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1、ergonomics-notes-p05-ergonomics-notes-p05-10v210v224 工作过程工作过程 work process 在工作系统中，人、工作设备、材料、能量和信息在时间和空间上相互作用的顺序。25 工作空间工作空间 work space 为了完成工作任务，在工作系统中分配给一个或多个人的空间范围。26 工作环境工作环境 work environment 在工作空间中，人周围的物理的、化学的、生物学的、社会的和文化的因素。27工作应激工作应激(或外部负荷或外部负荷) work stress(or external load) 在工作系统中干扰人的生理和或心理状态的
2、那些外部条件和要求的总和。28 工作紧张(或内部反应) work strain(or internal reaction) 工作应激对人的个体特性和能力的影响。29 工作疲劳工作疲劳 work fatigue 工作紧张引起的局部性或全身性的非病理的各种表现，通过休息可完全恢复。 3一般指导原则一般指导原则31工作空间和工作设备的设计工作空间和工作设备的设计311 与身体尺寸有关的设计312 有关身体姿势、肌力和身体动作的设计313 有关信号、显示器和操纵器设计32工作环境设计工作环境设计a) 工作场所的大小(总体布置、工作空间和通道)应适当。b) 通风应按下列因素来调节，例如：c) 热环境d)
3、 照明: e)颜色f)声学工作环境g)振动和冲击不应当引起身体损伤和病理反应33工作过程设计工作过程设计 工作过程的设计应当保证工作者的健康和安全，改善他们的生活质量，增进工作绩效。 采用下列一种或几种，以改善工作过程的质量： a) 由一名代替几名操作者来完成属于同一工作职能的几项连续操作(职能扩大)。 b) 由一名代替几名操作者来完成属于不同工作职能的连续操作。例如，组装作业后的质量检查可由次品检出人员来完成(职能充实)。 c) 变换工作，例如在装配线上或在工作班组内组织工作者自愿变换工种。 d) 有组织的或无组织的工间休息。1范围范围 本标准规定了工作系统设计的人类工效学的基本原则。用于对
4、人的生活质量、安全和健康的最佳工作条件的设计，同时也考虑到技术和经济上的效果。2 2 定义定义 21 工作系统 work system 为了完成工作任务，在所设定的条件下，由工作环境、工作空间、工作过程中共同起作用的人和工作设备组合而成的系统。22 工作任务 work task 是工作系统所要达到的结果。23 工作设备 worke quipment 在工作系统中所使用的工具、机器、运载工具、器件、设施、装置和其他要素。24 工作过程 work process 在工作系统中，人、工作设备、材料、能量和信息在时间和空间上相互作用的顺序。25 工作空间 work space 为了完成工作任务，在工作
5、系统中分配给一个或多个人的空间范围。26 工作环境 work environment 在工作空间中，人周围的物理的、化学的、生物学的、社会的和文化的因素。 注：本标准不涉及社会的和文化的因素。27工作应激(或外部负荷) work stress(or external load) 在工作系统中干扰人的生理和或心理状态的那些外部条件和要求的总和。28 工作紧张(或内部反应) work strain(or internal reaction) 工作应激对人的个体特性和能力的影响。29 工作疲劳 work fatigue 工作紧张引起的局部性或全身性的非病理的各种表现，通过休息可完全恢复。 3一般指导
6、原则一般指导原则31 工作空间和工作设备的设计311 与身体尺寸有关的设计 对工作空间和工作设备的设计，应考虑到在工作过程中身体尺寸的因素。 工作空间应适合于操作者，特别是下列各点： a) 工作高度应适合于操作者的身体尺寸及所要完成的工作类型。座位、工作面和或工作台应设计得能保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能适当地得到支撑，两肘置于身体两侧、前臂呈水平状。 b) 座位装置应调节到适合于人的解剖、生理特点。 c) 应为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿和足的活动提供足够的空间。 d) 操纵器应设置在机体功能可及的范围内。 e) 把手和手柄应适合于手功能的解剖学特性。312 有关身
7、体姿势、肌力和身体动作的设计 工作设计应避免肌肉、关节、韧带以及呼吸和循环系统不必要的或过度的紧张，力的要求应在生理条件所允许的范围内。身体的动作应遵循自然节奏。身体姿势、力的使用与身体的动作应互相协调。3121 身体姿势 主要应注意下列各点： a) 操作者应能交替采用坐姿和立姿。如果必须两者择一，则通常坐姿优于立姿；然而工作过程也可能要求立姿。 b) 如果必须施用较大的肌力，则应通过采取合适的身体姿势和提供适当的身体支撑，使通过身体的力链或力矩矢量最短或最简单。 c) 避免因身体姿势造成长时间静态肌紧张所致的疲劳。应该可以变换身体姿势。3122 肌力 主要应注意下列各点： a) 力的要求应与
8、操作者的肌力相适合。 b) 所涉及的肌肉群必须在肌力上能满足力的要求。如果力的要求过大，则应在工作系统中引入助力装置。 c) 应该避免同一肌肉群处于长时间静态性紧张状态。工作系统设计的人类工效学原则工作系统设计的人类工效学原则3123 身体动作 主要应注意下列各点； a) 身体各动作间应保持良好的平衡，为了长时间能维持稳定，最好能变换动作。 b) 动作的幅度、强度、速度和节拍应相互协调。 c) 对高精度要求的动作，不应要求使用很大的肌力。 d) 如适当的话，应设置引导装置，以便于动作的实施和明确其先后顺序。313 有关信号、显示器和操纵器设计3131 信号与显示器 信号和显示器应以适合于人的感
9、知特性的方式来加以选择、设计和配置。尤其应注意下列各点： a) 信号和显示器的种类和数量应符合信息的特性。 b) 当显示器数量很多时，为了能清楚地识别信息，其空间配置应保证能清晰、迅速地提供可靠的信息。对它们的排列可根据工艺过程或特定信息的重要性和使用频度进行安排，也可依据过程的功能、测量的种类等来分成若干组。 c) 信号和显示器的种类和设计应保证清晰易辨，这一点对于危险信号尤其重要。应考虑例如强度、形状、大小、对比度、显著性和信噪比。 d) 信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的速率和方向相一致。 e) 在以观察和监视为主的长时间的工作中，应通过信号和显示器的设计和配置来避免超负荷和负荷
10、不足的影响。3132 操纵器 操纵器的选择、设计和配置应与人体操作部分的特性(特别是动作)相适合，并应考虑到技能、准确性、速度和力的要求。特别是下列各点： a) 操纵器的类型、设计和配置应适合于控制任务。应考虑到人的各项特性，包括习惯的和本能的反应。 b) 操纵器的行程和操作阻力应根据控制任务和生物力学及人体测量数据加以选择。 c) 控制动作、设备响应和信息显示应相互适应。 d) 各种操纵器的功能应易于辨别，避免混淆。 e) 在操纵器数量很多的场合，其配置应能确保操作的安全、明确和迅速，并可根据操纵器在过程中的作用和使用的顺序等将它们分组，其方法与信号的配置相似。 f) 关键的操纵器应有防误操
11、作保护装置。32工作环境设计 工作环境的设计应以客观测定和主观评价为依据，保证工作环境中物理的、化学的和生物学的因素对人无害，以保证工作者的健康、工作能力及便于工作。 对于工作环境应特别注意以下各点： a) 工作场所的大小(总体布置、工作空间和通道)应适当。 b) 通风应按下列因素来调节，例如： 室内的人数； 体力劳动强度； 工作场所的大小(考虑到工作设备)； 室内的污染物质的产生情况； 耗氧设备； 热条件。 c) 应按照当地的气候条件调节工作场所的热环境，主要应考虑： 气温； 空气湿度； 风速； 热辐射； 体力劳动强度； 服装、工作设备和专用保护装备的特性。 d) 照明应为所需的活动提供最佳
12、的视觉感受。对下列诸因素应特别注意： 亮度； 颜色； 光分布； 无眩光及不必要的反射； 亮度的对比度和颜色的对比； 操作者的年龄。e) 在为房间和工作设备选择颜色时，应该考虑到它们对亮度分布、对视觉环境的结构和质量及对安全色感受的影响。 f) 声学工作环境应避免有害的或扰人的噪声的影响，包括外部噪声的影响，应该特别注意下列因素； 声压级； 频谱； 随时间的分布； 对声信号的感觉； 语言清晰度。 g) 传递给人的振动和冲击不应当引起身体损伤和病理反应或感觉运动神经系统失调。 h) 应避免使工作者接触危险物质及有害的辐射。 i) 在室外工作时，对不利的气候影响(例如：热、冷、风、雨、雪、冰)应提供
13、适当的遮掩物。33 工作过程设计 工作过程的设计应当保证工作者的健康和安全，改善他们的生活质量，增进工作绩效。特别是要防止超负荷或负荷不足。超越了操作的生理和或心理机能范围的上限或下限，会形成超负荷和或负荷不足。例如： 躯体的或感觉的超负荷使人产生疲劳； 相反地，负荷不足或使人感到单调的工作会降低警觉性。 生理上和心理上施加的压力不仅有赖于在31和32中所考虑的因素，而且也有赖于操作的内容和重复程度以及操作者对整个工作过程的控制。 应该注意采用下列方法中的一种或几种，以改善工作过程的质量： a) 由一名代替几名操作者来完成属于同一工作职能的几项连续操作(职能扩大)。 b) 由一名代替几名操作者
14、来完成属于不同工作职能的连续操作。例如，组装作业后的质量检查可由次品检出人员来完成(职能充实)。 c) 变换工作，例如在装配线上或在工作班组内组织工作者自愿变换工种。 d) 有组织的或无组织的工间休息。 在采用上述方法时，应该特别注意下列各点： e) 警觉性的变化和工作能力的昼夜变化。 f) 操作者之间工作能力上的差异以及随年龄的变化。 g) 个人技能的提高。A1 A1 补充定义补充定义A11 工作设计 job design 在各独立任务的时间和空间中组织和排序。A12 工作组织 work organization 在一个或多个工作系统中，人与人之间的关系和相互作用。A2 A2 工作条件的优化
15、工作条件的优化 图图A2 注：工作系统的要求与工作者的能力之间往往存在着不匹配现象。要使工作者的能力与工作系统要求之间的不匹配现象减少到最低限度，应该通过修改工作系统要求以适合工作者的工作能力，或者通过教育和培训提高工作者的工作能力这二种途径。在某些情况下，可能要从那些具有某些先天特性的人中去挑选合适的工作者。要优先考虑设计，而不是培训及选择人员，以便能提供让尽可能多的人都有能力完成的工作。在某些情况下，达到这一目的最佳方法是根据个人需要，给他们提供相应的设施，以便使他们能适应工作要求。 A4 设计过程的结构设计过程的结构A3工作者和工作系统之间的关系模式工作者和工作系统之间的关系模式以图表的
16、形式给出了影响工作系统设计的各种因素，同时表明了各层次之间如何关联以及设计过程的复杂性。图中显示了工作者和机器及工作场所之间的相互作用关系，并给出了完成工作任务所在的总体物理环境。工作系统所在的组织结构可能造成的影响也必须加以考虑，虽然要把它正式并入设计过程非常困难。另外，社会的和文化的因素所造成的可能冲击也不容忽视。 给出了设计过程的结构图，其中阶段与阶段结果之间有一个明显的界限。各阶段可以用定向、分析、任务分配、物质化、确认及实施加以定性描述。目的在于建立一个最佳工作系统。 这一总的目标可通过完成设计过程中相应阶段的任务加以完成。例如，定向阶段的这一子目标是把工作系统任务给出一个描述。当一
17、个阶段完成后，其子目标就转化成了结果。在进行下一阶段之前，有关人员应对有关完成阶段的结果加以评估。这一设计过程可适用于解决特殊的设计问题。 完成设计过程要进行多种活动。如：提出报告，考察，调研，文献研究，绘图，计算，讨论以及用户的参与。问题的关键是要以一种简捷、有效的方法来进行。 这一草图给出的并不是活动顺序，而是一个设计过程的结构。这一结构图对手决定采取什么样的行动大有益处。人机界面与人和技术措施之间的相互作用有关。从物理意义上讲，人机界面是人机相互作用所必须的技术方案的一部分，它给人提供技术方案的信息，以使人能够控制机器。人机界面的设计从始至终都包含于设计过程中，在图A4中以虚线头来表示。
