,疲勞消除。
3. 顯示器在布局上要注意哪些問題。
答:計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度很快,輸入數(shù)據(jù)、編制程序和打印結(jié)果很慢,機(jī)器經(jīng)常
9、處于空閑狀態(tài),也是因?yàn)闆]有考慮和研究人機(jī)接口系統(tǒng)和人機(jī)功能分配等因素引起的。
在人機(jī)系統(tǒng)中操縱人員被看作系統(tǒng)中的一個(gè)元件。操作人員通過感覺器官(視、聽、觸、嗅、味)接收來自機(jī)器的信息,了解其意義并予以解釋,或先進(jìn)行計(jì)算,再把結(jié)果與過去的經(jīng)驗(yàn)和策略進(jìn)行比較,然后作出決策。
作出決策后,人通過控制器官(手、腳等)去操縱機(jī)器的操縱器,如開關(guān)、按鈕、操縱桿、操縱盤、光筆或呼口令等,來改變機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。機(jī)器隨即發(fā)出新的信息,如此重復(fù)不斷。人機(jī)系統(tǒng)不是孤立存在的,而是存在于某種環(huán)境之中。環(huán)境特性影響人的效率和行為。環(huán)境因素包括溫度、濕度、噪聲、照明、加速、振動(dòng)、污染和失重等。
10、 建立人機(jī)系統(tǒng),必須考慮以下五個(gè)方面:人員選擇訓(xùn)練(包括訓(xùn)練設(shè)備)、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作程序和環(huán)境。建立復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng),除了這五個(gè)方面外,還要考慮人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)性能、人和機(jī)器的特性等,采用系統(tǒng)科學(xué)或信息科學(xué)的方法來設(shè)計(jì)和分析,然后進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn),檢查系統(tǒng)性能和操縱人員操縱的難易程度。
4. 試分析人產(chǎn)生不安全動(dòng)作的的原因,
答:不安全的操作動(dòng)作主要包括習(xí)慣性動(dòng)作、無意動(dòng)作和操作難度(高難)動(dòng)作。習(xí)慣性動(dòng)作是人的一種具有高度穩(wěn)定性和自動(dòng)化(本能性)的行為模式,在緊急狀態(tài)下,人的習(xí)慣性行為會(huì)頑強(qiáng)地表現(xiàn)出來,徹底沖跨經(jīng)訓(xùn)練而建立起來的行為模式。因此,當(dāng)操作者的習(xí)慣性動(dòng)作與工作時(shí)要求的動(dòng)作相左時(shí),在緊
11、急情況下,極易造成事故。減少由此而引起的事故的辦法是使工作時(shí)要求的動(dòng)作與操作者的習(xí)慣性行為模式相協(xié)調(diào)一致。無意動(dòng)作是在作業(yè)中當(dāng)操作者大腦意識(shí)水平暫時(shí)性下降或動(dòng)作路線不佳,動(dòng)作用力不當(dāng),身體平衡失調(diào)時(shí),都可能發(fā)生無意識(shí)動(dòng)作失誤,進(jìn)而導(dǎo)致事故發(fā)生。防止發(fā)生無意識(shí)動(dòng)作失誤的對(duì)策是將機(jī)器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成具有連鎖裝置或利用監(jiān)視器、動(dòng)作警報(bào)器進(jìn)行誤操作監(jiān)視,以阻止人為差錯(cuò)發(fā)展為事故。高難動(dòng)作問題,操作越復(fù)雜,難度越大,需要操作者反應(yīng)的時(shí)間過長(zhǎng),反應(yīng)動(dòng)作過多,這樣,造成差錯(cuò)而導(dǎo)致事故的可能性就越大。因此,對(duì)于操作難度大的機(jī)器,必須利用各種編碼方式,給操作者非常明確的提示。類似所闡述的方式都是克服不安全操作動(dòng)作產(chǎn)生的冗余條件。?
5. 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則是什么。
答:通過如下的設(shè)計(jì):
1、工作空間和工作設(shè)備的設(shè)計(jì)
2、工作環(huán)境設(shè)計(jì)
3、工作過程設(shè)計(jì)
達(dá)到如下要求:
1、完成預(yù)定目標(biāo)
2、人機(jī)協(xié)調(diào)
3、輸入和輸出功能需復(fù)合設(shè)計(jì)能力
4、考慮環(huán)境因素的影響
5、是一個(gè)完善的反饋閉環(huán)回路系統(tǒng)
專心---專注---專業(yè)