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廣東深圳專業醫用器械儀器外觀工業產品設計機械設備設計運行過程中的安全人機工程學
-機械設備設計運行過程中的安全人機工程學
2019/03/05
從安全生產的角度提出如何在機械設計過程中通過合理分配人機功能、優化設計人機界面等方式,將安全人機工程學更好的應用于提高設備本質安全中,確保人-機-環境在安全的基礎上獲得最佳匹配。

  關鍵詞:機械設備; 安全人機工程學;人-機-環境
  中圖分類號:U673.38文獻標識碼: A
  安全人機工程學作為人機工程學一個應用學科的分支,主要是從安全生產的角度著眼,運用人機工程學的原理和方法解決人機結合面的安全生產問題,使人-機-環境三者之間協調發展。
事實上,人-機-環境就是操作者-機械設備-環境系統,其中,人處于主導地位,所以安全人機工程學的核心就是使機械設備、環境條件在初始的設計階段充分考慮人的形態學、生理學、心理學要求,通過最優化的人機匹配方式,確保操作者安全簡便、準確舒適的發揮人-機效能,從而獲得理想的經濟效益和社會效益。

  一、安全人機工程學在機械設備設計中的基本原則和方法
  傳統的機械設計過程通常都是以實現產品功能為主要目標,雖然或多或少涉及了人的因素廣東深圳專業醫用器械外形工業產品設計電視節目研發的“1234”,但大部分仍舊是考慮如何讓人適應機,而不是機宜人。
當前,提高本質安全的總體要求使得我們在機械設計過程中,必須要充分考慮人-機之間的相互協調性,降低各類可預料的安全事故,通過對近些年機械加工行業安全生產事故分析來看,58-70%的事故原因都由人因導致,而這類事故完全是可以預測、防范的。
在安全人機工程學中提到的人-機系統中,解決安全問題的本質是實現生產過程的機械化和自動化,以便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的作業環境中廣東深圳專業G型臂X光機產品設計公司深圳城市空間結構演變徹底解放出來。
例如,帶刀庫的數控加工中心就是在傳統機床的基礎上集成了數字控制系統,實現程序代碼控制精確的銑削加工,不僅減輕了人的勞動強度,提高了安全系統,還大大提高了機械制造的精確度。

  
  所以,人-機-環境之間的關系就是一個信息功能及能量傳遞的閉環系統,如圖一所示的人-機系統模型。
由此可知,在機械設計中,通過合理分配人機功能、適應人體特性、人機界面設計、作業空間的布置等方面可以提高機器的操作性能和可靠性,使操作者的體力消耗和心理壓力盡量降到最低,從而提高信息加工、信息反饋等環節的準確度。
因此,在機械設計過程中運用安全人機工程學應主要把握以廣東深圳專業醫療電子產品造型工業產品設計纖維.研發下幾點:
  1.合理分配人機功能。
在機械設計階段,要分析、比較人-機各自特性,合理分配人機功能。
在可能的條件下,盡量通過實現機械化、自動化,減少操作者干預或介入危險的機會。
隨著微電子技術的發展,人機功能分配出現向機器轉移,人從直接勞動者向監控或監視轉變的趨勢,向安全化生產邁進;
  2.適應人體特性。
在確定機器的有關尺寸和運動時,應考慮人體測量參數、人的感知反應特性以及人在工作中的心理特征,避免干擾、緊張、生理或心理上的危險,如圖二比較所示;
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  3.良好的人機界面。
人機界面,即在機器上人、機進行信息交流和相互作用的界面。
人、機相互作用的所有要素,如操縱器、信號裝置和顯示裝置,都應使操作者和機器之間的相互作用盡可能清楚、明確,信息溝通快捷、順暢;
  4.作業空間的布置。
顯示裝置、操縱裝置的位置及合適的作業面對操作者的心理和行為可產生直接影響。
首先應考慮對安全關系重大的、對實現系統目標有重要影響的操縱器和顯示器,即使使用頻率不高,也要將其布置在操作者操作和視野的最佳位置,這樣可以防止或減少因誤判斷、誤操作而引起的意外傷害事故。

  5.宜人的外觀設計。
由于機械設備本身體積較大,總體結構上宜使用簡潔流暢的線條,色彩上可采用純度和亮度偏低的灰白色,淡綠色,黃橙色等,視覺上令人感覺美觀舒適,但主色調應占大部分面積,整體色彩安排要簡潔宜人,色彩越少則越醒目,整體感也越強。