18、 5.累积损伤疾病与操作工具设计累积损伤疾病与操作工具设计危害危害(美国美国) )绝对数绝对数:与手部工具有关的损伤超过260,000，其相关的医疗费用高达4亿美元 办公室工作人员的增长率最高特别是一些键盘操作人员 6/1000从事钢铁和电子工业的生产工人 78%；相对数相对数:累积损伤疾病的发病率几乎是130/200,000工作小时 （ 200,000 = 200个工人工作半年）5.1.累积损伤疾病及原因累积损伤疾病及原因累积损伤疾病累积损伤疾病: 由于不断重复使用身体某部位重复使用身体某部位而导致的肌肉、肌腱、腱鞘、神经、血管、骨肌肉、肌腱、腱鞘、神经、血管、骨骼骼的疾病。骨关节骨肌肉 韧
19、带 腱腱鞘腱鞘:一些运动剧烈的部位如手和足部，长肌腱通过骨面时，其表面的深筋膜增厚，并伸向深部与骨膜连接，形成筒状的纤维鞘，其内含由滑膜构成的双层圆筒状套管，套管的内层紧包在肌腱的表面，外层则与纤维鞘相贴。两层之间含有少量滑液。因此肌腱既被固定在一定位置上，又可滑动并减少与骨面的摩擦。累积损伤疾病累积损伤疾病常见部位常见部位:上肢：上肢：手指、腕、前臂、大臂后背：后背：软组织、脊柱颈部：颈部：肩颈综合症肩颈综合症、颈锥酸酸痛痛麻木或失去知麻木或失去知觉觉肌力減退肌力減退工作能力衰退工作能力衰退累积损伤疾病累积损伤疾病常见症状常见症状: 手指、腕、前臂、大臂和肩部的腱、肌肉、手指、腕、前臂、大臂
20、和肩部的腱、肌肉、神经软组织损伤神经软组织损伤受力受力操作力的不断挤压会使软组织、肌肉和关节无法保持舒适状态，力的大小和出力时间决定疲劳和损伤的程度。重复重复任务重复的越多，肌肉收缩的越快、越频繁 ，高速收缩的肌肉比低速收缩的肌肉产生的力量要小 姿态姿态决定了关节位置是否舒适，不正常/不平衡的姿态会延长相关组织的机械压力，增加静态负荷休息休息乳酸的堆积和能量物质的过度消耗，疲劳的肌肉持续工作增加了损伤的可能。累积损伤疾病原因分析累积损伤疾病原因分析：常常见的累的累积损伤疾病：疾病： 上肢：上肢：肌腱炎、腱鞘炎、腕管综合症、网球肘后背：后背：韧带松弛或绷得过紧、腰间盘凸出颈部：颈部：软组织损伤、
21、颈椎病 5.2.累积损伤疾病的生理物理原理累积损伤疾病的生理物理原理1)施力方式施力方式动态施力动态施力(等张收缩等张收缩)：收缩时肌肉长度变化，肌肉张力不变。静态施力静态施力(等长收缩等长收缩)：收缩时肌肉张力变化，肌肉长度不变。静态肌肉施力的危害静态肌肉施力的危害收缩引起内压增大，压迫血管，阻止血液供给，无法得到氧，肌肉疲劳，酸痛。只有小于15%20%的最大收缩力，血液才能保持稳定供应。2)施力大小极限施力大小极限坐姿时坐姿时手臂在手臂在不同角不同角度和方度和方向上的向上的操纵力操纵力 手臂的角手臂的角度度（度）（度）拉力拉力推力推力左手左手右手右手左手左手右手右手180150120906
22、0向向后后向前向前5205004203602705405504703902805405004403703606205504603904101801501209060向上向上向下向下1272102202202101902202702402401902202402402202202402802802401801501209060向内侧向内侧向外侧向外侧190210200210220220240240220230130130130150140150150150160190左手力量小于右手；左手力量小于右手；手手臂臂处处于于侧侧面面下下方方时时，推推拉拉力力都都较较弱弱，但但其其向向上和向下的力较大；
23、上和向下的力较大；拉力略大于推力；拉力略大于推力；向下的力略大于向上的力；向下的力略大于向上的力；向内的力大于向外的力。向内的力大于向外的力。坐姿时手臂坐姿时手臂手臂操纵力的一般规律为：手臂操纵力的一般规律为：立姿时手的操纵力立姿时手的操纵力 其它姿态的操纵力其它姿态的操纵力 人机工程伤害危险工作量化分类表项目每个工作日次数或小时数低危险中危险高危险用力情况手指捏力大于55 N2525120120手指向下按压力大于90 N2525120120手的握力大于230 N2525120120用手掌心打击2525120120力集中于皮肤小面积上2525120120单手推或拉力大于200 N1010606
24、0双手推或拉力大于270 N10106060双手向下拉力大于390 N10106060提或搬运大于230 N的物体10106060姿势状态手腕完全弯向一方1 8001 8003 6003 600手掌心朝向上方2502501 2001 200肘高过肩或手在肩后180180300300头完全向下或向上240240360360站立时躯干前弯60超过10 s或坐着时头或肘在膝前超过10 s5050240240重复动作节度复作关过重动指大于8 000次/d12 00012 00016 00016 000手大于4 000次/d6 0006 0008 0008 000肘/前臂大于2 000次/d3 0003
25、 0004 0004 000肩大于600次/d9009001 2001 200使用振动工具使用振动工具超过4h5h57h7h国家规定的体力搬运重量限值：国家规定的体力搬运重量限值： 性别 搬运类别 单位 搬运方式 搬 扛 推或拉 男 单次重量Kg 15 50 300 全日重量T 18 20 30 全日搬运重量和相应步行距离乘积Tm 90 300 3000 女 单次重量Kg 10 20 200 全日重量T 8 10 16 全日搬运重量和相应步行距离乘积Tm 40 150 1600 3)施力时间极限施力时间极限8% 10% 可长时间作业相对肌力大小不应超过15%20%相对肌力大小与可持续时间成双曲
26、线关系15 25 50 10020100时间min%相对肌力大小影响肌肉出力的因素总结影响肌肉出力的因素总结:1.施力形式(静态、动态）；2.姿态及用力方向 （提、拉、压、扭，推）; 3.用力时间; 4.用力部位或面积;5.用力的重复性、振动环境、休息6.个人遗传、营养、体重、年龄、性别、训练等。2030岁达高峰，4050开始下降，女性比男性小30%；4.3.上肢累计损伤疾病上肢累计损伤疾病 上肢系统包括：上肢系统包括：肩肩大臂大臂小臂小臂腕腕手手上肢系统构造：上肢系统构造：骨、肌肉、关节、肌腱、韧带、血管和神经这些组织相互配合完成特定的作业。上肢系统的姿态及内应力上肢系统的姿态及内应力手的三
27、状态手的三状态尺骨偏移、尺骨偏移、(自然)、经向偏移经向偏移腕的三状态腕的三状态外翻、外翻、(自然)、内弯内弯上臂姿态上臂姿态前伸，上抬前伸，上抬肌腱炎和腱鞘炎肌腱炎和腱鞘炎:尺偏、掌屈、腕外转，重复+冲击载荷，受损伤的腱内的个别纤维被拉伤，而且被感染的腱会肿大 ，如未休息损伤扩大到滑液导致腱鞘炎滑膜炎滑膜炎、腕道综合症腕道综合症:腕过分弯曲造成腱鞘炎，压迫正中神经，使受伤。肩部损伤肩部损伤肩颈综合症：肩颈综合症：保持上臂-前伸的斜方肌静态长期受力引起肩部疼痛肘部损伤肘部损伤网球肘：网球肘：肘部疼痛症状上肢相关的职业病：上肢相关的职业病：4.4.颈部颈部与腰部损伤疾病与腰部损伤疾病急性创伤急性
28、创伤 ：外力作用超过脊柱及软组织的生理负荷，造成不同外力作用超过脊柱及软组织的生理负荷，造成不同程度的脊柱、肌肉、筋膜、韧带、关节囊等损伤破坏，包括骨折、程度的脊柱、肌肉、筋膜、韧带、关节囊等损伤破坏，包括骨折、脱位、出血、肿胀、纤维断裂等。创伤的特点是受伤均与外力有关。脱位、出血、肿胀、纤维断裂等。创伤的特点是受伤均与外力有关。慢性劳损：慢性劳损：长期、反复、持续的应力集中于脊柱的椎间盘、韧带、长期、反复、持续的应力集中于脊柱的椎间盘、韧带、小关节及肌肉、筋膜等组织，超出了组织所能承受的疲劳程度，就小关节及肌肉、筋膜等组织，超出了组织所能承受的疲劳程度，就会产生脊柱的损伤或永久性变形。会产生
29、脊柱的损伤或永久性变形。慢性炎症：慢性炎症：脊柱周围的各种炎症可以直接刺激邻近的肌肉、韧带，脊柱周围的各种炎症可以直接刺激邻近的肌肉、韧带，造成该处张力降低，韧带松弛或关节内外平衡失调，致使脊柱退行造成该处张力降低，韧带松弛或关节内外平衡失调，致使脊柱退行性改变加剧或提早，也可发生骨质脱钙，使颈椎稳定性遭到损害，性改变加剧或提早，也可发生骨质脱钙，使颈椎稳定性遭到损害，导致颈椎失稳而引发骨质增生。导致颈椎失稳而引发骨质增生。（一）与作业相关的（一）与作业相关的颈部颈部与腰部损伤疾病概述与腰部损伤疾病概述脊柱骨关节及周边软组织生理、病理性因素引发的疾病脊柱骨关节及周边软组织生理、病理性因素引发的
30、疾病 （二）脊柱构造（二）脊柱构造:颈椎颈椎7块块胸椎胸椎12块块腰椎腰椎5块块骶及尾各骶及尾各1块块;脊柱由脊椎骨及椎间盘构成脊柱由脊椎骨及椎间盘构成脊柱的长度，脊柱的长度，3/4由椎体构成，由椎体构成，1/4由椎间盘构成由椎间盘构成椎间盘椎间盘：两椎体间的物质即是椎间盘。椎间盘由椎体软软骨板、髓核及纤维环骨板、髓核及纤维环三部分组成。纤维环纤维环质地坚硬而富有弹性 软骨板：软骨板：为透明软骨，形成椎间盘的上、下壁，与椎体的松质骨相接，并与纤维环融合，将髓核密封其中 髓核：髓核：白色的类似粘蛋白物，含有很多水分及软骨细胞 ，调节椎间盘压力, 髓核处于纤维环的包围中，犹如一个滚珠，起着弹性垫的
31、作用，可以缓冲外力。 腰椎椎管腰椎椎管脊柱整体的侧面观，可见四个脊柱整体的侧面观，可见四个弯曲。弯曲。颈曲和腰曲凸弯向前，椎间盘颈曲和腰曲凸弯向前，椎间盘较厚，其前部尤甚较厚，其前部尤甚胸曲和骶曲凸弯向后，椎间盘胸曲和骶曲凸弯向后，椎间盘变薄。变薄。（三）（三）脊柱功能脊柱功能: 支持、保护和运动支持：支持：上部长，能活动，好似支架，悬挂着胸壁和腹壁；下部短，比较固定，身体的重量和所受的震荡即由此传达至下肢。保护：保护：脊柱前面的椎体与胸腹内脏邻近，非但保护脏器本身，同时尚保护至脏器的神经、血管；脊柱内的椎管，上通颅腔，下达骶管裂孔，周围除椎间孔外均为韧带所封闭，椎管内容纳脊髓，上连脑，两侧发
32、出脊神经根，形成31对脊神经。运动：运动：相邻两椎骨间运动范围很小，但多数椎骨间的运动累计在一起，就可进行较大幅度的运动，其运动方式包括屈伸、侧屈、旋转和环转等项。众多的脊椎骨，由于周围有坚强的韧带相连系，能维持相当稳定。椎骨彼此之间关节相连，具有相当程度的活动，每个椎骨的活动范围虽然很少，但如全部一起活动，范围就增加很多，颈曲与腰曲最灵活，骶部完全不动。当脊柱向一侧弯曲时，椎间盘被挤压的一侧变薄，而对侧增厚，同时髓核也可向对侧轻微移动，伸直时则又恢复原状。随外力的变化脊柱的弯曲度和形状随之改变。（四）脊柱的运动特性概述（四）脊柱的运动特性概述（五）（五）常见后背疾病常见后背疾病:韧带松弛或绷
33、得过紧韧带松弛或绷得过紧: : 肌肉、脊柱神经纤维不均衡和紧张引起腰背部疼痛。不正确的搬运物品，工作台面的高度过低，运动损伤等等都会引起腰背部疼痛或加重腰背部疼痛的临床症状。腰间盘凸出：腰间盘凸出：脊柱的骨、关节、脊柱神经纤维发生不可逆的退行性病变许多腰背部疼痛很难在短时间内根治，而且即使暂时治愈，复发率也相当高。所以腰背部疼痛要比其他疾病更折磨人，而发病原因却常常搞不清楚，致使许多人不断遭受持续或间歇性发作的腰背部疼痛的困扰，从而影响了工作和生活，严重者甚至丧失劳动能力。 1.一天中随时检查身体的姿势是否正确，尤其是在工作时，这样就会养成姿势正确的习惯。 2.避免长时间采取任何会引起腰背部肌
34、肉紧张的姿势，如整天趴在工作台前工作，或在脸盆里洗头。一个持续的错误姿势让肌肉紧张、韧带伸展，引起疼痛，还可能使肌纤维痉挛，一些肌纤维形成很硬、很痛的结节。 3.避免站着不动，无论时间长短。如果做不到，做些伸展动作或将一条腿靠在凳子或栏杆上，减少对腰部的牵拉。 4.在进行任何锻炼或干重的家务活（如园艺）前先做热身动作。 5.进行使背部和腹部肌肉强壮并具柔韧性的练习，因为如果肌肉不能支撑脊柱，脊柱会变得不稳定，并且容易受伤。 6.确保体重与身高、体格、年龄相符，保持适当的体重。 7.休息和睡眠，因为椎间盘在休息和睡眠时能重新吸收它们在日常活动中丢失的水分。 8.避免同时做两种动作，尤其是需要不同
35、的肌群参与时，例如不要在搬重物时转身，这经常发生在抱着小孩离开车座时。 9.每天抽点儿时间放松一下，这样可以缓解肌肉紧张，尤其是颈部周围的肌肉。 10.如果不得不提重物，要使重量平均分配在两只手上，重量不均会使脊柱两侧受力不均。颈部颈部:要支撑四五千克重的头部，还要保持高度的灵活性，完成转头、抬头、低头等动作，致使颈部负担加重。体力劳动强度增加，头颈部过度运动和不良姿势等原因，可致使颈肩背部肌肉和韧带等组织劳损，而引起颈椎及其周围软组织损伤。脊柱脊柱:脊柱的弯曲可协助椎间盘减少振荡，但却使支撑力减少，在弯曲交界处容易损伤（如胸12，腰1）及慢性劳损（如腰4、腰5）成为腰痛的易发病处。肩背部肩背
36、部: : 支撑头颈部的是肩背部，悬挂着占体重1/8的两条胳膊，两条胳膊在拿重物时，所有负担就全落在肩背上了。以脊背为中心，颈部与腰部经常承受过重负担，加之腰背部结构精密、巧妙、复杂，因而很容易受损而患病。神经：神经： 脊柱前后两面之间为椎管，内藏脊髓，其周围骨性结构如椎体、椎弓、椎板，因骨折或其他病变而侵入椎管时，即可引起脊髓压迫症，甚至仅小量出血及肉芽组织即可引起截瘫。（五）（五）后背疾病的生理原因后背疾病的生理原因:4.5.累积损伤疾病的预防与合理的工具设计累积损伤疾病的预防与合理的工具设计工具设计设计原则：工具设计设计原则：实例一实例一: 保持手腕伸直保持手腕伸直防止静态负荷、长期受力、
37、冲击、重复、局部压力带弯柄的锤子带弯柄的锤子可以降低尺骨的偏差 借助手柄的弧度，在操作时就可以保持手腕的水平。结果，使用第一种钳子的工人比起第二组工人，其腱鞘炎的比例要大的多。 实例二实例二:使组织压迫最小：使组织压迫最小：传统涂料刮具的手柄是直的，所以在手握紧工具工作时，对尺骨动脉造成了一定的压力，如果对其手柄稍作改进，增加一个垂直的短柄，就可以依靠拇指和食指之间的坚硬组织来操作，工人就会舒服很多实例三实例三:减小手指的重复活动减小手指的重复活动 实例四实例四:把手设计：把手设计：直径取决于用途和手尺寸，着力3040mm，精密抓握816mm;长度掌宽7197mm， 把应为100120;形状圆
38、形双把手抓握空间，抓力大小，平行把4550，内弯把7580个体差异女手握力为男性2/3、非惯用手仅为惯用手力的80%。1) 1) 工程控制工程控制按人机工程原则重新设计或改进生产线、工作台、工具或设备的某些部分，以避免和减少重复动作、过度用力或其它危险因素省力设备：设计加料提升机代替两人抬料桶向高位料斗加料；可调整性：坐椅和工作台设计成可调高度，就可适应不同身高和不同要求的使用者.减少幅度：工具、零件、工作对象双手可及的空间维持平衡避免静态施力：使用夹具固定工具的形状和操作力分布累积损伤疾病的预防：累积损伤疾病的预防：消除和控制人机工程伤害的基本对策是“三个控制2) 2) 行政管理控制行政管理
39、控制管理控制指设计采用可以减少工作时间、频率或其它降低或消除人机工程伤害的方法.如：放慢特定的工作步调；提供正确的工作制度和工间休息；选择适合特定工作的工作人员；减少工作时间；实行工作轮换.3) 3) 工作实践控制工作实践控制使员工了解并遵守适当的工作技巧与步骤,训练员工了解肌肉骨骼伤害危害与舒缓工作负担的技巧用适当的方法进行工作；如搬移重物高差太大和远离平衡位置正确地使用工具和设备；工作时采用正确的体位和姿势：不必要的长期立姿和静态施力健康照护:对有肌肉骨骼伤害风险之族群进行作业观察与安排理学检查,并研拟改善方案,给予适当的工作建议与安排,必要时需就医手术治疗人因疾病的研究分析：人因疾病的研
40、究分析：工作者伤工作者伤( (病病) )研究研究工作情况调查工作情况调查工作者和其完成的任务是否相适应?工作者和其所使用的工具、设备、用具等是否相匹配协调?工作者所处的物理环境是否良好?如果上述问题的回答是否定的，就有发生人机工程伤害的可能.伤伤( (病病) )现象观察现象观察人机工程伤害主要表现为：肌腱的疲劳与损伤；肌肉的疲劳与损伤；神经系统的疲劳与损伤；循环系统障碍与病变.致伤原因分析致伤原因分析人机工程伤害的原因和表现主要有：由于过度用力，造成背部伤害、疝、疲劳和扭伤等；如果长时间的过度使用肢体或器官，可能产生诸如腕关节综合症，腰疼和积累性损伤，肌肉疲劳，肩、颈酸痛，下肢静脉曲张，眼睛疲
41、劳和损伤等；当不正确的使用肢体和器官时，会发生如下反应，如姿势动作不正确引起背部伤害、慢性背痛，工作位置不当造成积累性损伤失调，照明不良导致眼睛疲劳等；在不良的物理环境下，如使用振动工具，在低温和高温环境下工作，会引起末梢神经、末梢循环和运动出现障碍，中枢神经机能发生障碍，骨关节病变.工作因素分析工作因素分析工作中常见的容易引起人机工程伤害的危险因素主要有如下几个方面：用力情况：用力情况：手指捏力大于55 N；手指向下按压力大于90 N；手的握力大于230 N；单手推或拉力大于200 N；双手推或拉力大于270 N；双手向下拉力大于390 N；提或搬运重物大于230 N；力集中于皮肤的小表面积
42、上；用手掌心用力击打等. 姿势状态：姿势状态：手腕完全弯向一方；手掌心向上方；肘高过肩或手在肩后；头完全向上或向下；站立时躯干前弯60超过10 s，或坐着时头或肘在膝前超过10 s等.重复动作重复动作：手指大于8 000次/d；手大于4 000次/d；肘或前臂大于2 000次/d；肩大于600次/d等.使用振动工具每天超过使用振动工具每天超过4 4 h.h.系系统统目目标标功功能能分分析析与与分分配配人因工程专家人因工程专家人机界面设计人机界面设计工程设计师工程设计师功功能能要要求求人人力力资资源源分分析析人人员员选选择择人人员员训训练练性性能能要要求求总总体体设设计计结结构构设设计计工工艺艺
43、设设计计系系统统分分析析评评价价试试制制与与评评价价批批量量生生产产显示器控制器控制信息接收描述、确定和分解系统功能。那部分由人完成,那部分由机器完成人员的开发包括作业的描述和规范正确地分析，以便连续不断地改进和完善6.显示器与显示器与控制器装置控制器装置设计设计显示器与控制器装置设计一般要求显示器与控制器装置设计一般要求:根据人的特性,设计出：1、显示装置清晰2、 操作装置方便3、工作座椅和姿态舒适4、手握的工具实用、易用5、工作空间合理6、作业方法和工作时高效7、环境宜人保证人机系统安全可靠,效益最好显示装置概述显示装置概述:显显示示装装置置分分类类和和选选择择显示装置显示装置: 机器及设
44、备中，专门用于表示性能参数、运转状态、工作指令、以及其它信息的装置称为信息显示装置。视觉显示装置功能视觉显示装置功能听觉显示装置选择听觉显示装置选择触决、动觉等其他显示装置触决、动觉等其他显示装置1.1.比比较复复杂、抽象的信息或含有科学技、抽象的信息或含有科学技术术 语的信息、文字、的信息、文字、图表、公式等表、公式等2.2.传递的信息很的信息很长或需要延或需要延迟者者3.3.需用方位、距离等空需用方位、距离等空间状状态说明的信息明的信息4.4.以后有被引用的可能的信息以后有被引用的可能的信息5.5.所所处环境不适合听境不适合听觉传递的信息的信息6.6.适合听适合听觉传递，但听，但听觉负荷已
45、很重的荷已很重的场合合7.7.不需要急迫不需要急迫传递的信息的信息8.8.传递的信息常需同的信息常需同时显示、示、监控控选择视觉显示装置选择视觉显示装置较短、需及时处理 （报时）简短、紧急 （报警）环境不适合视觉 （鸣喇叭）视觉饱和 （商场找人）习惯（娱乐、电视）视听负荷大视听有困难 简单要求快选择听觉显示装置选择听觉显示装置选择触决、选择触决、嗅觉嗅觉等其他显示装置等其他显示装置6.1视觉显示装置设计的工效学要求视觉显示装置设计的工效学要求（一）视觉显示装置类型（一）视觉显示装置类型时间特性时间特性:动态动态:速度表速度表,雷达雷达,电视电视静态静态:交通标志交通标志,说明标志说明标志精度特
46、性精度特性:定量定量:速度表速度表,温度计温度计定性定性:红绿灯红绿灯结构特性结构特性:机电机电:指针（指针（模拟式显示）模拟式显示）、数字。如速度表等、数字。如速度表等电光电光:数字、图像。数字、图像。CRT, LED, LCD灯光灯光:航标灯航标灯读数检查紧戒追踪调节图形速度表、高度表水平仪油标、发动机温度表雷达频道搜索广告牌功能功能特性特性:指针运动式仪表指针运动式仪表指针固定式仪表指针固定式仪表数字显示仪表数字显示仪表灯光显示器灯光显示器电光显示器电光显示器（CRT、LCD、ECD）仪表细仪表细节设计节设计信息数量和形式信息数量和形式静态静态/动态动态信息编码信息编码作业空间限制作业空
47、间限制环境照明特点环境照明特点交互需要交互需要数据精度数据精度（二）视觉显示装置选择（二）视觉显示装置选择仪表的类型及特点仪表的类型及特点 1. 1.数字式显示数字式显示 直接用数码来显示有关的参数或工作状态。直接用数码来显示有关的参数或工作状态。 特点：认读过程简单、直观，只要对单一数字或符号辨认识特点：认读过程简单、直观，只要对单一数字或符号辨认识 别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉 疲劳。疲劳。 应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。 2. 2.模拟式显示模拟式显示 用模拟量（
48、刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。 特点：显示的信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围特点：显示的信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围 内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作 业效果很好。业效果很好。 应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。仪表类型及特点仪表类型及特点刻度指针刻度指针(指针运动指针运动)刻度指针刻度指针(固定）固定）数字式数字式数量精度数量精度中 中 好质量（变化）质量（变化）好/指针变动 差 差 调整调整好 中
49、好跟踪控制跟踪控制好 中 差一般情况一般情况面积大 面积小 面积最小 特点特点指示器在全程范围的的位置清楚偏差的量和方向识度快、准确、可显示复杂图形、自给照明、彩色效果（三）视觉显示器基本设计要求（三）视觉显示器基本设计要求1）符合感觉的特点）符合感觉的特点 尺寸大小、方位、清晰度、对比度2）符合知觉的特点）符合知觉的特点完整性、封闭性、选择性等特点；3）简单）简单特征少、译码快, 应避免插入或换算的信息显示 ；4）对比）对比亮度、颜色和形状；5）排列）排列按重要性、使用频率、功能分区、使用顺重要性、使用频率、功能分区、使用顺序序从左至右或从上至下的视觉流程顺序（四（四）视觉显示器空间特性的设
50、计要求视觉显示器空间特性的设计要求显示装置的观察的相对误差显示装置的观察的相对误差： a=(a90-a)/a90 *100%a90a6.0 4.0 2.020o 40o 60oI II无无错错认认读读时时间间水平方向水平方向观察角要求观察角要求: 水平视线15o45o与水平视线最佳: 015与观察面至少: 45视距视距: 560750太大-要求显示内容大太小显示内容少4555 (双人)65 (单人)1080480340500III7201240仪表板总体布局仪表板总体布局：外形可为梯形或弧形DCAB水平视线10o30o45o水平水平：最重要的3度，常用2040，次要4060，其它几乎不用80垂