  二、人-機系統的可靠度分析與評價指標
  1.人-機系統中人的可靠度RH
  影響人的可靠性因素主要有生理因素、心理因素、管理因素、個人素質、操作因素等等。
常見的計算方法主要有差錯概率預測方法(THERP)、認知可靠性模型(HCR)等。
根據日本東京大學井口雅一教授提出的人的可靠度不僅與信息輸入r1、信息處理r2、信息輸出r3三個階段有關,還受到作業時間b、操作頻率c、危險程度d、生理心理因素e和環廣東深圳專業醫療儀器器材工業產品設計淺析高層建筑結構設計境條件f等因素廣東深圳專業醫療器械工業產品設計產品新人的“產品觀”的制約。
人的可靠度概括起來可表示為RH=1-b?c?d?e?f?(1- r1?r2?r3)。

  2.人-機系統中機械的可靠度RM
  為簡便起見,假設環境因素宜人,對機械設備不造成危害,則研究機械的可靠度就轉化為研究設備的可靠度,其指標計算一般通過指數分布、正態分布及威布爾分布函數等進行估算,同時,也可通過大量的統計學數據信息查閱。

  3.人-機系統的可靠度RS
  人-機系統的可靠度是指在規定的時間、條件下完成規定功能的概率。
通過對串、并聯系統計算公式的比較,得到的結論是并聯起來的系統即冗余的人-機系統可靠度更高。
通過以上分析廣東深圳專業醫療器材外觀工業產品設計淺談高層建筑結構設計可知,人-機系統的可靠度RS是一個時間函數,即RS=RH?RM。
所以,要增加RS的概率需要同時提高RH與RM的概率。

  4.提高人-機系統的可靠度的途徑
   (1)部件系統選用并聯設計、組裝;
   (2)機械設備運行頻率應適度;
   (3)設備運行過程中應設置廣東深圳專業醫用器材設備工業產品設計工業設計中度的把握糾錯裝置,當操作者出現誤操作時,也不能釀成系統事故(如,電氣運行中的互鎖保護、計算機系統中的報錯程序等)。

  以德國Sturlgart設計中心為例,在評選優良產品時,其設定的標準為:
  a:產品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合;
  b:產品是否順手和方便使用;
  c:是否能防止使用者操作時意外的傷害和錯用時產生的危險;
  d:各操作單元是否實用;
  e:各元件在安置上能否使其毫無疑問的被辨認;
  f:產品是否便于清洗、保養及修理。

  三、機械設備運行過程中的安全人機工程學
  當機械設備投入使用時,操作者與外部環境均處于動態結合的狀態,其危險性也就更大,只要危險因素存在,即使操作者受過良好的技術培訓和安全教育,有完善的規程,也不能完全避免機械傷害事故的發生。
因此,在機械設備上配置專門用于保護操作者安全的防護裝置就顯得尤為必要。
主要考慮以下幾類:
  1.隔離防護裝置。
防護罩既將操作者隔離于危險區之外,又能阻擋高度飛來物,但防護罩的強度和剛度、能否牢固固定在機械設備或基礎面上、其表面是否存在尖銳棱角等問題是必須考慮周全的,否則極易衍生額外的隱患。

  2.連鎖防護裝置。
通過電氣、液壓、氣動等方法使機械設備相互連鎖或直接與電源開關連鎖,可以有效防止同時接通多個相互干擾的設備單元。

  3.超限防護裝置。
當機械設備的運行參數,如溫度、噪聲、位置等超出規定極值時,該裝置可以自動修復人-機匹配失衡造成的偏差,使機械設備恢復正常運行狀態。

  4.報警防護裝置。
在機械設備發生缺陷或故障及人位于危險區域時,監測設備通過對采集到的信息進行比對,向操作者發出提示信號或蜂鳴警報,以便及時采取相應的措施。

  參考文獻:
  1.吳宗之.安全生產技術.中國大百科全書出版社,2011
  2.王保國、王新泉.安全人機工程學.機械工業出版社,2007
  3.廖可兵、張力.安全人機工程.中國礦業大學出版社,2009
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  5.胡萍.人機工程學在工程機械設計中的綜合應用.2009
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