51、直垂直：A030最佳；B-3045 仪表操作台及次常用仪表；C0-10次常用仪表、偶尔注视；D极少用但不能缺的仪表表盘设计表盘设计: 视角大小（其他还有：亮度，粗细等）决定了认读精度。2.55o最好，常见视距500-900mm(活动空间、仪表习惯大小决定）模拟式显示要素及尺寸模拟式显示要素及尺寸刻度盘直径: 眼球注视时间: 反应时间: 错读率25 0.29s 0.76s 6%44 0.26s 0.72s 4%70 0.26s 0.75s 12%视距500mm刻度设计刻度设计：2）刻度间距-越大越好，但存在一个高点，然后判读率会下降，最好视角10，视距 750mm 时相当于间距 12.5mm （
52、=2.0/750*60*60）。3）刻度标数-最小的可以不标，最大的要标；指针式，数码应垂直方向标，指针固定式，数码应经向；指针和数码不在同侧。1）刻度化分-分为长刻度线、中刻度线和短刻度线分为长刻度线、中刻度线和短刻度线 ；数码与字符设计数码与字符设计：形状形状大小大小（最佳10 30)视距视距 750mm 时相当于：低亮度(0.1cd/m2) 5.17.6/3.67.6/0.25.1高量度(3.4cd/m2) 3.05.1/2.55.1/0.25.1 H H为字符高度为字符高度( (cm)cm)；L L为视距为视距( (cm)cm)。清晰的配色清晰的配色顺序12345678910底色黑黄黑
53、紫紫蓝绿白黑黄被衬色黄黑白黄白白白黑绿蓝颜色匹配颜色匹配：盘面、刻度、指针色要协调。模糊的配色模糊的配色顺序12345678910底色黄白红红黑紫灰红绿黑被衬色白黄绿蓝紫黑绿紫红蓝（五（五）视觉编码视觉编码单维编码单维编码： 使用刺激物的单一视觉属性 红绿灯多维余度编码多维余度编码：使用刺激物的两种或以上视觉属性来表达同一意义的编码 手术室外的闪烁的红灯,闪烁的警灯复合编码复合编码：使用刺激物的两种或以上视觉属性来表达不同意义的编码 外灯组合显示 刹车、转弯、故障视觉编码分类视觉编码分类:视觉属性视觉属性:颜色、形状、大小、闪光、亮度、线长、颜色、形状、大小、闪光、亮度、线长、数字、字母等可用
54、于编码数字、字母等可用于编码视觉编码的代码长度视觉编码的代码长度:颜色颜色:716形状形状:5种种,最多最多15种种面积大小面积大小:3种种,最多最多6种种闪光闪光:2种种,最多最多5种种亮度亮度:4种种,最多最多6种种线长线长:3种种,最多最多6种种数字数字/字母字母:10个汉字个汉字;6 （至少） 10 (要求）语言干扰级语言干扰级SIL（Speech Interference Level)：SIL=(Lp500+Lp1000+Lp2000+Lp4000)/4 Lp500为500Hz的ISO确定的中心倍频程听懂正常听懂正常/提高嗓门下言语的距离提高嗓门下言语的距离： LA =43 或 SI
55、L=36 7m /14m =63 或 SIL=55 0.7m /1.4m =83 或 SIL=75 0.07m /0.14m6.3.操作装置设计操作装置设计操作装置用于将人的控制信息传递给机器，同时人操作装置用于将人的控制信息传递给机器，同时人也通过触觉和本位感觉从操作器获取反馈信息。也通过触觉和本位感觉从操作器获取反馈信息。68%的错误源于操作器设计不正确。的错误源于操作器设计不正确。设计应考虑：设计应考虑：性能、寿命、可靠性、经济性、美学、安全性、性能、寿命、可靠性、经济性、美学、安全性、方便性、操作者能力、习惯等心理和生理因素。方便性、操作者能力、习惯等心理和生理因素。(一一)种类种类操
56、纵控制器的身体部位可分为操纵控制器的身体部位可分为: : 手动控制器手动控制器: : 优选。速度快且准确的操作操作力大时应采用手臂或下肢高度应在肘和肩之间，易于接触和观察脚动控制器脚动控制器: :手处于高负荷用力大准确不高言语等其他控制装置言语等其他控制装置:距离远、方位不清按控制器运动类别可分为按控制器运动类别可分为: : : : 基本基本类型型动作作类别举 例例说 明明旋旋转控制器控制器旋旋转曲柄、手曲柄、手轮、旋旋钮、钥匙等匙等控制器可以做控制器可以做360360以下旋以下旋转近似平移近似平移(摆动式)控制器控制器摆动开关杆、开关杆、调节杆、杆、拨动式开式开关、脚踏板等关、脚踏板等控制器
57、受力后，控制器受力后，围绕旋旋转点或点或轴摆动，或者，或者倾倒到倒到一个或数个其他位置。通一个或数个其他位置。通过反向反向调节可返回起始位可返回起始位置置平移控制器平移控制器按按压按按钮、按、按键、键盘等等控制器受力后，在一个方向上运控制器受力后，在一个方向上运动。在施加的力被。在施加的力被解除之前，停留在被解除之前，停留在被压的位置上。通的位置上。通过反反弹力可回力可回到起始位置到起始位置滑滑动手手闸、指、指拨滑滑块等等控制器受力后，在一个方向上运动，并停留在运动控制器受力后，在一个方向上运动，并停留在运动后的位置上，只有在相同方向上继续向前推或者改后的位置上，只有在相同方向上继续向前推或者
58、改变方向，才可使控制器做返回运动变方向，才可使控制器做返回运动牵拉拉拉拉环、拉手、拉手、拉拉钮控制器受力后，在一个方向上运控制器受力后，在一个方向上运动。回。回弹力可使其力可使其返回起始位置，或者用手使其在相反方向上运返回起始位置，或者用手使其在相反方向上运动 a) b) c) d) a) b) c) d) e) f)(二二)控制器参数控制器参数 尺寸mm:行程mm:操作力N双工位控制：启动控制多工位或阶跃控制:功能转换或（准确地）定量控制连续控制:连续调节或增益状态维持:控制器能否保持在某一工位快速调整准确调整空间需求视觉位置识别触觉位置识别: 阻力差异阀(N)单手控制多个类似控制器复合控制
59、阻力类型特 性使 用 举 例摩 擦 力 运动开始时阻力最大，此后显著降低，可用以减少控制器的 偶发启动。但控制准确度低，不能提供控制反馈信息开关、闸刀等弹性阻力 阻力与控制器位移距离成正比，可作为有用的反馈源。控制 准确度高，放手时，控制器可自动返回零位，特别适用于瞬 时触发或紧急停车等操作，可用以减少控制器的偶发启动键盘等粘滞阻力 阻力与控制运动的速度成正比。控制准确度高、运动速度均 匀，能帮助稳定的控制，防止控制器的偶发启动活塞等惯 性 阻力与控制运动的加速度成正比例，能帮助稳定的控制，防止控制器的偶发启动。但惯性可阻止控制运动的速度和方向的快速变化，易引起控制器调节过度，也易引起操作者疲
60、劳调节旋钮等控制器的阻力及特性控制器的阻力及特性 提供控制反馈、改善操作的准确度和速度、降低控制器对震动和过载的敏感性，防止无意碰撞的偶然事故。控制器控制器类型型最小阻力最小阻力/ /N N手手动按按钮2 28 8脚脚动按按钮5.65.6（脚停留在控制器上）（脚停留在控制器上）17.817.8（脚不停留在控制器上）（脚不停留在控制器上）扳扳动开关开关2.82.8旋旋转选择开关开关3.33.3旋旋 钮0 01.71.7曲曲 柄柄9 92222手手 轮 22 22手手 柄柄9 9脚脚 踏踏 板板417.8417.8（脚不停留在控制在控制器上）（脚不停留在控制在控制器上）4.54.5（脚停留在控制器
61、上）（脚停留在控制器上）控制器的最小操作阻力控制器的最小操作阻力旋纽手轮操作杆、开关杆按纽键盘手操作装置 旋转式 摆动式滑动式牵引式按压式滑块拉环、拉手方向盘、摇把视听功能旋钮飞机操作杆打印机送纸盒卡开关无级调节、三或多工位开关。特别适合要求控制器保持在某一工位并精确调节的场合，保险装置用于防止无意操作施力小、无级调节或224多工位开关（有标识）。特别适合要求控制器保持在某一工位并精确调节的场合。2或多工位，多个运动方向及无级调节。最适合工位可见且快速的场合，也适合于要求控制器保持在某一工位的场合。2工位，适合地方小，单手控制多个控制器的场合。地方小，输入内容多的场合。2或多工位，最适合工位可
62、见且快速切换的场合，要求控制器保持在某一工位的场合。2或多工位，多个运动方向及无级调节。踏板踏纽脚操作装置摆动式按压式2或多工位及无级调节。最适合快速且施力大的场合。2工位，施力大的场合。运动形式控制器实例操作方式适用性尺寸mm行程mm操作力N双工位控制：启动控制多工位或阶跃控制：功能转换或（准确地）定量控制连续控制：连续调节或增益状态维持：控制器能否保持在某一工位快速调整准确调整空间需求视觉位置识别触觉位置识别：阻力差异阀(N)单手控制多个类似控制器复合控制其他旋转式手轮抓或握255050200400500无限制50NM120Nm140Niii（差）差）i（好）好）iiiiiiiiiiiii
63、单手：22133双：22220iiii旋纽抓15252570一周或无限制0.73.2NMiiiiiiiiiii0.0340.49NMiiii移动式操作杆手触或抓30580把手长：50100直径1275操作角3060前后350左右950手：9指：3iiiiiiiiiiii手：9指：3iiii滑块手触或抓iiiiiiiiiiiiiii踏板脚尖或掌长75300宽畅5906010049147iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii按压式按纽手触Finger240Hand64018iiiiiiiiiiiiiiiii键盘手触12.5*12.5260.83iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
64、iiii复杂信息输入(三三)控制器的编码控制器的编码形状编码形状编码大小编码大小编码: : 20%的差异阀限定了其使用，旋纽的大小有20%的差异时才能区分颜色编码颜色编码: :标记在操作器上或旁用文字或图形描述该操作器功能，一般同形状和大小编码共同使用，受视力和环境的限制标记编码标记编码: : 应简明易辩，靠触觉分辨操作方法编码操作方法编码: : 拉、推、旋、按。位置编码位置编码: : 视觉定位或盲目定位人的解剖特点人的解剖特点：操作器的形状应符合人体骨骼和肌肉的特点：手柄的形状应在掌心留有空隙，而通过指球肌、大小鱼际肌把持；表面光滑度合适；尽量保持手腕 和前臂平直。人体测量数据人体测量数据：
65、95%的人能方便使用，操作器高度、大小。旋纽的直径不大于175；指按键的宽度不小于10；操作器手柄直径位于2035；过小受力集中，易疲劳，过大难于物牢利用人的触压觉和方位觉感知操作效果时要考虑人的差异阀值。人的心理特点人的心理特点：控制器的方向应与预期的方向一致。(四四) 影响控制器设计的人的因素影响控制器设计的人的因素人的运动特点人的运动特点：影响出力的因素影响出力的因素操作力大小操作力大小不易过大过小；1/2最大肌力，1/4收缩速度较好，长时间也不易疲劳；如精度要求低，则力越小越好，高精度则要求操作器应有适当的阻力。静态操作静态操作肌肉供血受阻情况与肌肉出力成正比，当用力达最大肌力60%时
66、，血液供给几乎中断，只有用力小（ 1520%）才能保证血液供给。肌肉持续紧张、时间一长，会出现抖动，静态疲劳，时间越长，负荷越大，越明显。保持身体平衡（大而稳的力），运动符合人的节奏。防止操作装置的偶发启动防止操作装置的偶发启动保护罩，控制器位置不易接触、方向与意外用力方向不一致、两个不一致的方向用力、控制器之间互锁，增大阻力。减少运动和操作复杂性：减少运动和操作复杂性： 平稳而连续的运动，避免曲折或含有突然改变方向的运动（汽车换档操作杆）； 复合控制器节省空间和运动时间减少用力强度和时间：减少用力强度和时间： 尽量少改变操作者姿态，并省力 材料应自动到达操作着使用位置，采用下落式供料 利用结
67、构（弹簧或杠杆）或操作者重力进行控制（轮机转向使用座椅）(五五)控制器设计与动作节约（经济）原则控制器设计与动作节约（经济）原则研究动作节约原则的目的在于：寻求最短的时间、最小的操作力、最高的工作效率的方法。身体使用原则两只手同时开始和完成动作； 两只手不应同时空闲； 两手臂应做相反的运动并同时进行； 减少手的动作种类，手动作所需时间和疲劳强度依此增大： 指动作、指+腕、指+腕+前臂、指+腕+前臂+上臂、指+腕+前臂+上臂+肩； 使用动力避免人静态持续用力； 平稳而连续的运动，避免曲折或含有突然改变方向的运动（汽车换档操作杆）； 保持身体平衡，运动符合人的节奏。工作面安排原则减少反应和动作时间
68、：工具、材料和操作装置有固定位置，并按最佳的工作顺序排列； 减少用力：材料应自动到达操作着使用位置，采用下落式供料； 环境适宜：照明、座椅、座姿（坐立交替最好）；设备和工具的设计原则凡是能用夹具和脚方便操作的，不用手； 使用多功能工具完成多种动作； 当每个手指都参与工作时， 按手指的固有能力分配任务； 操作器位置的原则是：尽量少改变操作者姿态，并省力。6.4. 显示和控制的组合设计显示和控制的组合设计运动相合性运动相合性:格旋转的右手规则、方向盘或操作杆与交通工具的运动姿态的一致操作操作-显示比显示比:（）控制器位移量与显示器可动标志位移量的比值（直线、弧线、角度、旋转次数），C/D低，系统灵
69、敏度高，不易控制；反之，灵敏度低。各具特色，使用粗调、精调可综合两者的优点。空间相合性空间相合性: 显示器在控制器上方，多个显示和控制器时左右的顺序一致，减少差错和反应时；8. 作业空间设计作业空间设计空间设计应考虑下列因素空间设计应考虑下列因素:(一一)行动空间：行动空间：通行顺利通行顺利过道高1950mm，宽630，每增一人，增宽500mm，机器的凸出部件，应在过道外；操作方便操作方便操作者与机器及操作所需的物料，操作者之间的沟通机器布置机器布置按功能分组、按使用顺序排列、按使用频率、按相互关系无视听觉障碍无视听觉障碍能得到操作的反愦。(二二)心理空间：心理空间：亲密距离亲密距离 身体接触
70、 接近 015cm 父母对小孩 正常 1545 朋友，头脚分离 握手或搂肩个人距离个人距离 朋友同事交往 接近 4575 熟人，不为难 交往 正常 75120 两人相对而立 正常交往社会距离社会距离 社会活动 接近 120210 上级对下级 或秘书 正常 210360 业务会谈公共距离公共距离 公共场所 接近 360750 能看清对方 提高声音能讲话 演出/讲演 正常 750 无法分辨表情。(三三)领域性领域性私有领域和共有领域，私有领域所有者有权准许或不准许他人进入。空间设计的人机工学设计：空间设计的人机工学设计：在公共领域中建立私人领域座位分隔设施，方向性；作业场所中建立私人领域隔断和屏封
71、提供了人们对近身空间和私有领域的需求，同样也满足行动空间的要求人身空间的距离感与环境（拥挤的商场、地铁和夜晚的广场）、性别、个性、年龄、民族、文化习俗、社会地位和熟悉程度有关。人身空间的距离感还与方位有关：男正前为15.75cm 后面为9.14cm 侧面18.54/18.80； 女正前为12.19cm 后面为17.27cm 侧面16.26/19.56近身空间：8.1作业空间设计概述作业空间设计概述近身作业空间近身作业空间:作业者在一个位置，一个姿态下在静态和动态能完成作业的空间范围个体作业空间个体作业空间:作业者周围与作业相关的空间，可变换姿态和位置, 包括设备等因素在内的作业区域。总体作业空
72、间总体作业空间:相互关联的个体作业空间和共用空间构成总体作业空间生生产产活活动动(作作业业特特点点、姿姿势势)和和人人体体测测量量数数据据生生产产活活动动和和领领域域性性生生产产活活动动（组组织织的的生生产产方方式式、工工艺艺特特点点）和和行行动动空空间间8.2作业空间设计的视觉要求作业空间设计的视觉要求(一一)视力视力:视角视角A=2arctg(D/2L) ( 分分=1/60度）度）D被看物体长度，被看物体长度，L物体距眼睛距离。物体距眼睛距离。视力视力=1/（最小视角）（最小视角）最小视角最小视角临界视角临界视角(二二)视野视野头眼不动，眼能观测的空间角度。中间好于周边（黑板位置说明）视平
73、线 50o70o10o15o30o站姿，坐姿，松弛站下的自然视线正常正常=1 =1 字符最佳高度字符最佳高度=10 =10 30 30 水平视野水平视野:左右60o区域内垂直视野垂直视野: 视平线以上50，以下70。辨别字10o20o，颜色30o60o辨别颜色区: 视平线上30o，下40o视平线 50o70o10o15o30o站姿，坐姿，松弛站下的自然视线自然视线自然视线下30o视区最佳中央视觉中央视觉感色力强，能清晰分辨物体周边视觉周边视觉感色力弱，分辨力差，但视野广工业盲工业盲中央正常，但视野小于10度， 不适合于驾驶色觉和色视野色觉和色视野视锥细胞中不同的细胞对不同波长的光产生光化学作用
74、。 n n男性：男性：6 6色弱（辨别某一颜色的能力差），色弱（辨别某一颜色的能力差），2 2色盲色盲（缺乏辨别某一颜色）。（缺乏辨别某一颜色）。n n女性：女性：0.4%, 0.03%0.4%, 0.03%(三三)视距：视距：观察目标的距离。一般为观察目标的距离。一般为:120250（精细作业），（精细作业），500800，可以持续较长时间），可以持续较长时间）粗活或远视（粗活或远视（500，1500）目标在目标在560mm处最为适宜处最为适宜低于低于380mm时会发生目眩时会发生目眩超过超过760mm时，细节看不清楚。时，细节看不清楚。当观察目标需要转动头部时，左右均不宜超过当观察目标需要
75、转动头部时，左右均不宜超过45，上下也均不宜超过，上下也均不宜超过30。暗适应暗适应瞳孔放大、光通量增加、视杆细胞转入工作，较慢 30MIN 明适应明适应瞳孔缩小、光通量减少、视锥细胞转入工作，较快 30秒前很慢，1MIN后正常。 明暗适应明暗适应 频繁-疲労-视力下降 - 效率下降 -事故增多光亮均匀、无阴影、必要时采用色镜(四四)视疲劳：视疲劳：视觉运动规律视觉运动规律 （1）眼眼睛睛沿沿水水平平方方向向运运动动比比沿沿垂垂直直方方向向运运动动快快而而且且不不易易疲疲劳劳；一一般般先先看看到到水水平平方方向向的的物物体体，后后看看到到垂垂直直方方向向的的物物体体。因因此此，很很多多仪仪表表
76、外外形形设设计计成成横向长方形。横向长方形。 （2）视视线线的的变变化化习习惯惯于于从从左左到到右右，从从上上到到下下和和顺顺时时针针方方向向运运动动。所所以以仪仪表刻度方向设计应遵循这一规律。表刻度方向设计应遵循这一规律。 （3）人人眼眼对对水水平平方方向向尺尺寸寸和和比比例例的的估估计计比比对对垂垂直直方方向向尺尺寸寸和和比比例例的的估估计计要要准准确确得得多多，因因而而水水平平式式仪仪表表的的误误读读率率（28）比比垂垂直直式式仪仪表表的的误误读读率率（35）低。）低。 （4）当当眼眼睛睛偏偏离离视视中中心心时时，在在偏偏离离距距离离相相等等的的情情况况下下，人人眼眼对对左左上上限限的的
77、观观察察最最优优，依依次次为为右右上上限限、左左下下限限、而而右右下下限限最最差差。视视区区内内仪仪表表的的布布置置应应考虑这一点。考虑这一点。 （5）两两眼眼的的运运动动是是协协调调的的、同同步步的的。在在正正常常情情况况下下不不可可能能一一只只眼眼睛睛转转动动而而另另一一只只眼眼睛睛不不动动；在在一一般般操操作作中中，不不可可能能一一只只眼眼睛睛视视物物而而另另一一只只眼眼睛睛不不视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。8.3.(近身近身)作业空间设计作业空间设计近身作业空间设计依据近身作业空间设计依据：人体测量数据的应用，并考虑静态和动态两种情况。坐坐
78、不易疲劳，工作时间长，稳定性好操作不易疲劳，工作时间长，稳定性好操作精度高、手脚可并用精度高、手脚可并用立立活动空间大，可自由转动，出力大，无活动空间大，可自由转动，出力大，无需容膝空间需容膝空间坐立坐立易消除疲劳，兼两者优点易消除疲劳，兼两者优点(一一)作业姿态的特点特点作业姿态的特点特点 操操作作者者在在作作业业过过程程中中，通通常常采采用用坐坐姿姿、立立姿姿、坐坐立立交交替替相相结结合合姿姿势势，也也有有一一些些作作业业采采用用跪跪姿姿和和卧卧姿姿。在在作作业业中中使使用用良良好好的的作作业业姿姿势势可可使使作作业业者者时时刻刻处处于于轻轻松松的的状状态态。在在确定作业姿势时，主要考虑以
79、下因素：确定作业姿势时，主要考虑以下因素： 1. 1.作业空间的大小和照明条件；作业空间的大小和照明条件； 2. 2.作业负荷的大小和用力方向；作业负荷的大小和用力方向； 3. 3.作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置；作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置； 4. 4.作业台高度及有没有容膝空间；作业台高度及有没有容膝空间； 5. 5.操作时的起坐频率等因素。操作时的起坐频率等因素。(二二)决定工作体位和姿势的因素决定工作体位和姿势的因素 坐坐姿姿是是指指身身躯躯伸伸直直或或稍稍向向前前倾倾角角为为100150，上上腿腿平平放放，下下腿腿一一般般垂垂直直地地面面或或稍稍向向前前倾倾斜斜
80、着着地地，身身体体处处于于舒舒适适状态的体位。状态的体位。 坐坐姿姿作作业业具具有有以以下下特特点点：不不易易疲疲劳劳，持持续续工工作作时时间间长长；身身体体稳稳定定性性好好，操操作作精精度度高高；手手脚脚可可以以并并用用作作业业；脚脚蹬蹬范范围广，能正确操作。围广，能正确操作。 人体最合理的作业姿势就是坐姿作业人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。对于以下作业。对于以下作业应采用坐姿作业：应采用坐姿作业：精细而准确的作业；持续时间较长的作精细而准确的作业；持续时间较长的作业业；施力较小的作业；需要手、足并用的作业。；施力较小的作业；需要手、足并用的作业。 (三三)坐姿作业空间设计坐姿作业空间设计
81、坐着工作时推荐的工作面高度坐着工作时推荐的工作面高度/mm/mm工作工作类型型对男性的推荐高度男性的推荐高度 对女性的推荐高度女性的推荐高度精密工作精密工作90011008001000轻作作业740780700740用力作用力作业680650 一一般般若若单单供供靠靠肘肘之之用用，最最小小宽宽度度为为100mm，最最佳佳宽宽度度为为200mm； 仅当写字用时，最佳宽度为仅当写字用时，最佳宽度为400mm； 工工作作面面板板的的厚厚度度一一般般不不超超过过50mm，以以便便保保证证大大腿腿的的容容膝膝空空间间。 工作面宽度视作业功能要求而定工作面宽度视作业功能要求而定: :水平作业范围水平作业范
82、围垂直作业范围垂直作业范围最佳水平工作区域美国人斯夸而斯得到的正常工作曲线（P171P7-18） l=EC=ED=上臂长*cos65o (上臂与水平面夹角） =180 L=肘关节到母指的距离=下臂长+ 掌长*2/3 =380 （水平，与横轴夹角从65度到180-42度） X=l*cos +L*cos( 65+ (180-63)*) Y=l*sin+L*sin( 65+ (180-63)*)倾斜的水平工作区： 1224度，人的姿态自然，身体弯曲小。作业面高度：设计考虑：高度可调、臂自然下垂无上举、较小的脊柱弯曲。 取决于作业性质、个人爱好、坐椅高度、作业台厚度、操作者腿厚等因素。 一般肘关节下面
83、510cm， 精细作业肘关节上20， 重荷作业肘关节下30cm 设计考虑：高度可调、臂自然下垂无上举、较小的脊柱弯曲、42oAPCED65o138o立体作业范围立体作业范围容膝、容脚空间容膝、容脚空间尺寸部位尺寸部位最小尺寸最小尺寸最佳尺寸最佳尺寸容膝孔宽度容膝孔宽度5101000容膝孔高度容膝孔高度640680容膝孔深度容膝孔深度460660大腿空隙大腿空隙200240容腿孔深度容腿孔深度6601000脚作业空间脚作业空间正常脚作业空间正常脚作业空间蹬力较大的蹬力较大的脚操作器作脚操作器作业空间业空间立立姿姿通通常常是是指指人人站站立立时时上上体体前前屈屈角角小小于于300时时所所保保持持的
84、的姿姿势。立姿作业的优点及缺点如下：势。立姿作业的优点及缺点如下：立姿作业的优点立姿作业的优点可活动的空间增大；可活动的空间增大；需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；手的力量增大，即人体能输出较大的操作力；手的力量增大，即人体能输出较大的操作力；减减少少作作业业空空间间，在在没没有有坐坐位位余余地地的的场场所所，以以及及显显示示器器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。(四四)立姿作业立姿作业立姿作业的缺点立姿作业的缺点不易进行精确和细致的作业；不易进行精确和细致的作业；不易转换操作；不易转换操作；
85、立立姿姿时时肌肌肉肉要要做做出出更更大大的的功功来来支支持持体体重重，容容易易引引起起疲疲劳；长期站立容易引起下肢静脉曲张等。劳；长期站立容易引起下肢静脉曲张等。对于需经常改变体位的作业；对于需经常改变体位的作业；工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较大的作业；大的作业；在没有容膝空间的机台旁作业；在没有容膝空间的机台旁作业；用力较大的作业；用力较大的作业；单调的作业，应采用立姿操作。单调的作业，应采用立姿操作。采用立姿操作采用立姿操作: :工作面高度工作面高度作业范围作业范围工作活动余隙工作活动余隙/mm/mm余隙类型余隙类型最小值最小值
86、推荐值推荐值站立用空间站立用空间（工作台至身后墙壁的距离）（工作台至身后墙壁的距离）760760910910身体通过的宽度身体通过的宽度510510810810身体通过的深度身体通过的深度（侧身通过的前后间距）（侧身通过的前后间距）330330380380行走空间宽度行走空间宽度305305380380容膝空间容膝空间200200容脚空间容脚空间150150150150过头顶余隙过头顶余隙2030203021002100某某些些作作业业并并不不要要求求作作业业者者始始终终保保持持立立姿姿或或坐坐姿姿，在在作作业业的的一一定定阶阶段段，需需交交换换姿姿势势完完成成操操作作。这这种种作作业业姿姿势
87、势称称为为坐、立交替的作业姿势。坐、立交替的作业姿势。采采用用这这种种作作业业姿姿势势既既可可以以避避免免由由于于长长期期立立姿姿操操作作而而引引起起的的疲疲劳劳，又又可可以以在在较较大大的的区区域域内内活活动动以以完完成成作作业业，同同时时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。 坐坐、立立交交替替作作业业的的作作业业面面按按立立姿姿作作业业设设计计，座座椅椅面面高高度度应应与与作作业业面面高高度度相相匹匹配配，因因此此应应提提高高座座椅椅高高度度。一一般般使使人人坐坐在在椅椅面面上上双双脚脚刚刚好好着着地地。该该类类座座椅椅一一般般设设计
88、计成成可可调的。调的。 (五)坐、立交替的作业坐、立交替的作业以站立时的工作高度以站立时的工作高度为准，椅子高以为准，椅子高以680680780780cmcm为宜，为宜， 同时同时提供脚踏板，使人坐提供脚踏板，使人坐着工作时脚有休息的着工作时脚有休息的地方，否则人们很难地方，否则人们很难工作持久。工作持久。工作面的高度工作面的高度(六)其它作业姿势的作业空间设计其它作业姿势的作业空间设计受限作业的空间尺寸受限作业的空间尺寸/mm/mm维修空间设计维修空间设计图图 12-1712-17由上肢和零件尺寸限定的维修空间由上肢和零件尺寸限定的维修空间/mm/mm坐姿作业空间设计要点及主要参数坐姿作业空
89、间设计要点及主要参数:1)作业范围 水平面和垂直面都是以肩关节轴为圆心，以男650mm，女580mm为半径的圆弧。2)工作台高度3)容膝、容脚空间4)脚作业空间设计与坐/站姿作业空间设计相似，用小腿长（338/403，313/375）取代臂长，用0或臀宽/2取代肩宽， 最大出力在水平面1530之间，小腿的角度可以从垂直到水平。最大出力在大小腿夹角为160度时，大腿与水平面成20度角（大腿在水平面上）肩宽臂长15舒适的长度约为394 30最佳区域 60易达区域1520最大区域(六)工作台设计（略）工作台设计（略）控制台类型控制台类型：桌式( 机床、柜台、小型器械装配） ，直柜式（音乐合成、舞台控
90、制）、组合式(小型控制中心)、弯折式(大型设备电厂、厂房等）控制台作业面控制台作业面视觉舒适区、左右手操作区。 当仪器多时应考虑正常区域（常用仪器），最大区域（必需不常用）显示器面板形式显示器面板形式矩型、V型、 U型、展开U型、半圆型、半球型 。坐姿低台坐姿低台： 需容膝空间、显示和控制器设置20度的倾斜面板上 、可监视前方固定或移动的目标、 显示和控制器件较少坐姿高台坐姿高台：需容膝空间、显示控制器可分别设在最佳区、易达区、可达区、显示和控制器件较多坐立两用坐立两用：需容膝空间、与坐姿高台相近、显示和控制器件较坐姿高台稍少、有助于工作效率和防疲劳立姿：立姿：无容膝空间、类似坐立两用、 灵活
91、、易疲劳8.4座椅设计座椅设计部位部位百分比百分比(%)头疼疼14脖子疼或肩膀疼脖子疼或肩膀疼24腰疼腰疼56大腿疼大腿疼19膝盖和小腿疼膝盖和小腿疼29坐姿作业的优点坐姿作业的优点（1 1）减轻人的腿部的负荷）减轻人的腿部的负荷 （2 2）能量消耗较少）能量消耗较少 （3 3）身体平衡较易控制）身体平衡较易控制坐着办公人员的抱怨坐着办公人员的抱怨（一）坐姿受力分析（一）坐姿受力分析-人体支持结构人体支持结构（1）负荷由小到大）负荷由小到大脊柱的椎体从上脊柱的椎体从上至下逐渐增大，至骶至下逐渐增大，至骶(di)骨又迅速变小，骨又迅速变小，经骶骨耳状面将负荷经骶骨耳状面将负荷传至下肢的反映传至下
92、肢的反映在在站站立立时时，人人的的脊脊椎椎相相对对的的直直一一些些，向向前前凸凸坐坐下下时时人人的的脊脊椎椎后后凸凸，而而且且在在腰腰椎椎以以下下要要承承受受较较大大的的压压力力。（2）肌肉、肌腱和椎间盘）肌肉、肌腱和椎间盘自然状态时，受力均匀而自然状态时，受力均匀而轻微，几乎无力作用于韧带，腰部无不舒适感。脊锥偏轻微，几乎无力作用于韧带，腰部无不舒适感。脊锥偏离自然状态，前后间隙发生改变导致受力、疲劳、甚至离自然状态，前后间隙发生改变导致受力、疲劳、甚至损伤。损伤。在在坐坐、立立两两种种不不同同姿姿势势下下，人人的的第第三三根根腰腰椎椎与与第第四四根根腰腰椎椎之之间间的的压压力力，以以站站立
93、立时时的的压压力力为为100%，直直着着坐坐着着时时，压压力力为为140%，弯着身子坐下时，压力为，弯着身子坐下时，压力为190%，增加了近一倍。，增加了近一倍。人人的的脊脊椎椎在在短短时时间间内内是是能能够够承承受受高高于于空空手手直直立立时时所所产产生生的的压力的。压力的。坐坐着着工工作作的的人人长长所所累累月月地地使使脊脊椎椎超超负负荷荷运运行行，脊脊椎椎之之间间的的脊脊椎椎盘盘慢慢慢慢地地失失去去了了弹弹性性，功功能能开开始始下下降降，在在严严重重的的情情况况下下，脊脊椎椎盘盘之之内内的的液液汁汁甚甚至至被被挤挤出出脊脊椎椎盘盘，使使脊脊椎椎的的功功能能彻底丧失。彻底丧失。不正确的坐姿
94、，不合适的椅子更加快了这种速度不正确的坐姿，不合适的椅子更加快了这种速度. . 实验研究：实验研究：坐直90度为脊椎带来不必要的劳损，可能因压伤神经而引致慢性背痛。当脊椎受到压力时，如同长期挤压脊骨，会导致脊椎变弯，引致脊骨痛楚、畸形及慢性疾病。而懒散的坐姿135度的坐姿是最有利于脊椎的，最能保持脊椎形状。（3）髋）髋(kuan)骨及附近肌肉、血管骨及附近肌肉、血管坐姿状态时由脊柱坐姿状态时由脊柱传来的力，经骨盆传到坐椅传来的力，经骨盆传到坐椅用从坐骨结节至外周的等压线表示臀区合乎理想的体重分布用从坐骨结节至外周的等压线表示臀区合乎理想的体重分布（二）（二）座椅设计一般原则座椅设计一般原则坐姿
95、可变坐姿可变座椅设计应尽可能使就坐者保持自然的或接近座椅设计应尽可能使就坐者保持自然的或接近自然的姿势，且要使坐者必要时可以在坐位上不时变换自己的自然的姿势，且要使坐者必要时可以在坐位上不时变换自己的坐姿。坐姿。1.合理支撑合理支撑座椅设计应符合人体生物力学原理。座椅的结座椅设计应符合人体生物力学原理。座椅的结构与形态要有利于人体重力的合理分布和有利于减轻背部与脊构与形态要有利于人体重力的合理分布和有利于减轻背部与脊柱的疲劳与变形。柱的疲劳与变形。56胸骨处支撑肩胛骨、胸骨处支撑肩胛骨、45腰椎处支撑脊柱腰椎处支撑脊柱2.受力分布受力分布符合合理的受力线，符合合理的受力线，有利于股骨传力有利于
96、股骨传力3.合理利用人体测量数据合理利用人体测量数据使用者群体的人体尺寸测量数使用者群体的人体尺寸测量数据作为确定座椅设计参数的重要依据。据作为确定座椅设计参数的重要依据。活动方便，操作省力。活动方便，操作省力。其它其它座椅要设计得牢固、稳定，防止坐者倾翻、滑倒。座椅要设计得牢固、稳定，防止坐者倾翻、滑倒。（三）（三）座椅主要部分的设计要求座椅主要部分的设计要求座椅的基本结构座椅的基本结构显示器显示器终端用椅的尺寸范围终端用椅的尺寸范围1）尺寸可调）尺寸可调坐高和腰靠高；坐高和腰靠高；2）姿态调节；）姿态调节；3）腰靠）腰靠一定的弹性和刚性，力大小约一定的弹性和刚性，力大小约250N，下面应有
97、下面应有125200mm的空隙；的空隙；4）稳定性）稳定性防止滑动和翻倒；防止滑动和翻倒；5）小腿活动空间；）小腿活动空间； 6）安全和舒适的材料）安全和舒适的材料伤人的尖角，无毒柔伤人的尖角，无毒柔软防滑的材料软防滑的材料7）坐椅尺寸确定：）坐椅尺寸确定：椅面高度小腿加足高的P5设计。大腿近似水平，小腿自然垂直，脚掌平放地面。休息-380450，工作-360380;椅面宽女性臀宽的P95，越宽越好，370420，在椅面中心处测量椅面深坐深的P5，360340；腰靠长-320340，宽-200300，厚-3550，高-165210；椅面倾角休息-1424，工作-05；系系统统目目标标功功能能分
98、分析析与与分分配配人因工程专家人因工程专家人机界面设计人机界面设计工程设计师工程设计师功功能能要要求求人人力力资资源源分分析析人人员员选选择择人人员员训训练练性性能能要要求求总总体体设设计计结结构构设设计计工工艺艺设设计计系系统统分分析析评评价价试试制制与与评评价价批批量量生生产产显示器控制器控制信息接收人员的开发包括作业的描述和规范10.人机系统人机系统设计与评价设计与评价描述、确定和分解系统功能。那部分由人完成,那部分由机器完成正确地分析，以便连续不断地改进和完善根据人的特性根据人的特性,设计出：设计出：1、显示装置、显示装置清晰清晰2、操作装置操作装置方便方便3、工作座椅和姿态、工作座椅
99、和姿态舒适舒适4、手握的工具、手握的工具实用、易用实用、易用5、工作空间、工作空间合理合理6、作业方法和工作时、作业方法和工作时高效高效7、环境、环境宜人宜人保证人机系统安全可靠保证人机系统安全可靠,效益最好效益最好10.1.人机系统概述人机系统概述人机系统人机系统系统系统由相互作用和相互依赖的若干组成部分由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机体。结合成的具有特定功能的有机体。人机系统人机系统组成组成人和机是系统的两个基本组成部分，而人和机是系统的两个基本组成部分，而环境是该系统的影响因素。环境是该系统的影响因素。人人-是指机器的操作者或使用者；是指机器的操作者或使用者；
100、机器机器-含义是广义的，是指人所操纵或使用的各含义是广义的，是指人所操纵或使用的各种机器、设备、工具等的总称。种机器、设备、工具等的总称。人机系统由下列子系统组成人机系统由下列子系统组成 ：人的子系统：人的子系统：感受刺激感受刺激大脑信息加工大脑信息加工做出反应做出反应机器的子系统：机器的子系统：人机界面：人机界面：人与机器之间存在着信息环路，人机相互具有信息传递人与机器之间存在着信息环路，人机相互具有信息传递的性质。系统能否正常工作，取决于信息传递过程能否持续有效地进的性质。系统能否正常工作，取决于信息传递过程能否持续有效地进行。行。控制装置控制装置机器运转机器运转显示装置显示装置1.1.按
101、有无反馈控制分类按有无反馈控制分类 （1 1）闭环人机系统）闭环人机系统 （2 2）开环人机系统）开环人机系统 2.2.按系统自动化程度分类按系统自动化程度分类 （1 1）人工操作系统）人工操作系统 （2 2）半自动化系统）半自动化系统 （3 3）自动化系统）自动化系统 3.3.按人机结合方式分类按人机结合方式分类 （1 1）人机串联）人机串联 （2 2）人机并联）人机并联 （3 3）人机串、并联混合）人机串、并联混合 人机系统的类型人机系统的类型 反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新对系统发生作用对系统发生作用。(1)(1)闭环人机系统闭环人机
102、系统也叫反馈控制人机系统，其特点是：系统的输出直也叫反馈控制人机系统，其特点是：系统的输出直接作用于系统的控制。接作用于系统的控制。(2)(2)开环人机系统开环人机系统特征是：系统中没有反馈回路，系统输出不对系统特征是：系统中没有反馈回路，系统输出不对系统的控制发生作用，所提供的反馈信息不能控制下一的控制发生作用，所提供的反馈信息不能控制下一步的操作。即系统的输出对系统的控制作用没有直步的操作。即系统的输出对系统的控制作用没有直接影响。接影响。 按有无反馈控制分类按有无反馈控制分类(1)(1)手工操作系统手工操作系统人使用机械与工具工作，但机械与工具不具备动力，能源是体力，控人使用机械与工具工
103、作，但机械与工具不具备动力，能源是体力，控制凭技能。制凭技能。例如，钳工锉削、刮研、木工作业、手工造型等例如，钳工锉削、刮研、木工作业、手工造型等人（动力源和控制者）人（动力源和控制者）信信 息息 储储 存存感感 觉觉信息处理与决策信息处理与决策执执 行行信信 息息 反反 馈馈输输 出出输输 入入按系统自动化程度分类按系统自动化程度分类（2 2）半自动化系统）半自动化系统这种系统中，人操纵具有动力的设备工作。这种系统中，人操纵具有动力的设备工作。如，操纵机床加工零件，驾驶汽车、火车等。如，操纵机床加工零件，驾驶汽车、火车等。人（动力源和控制者）人（动力源和控制者）信信 息息 储储 存存感感 觉
104、觉信息处理与决策信息处理与决策执执 行行信信 息息 反反 馈馈过程过程控制控制输输 入入设设 备备输输 出出（3 3）自动化系统）自动化系统这种系统中，机器完全代替了人的工作，生产过程的信息接这种系统中，机器完全代替了人的工作，生产过程的信息接受、信息处理和执行等均由机器来完成，人只起启动、停止、受、信息处理和执行等均由机器来完成，人只起启动、停止、编程、监控、修理、调试的作用。编程、监控、修理、调试的作用。但是，这种系统的投资大，非大量生产采用它不经济。但是，这种系统的投资大，非大量生产采用它不经济。机器机器人人人人机器机器机器机器机器机器人人按人机结合方式分类按人机结合方式分类（1 1）人
105、机串联）人机串联 人与机任何一方停止活动或发生故人与机任何一方停止活动或发生故障，都会使整个系统中断工作。人和障，都会使整个系统中断工作。人和机的特性相互机的特性相互 增强、相互干扰。如驾增强、相互干扰。如驾驶驶n（2 2）人机并联）人机并联 人、机两者可以相互取代，具有人、机两者可以相互取代，具有较高的可靠性。人的作用以监视、管较高的可靠性。人的作用以监视、管理为主，手工作业为辅。自动化系统理为主，手工作业为辅。自动化系统中多采用这种人机结合方式。中多采用这种人机结合方式。如飞机如飞机自动着陆系统自动着陆系统（3）人机串、并联混合）人机串、并联混合 这种结合方式多种多样，实际上这种结合方式多
106、种多样，实际上都是人机串联和人机并联的两种方式都是人机串联和人机并联的两种方式的综合，往往同时兼有这两种方式的的综合，往往同时兼有这两种方式的基本特性基本特性 。 让人来适应机器让人来适应机器让人来适应机器让人来适应机器的设计思想的设计思想先设计好机器，再根据机器的运行要求来选拔和先设计好机器，再根据机器的运行要求来选拔和培训人员培训人员。 让机器适应人让机器适应人让机器适应人让机器适应人的设计思想的设计思想即根据人的特性，设计出最符合人操作的机器设即根据人的特性，设计出最符合人操作的机器设备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的控制备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的控制器，如何使设计的机器
107、尽可能地代替人的工作等。器，如何使设计的机器尽可能地代替人的工作等。 人与机器相互适应人与机器相互适应人与机器相互适应人与机器相互适应的系统设计思想的系统设计思想 在机器和人中间进行合理的功能分配，从而达到在机器和人中间进行合理的功能分配，从而达到系统的最佳匹配系统的最佳匹配 10.2人机系统总体设计方法人机系统总体设计方法人机系统设计思想的发展人机系统设计思想的发展人机系统设计思想的发展人机系统设计思想的发展正式投产正式投产试制评价试制评价系统分析评价系统分析评价确定系统目标确定系统目标人机功能分析人机功能分析人机功能分配人机功能分配人机界面设计人机界面设计作业辅助设计作业辅助设计结构设计结
108、构设计性能要求性能要求总体设计总体设计工工程程设设计计师师施工设计施工设计人力资源分析人力资源分析功能要求功能要求人员选择人员选择人人因因工工程程专专家家人员训练人员训练人员开发人员开发机器设计机器设计优优劣劣人机系统设计程序：人机系统设计程序：（1）系统目标）系统目标系统目标系统目标确定使命，即总体功能作业要求作业要求使用人员的数量和质量，对操作和环境的要求及限制（安全性、舒适性、人员技能）设计方案设计方案供比较和初步评审干洗一体机洗干分离机人机系统设计步骤：人机系统设计步骤：（2）系统定义（系统分析和规划）系统定义（系统分析和规划）详细划分系统的主要功能或事项，确定功能的输入和输出，设想系
109、统性能；选择最佳设想和必要的设计条件。功能Fi输入输出（3）系统功能分配系统功能分配把已定义的系统功能按一定的原则分配给人或机（硬件或软件），进行各种方案的比较；装衣加水加洗衣粉加消毒剂漂洗拧干取衣比较分配原则比较分配原则：在人机的特性比较的基础上，将适合人的分配给人，适合机器的分配给机器剩余分配原则：剩余分配原则： 首先分配给机器，剩余的分配给人。经济分配原则：经济分配原则： 设备原值*（折旧率+大修费率） +设备能耗费+设备维修保养费 +设备原值的银行利息 2Y)对人的作业提出作业品质的要求，如精度、速度、技能、培训时间D）作业设计作业设计决定系统的运行和保养所需的人员的数量和质量、训练计
110、划和器材的开展， 根据：E）作业辅助设计作业辅助设计记忆辅助类记忆辅助类购物清单，也测定的方位购物清单，也测定的方位作业步骤类作业步骤类起飞指令顺序；起飞指令顺序；作业辅助信息作业辅助信息o提示（汽车转弯等紧示标记和信号）；提示（汽车转弯等紧示标记和信号）；o关系信息（联想输入法）；关系信息（联想输入法）；o模拟信息（空间定位信息模拟信息（空间定位信息A、B两机的方位）；两机的方位）；o举例信息（紧急情况措施）；举例信息（紧急情况措施）；（5）人机界面设计人机界面设计显示装置显示装置: 显示的内容，显示装置的类型控制装置控制装置: 类型，反馈，作业负荷人选拔和培训人选拔和培训: 内容和培训方法
111、（6）实验实验评价评价生产生产使用使用设计图纸阶段的评价模型或操纵训练用模拟装置的人机关系评价确定评价标准（试验法、数据种类、分析法等）对安全性、舒适性、工作热情的影响评价机械设计的变动、使用程序的变动、人的作业内容的变动、人员素质的提高、训练方法的改善、对系统规划的反馈10.3人机系统综合评价目标方法人机系统综合评价目标方法评价的概念评价的概念明确价值的过程。明确价值的过程。对人因工程设计进行评价，就是查明设计方案对于预定目标的“价值”及“效用”。评价不能以单个因素作为目标来进行，必须考虑多个因素即多个目标。评价方法评价方法直观的（定性评价）理性的（定量评价）评价目标评价目标 (1) (1)
112、技术评价目标技术评价目标工作性能、整体性、宜人性、安全性和使用维护等。工作性能、整体性、宜人性、安全性和使用维护等。（2 2）经济评价目标）经济评价目标 成本、利润、实施方案的措施费用和市场情况等。成本、利润、实施方案的措施费用和市场情况等。（3 3）社会评价目标）社会评价目标 是否有益于改善环境，是否有利于人的文化技术水平的提高，是否有益于改善环境，是否有利于人的文化技术水平的提高，是否改变人的道德标准和生活习惯，是否有利于人的审美观是否改变人的道德标准和生活习惯，是否有利于人的审美观点提高等。点提高等。光照、温度、湿度、粉尘、通风光照、温度、湿度、粉尘、通风环环境境有毒有害物质等有毒有害物
113、质等振动、噪声、放射线振动、噪声、放射线完整性完整性整体性整体性创造性创造性协调性协调性新颖性新颖性适应性适应性易操作易操作宜人性宜人性大方大方形象化形象化醒目醒目色调色调省力省力易辩识易辩识美观美观舒适舒适本质安全本质安全可靠性可靠性安全性安全性可控性可控性记忆性记忆性稳定性稳定性总总目目标标人机系统设计评价目标（要素）体系人机系统设计评价目标（要素）体系评价目标的确定过程：将总目标分解为各级分目标，直至具体直观为止。评价目标体系评价目标体系工艺性工艺性维修性维修性效率效率适应性适应性成本成本效益效益时间时间市场市场技术性技术性:经济性经济性:当评价目标当评价目标同等重要: 2比较者重要:
114、=3 被比者=1比较者非常重要 4 被比者=0评价标准评价标准目标体系的简化目标体系的简化目标之间有相互联系，一项目标的变化，常会影响到另一些目目标之间有相互联系，一项目标的变化，常会影响到另一些目标随之变化。标随之变化。例如，提高劳动生产率或改善劳动环境条件，可能需增加例如，提高劳动生产率或改善劳动环境条件，可能需增加投资投资。在拟定评价目标时，目标数量不宜过多，否则，就难以突出主在拟定评价目标时，目标数量不宜过多，否则，就难以突出主要因素，反而不易分清主次。要因素，反而不易分清主次。评价标准评价标准(之一之一)加权系数法加权系数法各评价目标的权系数为各评价目标的权系数为Ki为各评价目标的总
115、分为各评价目标的总分A AB BC CD DA A1 10 01 12 20.0870.087B B3 31 12 26 60.2500.250C C4 43 310100.4170.417D D3 32 21 16 60.2500.250重要程度排序重要程度排序C CB B，D DA A比比较者者被比者被比者 B) 价值谱：价值谱：分值分值q: 0 1 2 3 4意义意义:不能用不能用缺点很多缺点很多缺点较多缺点较多勉强可用勉强可用可用可用5 6 7 8 9 基本满意基本满意较好较好好好很好很好理想理想C) 总价值计算：总价值计算：分值相加法分值相加法Q= qi * (Ki / ki ) 简
116、单简单分值相乘法分值相乘法Q= qi * (Ki / ki ) 差异大、易比较差异大、易比较10.4人机系统分析评价方法人机系统分析评价方法（一）定性和定量评价（一）定性和定量评价价值谱：价值谱：分值分值q: 0 1 2 3 4意义意义:不能用不能用缺点很多缺点很多缺点较多缺点较多勉强可用勉强可用可用可用5 6 7 8 9 基本满意基本满意较好较好好好很好很好理想理想总价值计算：总价值计算：分值相加法分值相加法Q= qi * (Ki / ki ) 简单简单分值相乘法分值相乘法Q= qi * (Ki / ki ) 差异大、易比较差异大、易比较（二）连接分析法（二）连接分析法连接：连接：指人机系统
117、中，人与机、机与机、人与人之间的相互作用指人机系统中，人与机、机与机、人与人之间的相互作用关系。关系。连接分析评价法连接分析评价法( (链式分析法链式分析法) )：是一种对人、机是一种对人、机械、过程和系统进行评价的简便方法，它用械、过程和系统进行评价的简便方法，它用“连接连接”来表示人、机之间的关系。来表示人、机之间的关系。人人机连接：机连接：是指作业者通过是指作业者通过感觉器官感觉器官接受机械发出的信息或接受机械发出的信息或作业者对机械实施控制作业者对机械实施控制操作操作而产生的作用关系；而产生的作用关系；机机机连接：机连接：是指机械装置之间所存在的依次控制关系；是指机械装置之间所存在的依
118、次控制关系；人一人连接：人一人连接：是指作业者之间通过信息联络，协调系统正常运是指作业者之间通过信息联络，协调系统正常运行而产生的作用关系。行而产生的作用关系。连接形式连接形式 ：绘制连接分析图绘制连接分析图重要度重要度频度频度人人机器机器操作操作视觉视觉行走行走听觉听觉运用特定的符号把人机系统中的操作者、设备以及它们之间的关系用运用特定的符号把人机系统中的操作者、设备以及它们之间的关系用连接关系图表示出来连接关系图表示出来绘制连接分析图绘制连接分析图确定各连接的重要度和频率确定各连接的重要度和频率 o各连接的重要度和频率可根据调查统计和经验确定其分数值各连接的重要度和频率可根据调查统计和经验
119、确定其分数值o一般用四级记分：一般用四级记分：“极重要极重要”和和“频率极高频率极高”者为者为4 4分；分；“重要重要”和和“频率高频率高”者为者为3 3分；分；“一般一般”和和“一般频率一般频率者为者为2 2分；分；“不重要不重要”和和“频率低频率低”者为者为1 1分。分。计算综合评价值（连接值）计算综合评价值（连接值）o综合评价值综合评价值= =重要程度重要程度* *频率频率o可以用综合评价值评价连接的综合重要程度可以用综合评价值评价连接的综合重要程度优化优化连接分析法应用步骤连接分析法应用步骤调整各要素位置，使人机及空间得到合理配置。调整各要素位置，使人机及空间得到合理配置。n综合要求。
120、综合要求。操作操作-范围合适，省力，范围合适，省力，尽可能不交叉尽可能不交叉视觉视觉-无遮挡无遮挡言语言语-清晰清晰行走行走-距离短，无干涉距离短，无干涉n按综合评价值大小布置按综合评价值大小布置操作人员之间的距离应按评价值大小，由近而远安排，操作者和多操作人员之间的距离应按评价值大小，由近而远安排，操作者和多个机具之间也按同一原则布置。个机具之间也按同一原则布置。n按感觉特性配置系统的连接按感觉特性配置系统的连接视觉连接和触觉连接应配置在操作者前面，听觉显示可不受此限制，视觉连接和触觉连接应配置在操作者前面，听觉显示可不受此限制，但也应遵守综合评价值高，距离近布置原则。但也应遵守综合评价值高
121、，距离近布置原则。n作业空间的大小，应符合安全空间的要求，危险作业区和危险作业点作业空间的大小，应符合安全空间的要求，危险作业区和危险作业点应加隔离。应加隔离。优化原则优化原则ACDEFMN1111441ACDEFMN1112231洗衣机干衣机操作员M操作员N重要程度重要程度 = 1 = 1 1BCFEDG32A4a）AE1D2FB34GCb）连接分析步骤： 1） 用符号表示人机系统中的主要要素：2） 确定要要度，频度；要要度一般按四级打分3） 计算连接值： 要要度*频度4）评价： 操作-范围合适，省力，四肢负荷分配合理 视觉-无遮挡 言语-清晰 行走-距离短，无干涉（三）（三）操作顺序图分析
122、法操作顺序图分析法操作顺序图分析法（运营图法，操作顺序图分析法（运营图法，OSDOSD法）法）（Operational Sequence DiagramingOperational Sequence Diagraming）：用图用图示的方式表示出示的方式表示出信息、意志决定和动作信息、意志决定和动作三个要素在人机交互中的三个要素在人机交互中的执行顺序，帮助分析人机系统的功能分配和可靠性。执行顺序，帮助分析人机系统的功能分配和可靠性。操作者看到信号灯亮就揿按钮的操作顺序如图操作者看到信号灯亮就揿按钮的操作顺序如图 灯亮灯亮看见灯看见灯按电钮按电钮灯亮灯亮看见灯看见灯按电钮按电钮a）b） a) 以
123、作业者为对象来描述以作业者为对象来描述 b）以系统为对象来描述以系统为对象来描述人操作失误时的操作顺序图人操作失误时的操作顺序图 a）有信息显示有信息显示 b）无信息显示无信息显示a）点灯点灯看不见灯看不见灯不按电钮不按电钮看见灯看见灯按电钮按电钮看见灯看见灯按电钮按电钮b）不按不按电钮电钮没看见灯没看见灯没点灯没点灯将操作顺序图表现方法扩展，进行反应时间分析将操作顺序图表现方法扩展，进行反应时间分析 a）灯亮灯亮看见灯看见灯按电钮按电钮b）灯亮灯亮看见灯看见灯按电钮按电钮时间轴时间轴 a）对灯亮立刻做出反应对灯亮立刻做出反应 b）对灯亮相当长时间没有做出反应对灯亮相当长时间没有做出反应加进概
124、率值后的操作顺序图加进概率值后的操作顺序图 看见灯亮看见灯亮不能看见不能看见灯亮灯亮不按钮不按钮按电钮按电钮90%10%1%99%人机系统差错分析或人机系统差错分析或人机系统安全性分析：人机系统安全性分析：10.4人机系统差错分析人机系统差错分析 系统安全分析是从安全的角度对人系统安全分析是从安全的角度对人-机机-环境系统环境系统中的危险因素进行的分析，它通过揭示可能导致系统中的危险因素进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系来查明系统中的故障或事故的各种因素及其相互关系来查明系统中的危险源，以便采取措施消除或控制它们。危险源，以便采取措施消除或控制它们。常用的常用的
125、常用的常用的差错分析差错分析方法：方法：方法：方法：（1 1） 检查表法检查表法 ( (Checklist)Checklist)；（2 2） 预预先先危危害害分分析析 ( (Preliminary Preliminary Hazard Hazard AnalysisAnalysis，PHA)PHA)；（3 3）故故障障类类型型和和影影响响分分析析 ( (Failure Failure Model Model and and Effects AnalysisEffects Analysis，FMEA)FMEA)；（ 4 4） 危危 险险 性性 和和 可可 操操 作作 性性 研研 究究 （ Haz
126、ard Hazard and and Operability AnalysisOperability Analysis，HAZOPHAZOP）；）；（5 5） 事件树分析事件树分析 ( (Event Tree AnalysisEvent Tree Analysis，ETA)ETA)；（6 6） 故障树分析故障树分析 ( (Fault Tree AnalysisFault Tree Analysis，FTA)FTA)；（7 7） 因果分析因果分析( (Cause-Consequence Analysis,CCA)Cause-Consequence Analysis,CCA)。（一）概述（一）概述
127、 事事故故树树（Fault Fault Tree Tree AnalysisAnalysis，缩缩写写为为FTAFTA）也也称称失失效效树树或或故故障障树树：是是一一种种根根据据系系统统可可能能发发生生的的事事故故或或已已经经发发生生的的事事故故结结果果，去去寻寻找找与与该该事事故故发发生生有有关关的的原原因因、条条件件和和规规律，同时可以辨识出系统中可能导致事故发生的危险源的方法。律，同时可以辨识出系统中可能导致事故发生的危险源的方法。FTAFTA作作为为安安全全分分析析评评价价和和事事故故预预测测的的一一种种先先进进的的科科学学方方法法，已已得得到国内外的公认和广泛采用。到国内外的公认和广
128、泛采用。 事事故故树树是是从从结结果果到到原原因因描描绘绘事事故故发发生生的的有有向向逻逻辑辑树树，是是用用逻逻辑辑门联接的树图。门联接的树图。 事事故故树树分分析析法法是是一一种种图图形形演演绎绎方方法法，在在对对系系统统分分析析时时，围围绕绕系系统统不不希希望望发发生生的的失失效效事事件件，做做层层层层深深入入的的分分析析，直直至至追追踪踪到到引引起失效事件发生的全部原始原因为止。起失效事件发生的全部原始原因为止。它它能能对对各各种种系系统统的的危危险险性性进进行行识识别别评评价价，既既适适用用于于定定性性分分析析，又能进行定量分析。又能进行定量分析。击中人体击中人体砂轮伤害砂轮伤害砂轮破
129、碎飞出砂轮破碎飞出防护装置不起作用防护装置不起作用安装缺陷安装缺陷质量缺陷质量缺陷操作不当操作不当紧固砂轮紧固砂轮用力过大用力过大上砂轮敲上砂轮敲打过猛打过猛吃刀量吃刀量过大过大砂轮不砂轮不平衡平衡有裂纹有裂纹未检查未检查安装不牢安装不牢无防护罩无防护罩砂轮伤害事故的事故树图砂轮伤害事故的事故树图（1 1）顶上事件）顶上事件这是人们最不希望发生的失效事件（或故障事件），是使这是人们最不希望发生的失效事件（或故障事件），是使系统不能正常工作的故障表现形式，是分析故障发生的原系统不能正常工作的故障表现形式，是分析故障发生的原因、发生的概率以及可能产生的影响的最终事件，是失效因、发生的概率以及可能产
130、生的影响的最终事件，是失效分析的起点。分析的起点。（2 2）中间事件）中间事件导致顶端事件发生，且还需要再分解的因素，包括系统组导致顶端事件发生，且还需要再分解的因素，包括系统组成部分自身性质的变化以及系统外界因素，统称为中间事成部分自身性质的变化以及系统外界因素，统称为中间事件。在图中，置于矩形块中并除去顶端事件之外的事件均件。在图中，置于矩形块中并除去顶端事件之外的事件均为中间事件，也称为相对最终事件。为中间事件，也称为相对最终事件。（3 3）基本事件）基本事件导致系统或部件发生失效的、最基本的、无需再分解的事导致系统或部件发生失效的、最基本的、无需再分解的事件。在图中件。在图中, ,置于
131、圆圈中的均为基本事件置于圆圈中的均为基本事件。事故树中的事件类型：事故树中的事件类型：（二）分析方法和步骤（二）分析方法和步骤故障树分析常用符号：故障树分析常用符号：矩形符号矩形符号圆形符号圆形符号菱形符号菱形符号逻辑与门逻辑与门逻辑或门逻辑或门屋形符号屋形符号AND(.)OR(+)顶上事件或中间事件，也就是需要往下分析的事件基本原因事件，或称基本事件。它可以是人的差错，也可以是机械、元件的故障，或环境不良因素等。它表示最基本的、不能继续再往下分析的事件。主要用于表示正常事件，是系统正常状态下发生的正常事件。省略事件，主要用于表示不必进一步剖析的事件和由于信息不足，不能进一步分析的事件。仅当所
132、有输入事件都发生时，输出事件才发生的逻辑关系至少有一个输入事件发生，输出事件就发生的逻辑关系1.确定顶上事件确定顶上事件,置于事故树顶端置于事故树顶端2.确定可能引起顶上事件的所有原因事件和各种因确定可能引起顶上事件的所有原因事件和各种因素素,按相关性分组按相关性分组3.确定各组中各个事件性质确定各组中各个事件性质:中间事件、基本事件、中间事件、基本事件、省略事件省略事件4.连接各个事件：用适当的逻辑门连接各个事件：用适当的逻辑门5.绘制事故树图：绘制事故树图：6.定性分析：按事故树结构，分析基本事件的结构定性分析：按事故树结构，分析基本事件的结构重要度，确定预防事故发生的措施。重要度，确定预
133、防事故发生的措施。7.定量分析：确定各基本事件发生的失误率，并计定量分析：确定各基本事件发生的失误率，并计算其发生的概率，标在事故树上，并求出顶上事算其发生的概率，标在事故树上，并求出顶上事件发生的概率，分析各基本事件的概率重要度。件发生的概率，分析各基本事件的概率重要度。根据定量分析结果对系统进行风险分析，以确定根据定量分析结果对系统进行风险分析，以确定安全投资方向。安全投资方向。事故树编制分析事故树编制分析步骤步骤（二）（二）事故树概率分析事故树概率分析“与与”门门概率概率“或或”门门概率概率 nP0 = qi i=1独立事件 nP00 =1 - ( 1-qi ) i=1独立事件.+ECD
134、FBA0.10.010.050.050.0050.0020.05PF=0.002*0.05=0.00084PD=1-(1-0.05)*(1-0.0001) =0.050095PE=1-(1-0.1)*(1-0.01) =0.109PC=1-(1-0.109)*(1-0.05) =0.15355PB= 0.050095 * 0.15355 =0.007692中间事件中间事件概率概率最终事件最终事件概率概率PF= 0.007692 *0.005 =0.00003846闪灯90%10%99%1%P=(1-0.1)*0.99 =0.891失效概率=10.9%闪灯鸣号95%5%99%1%P1 =(1-0.1)*0.99 =0.891P1 =0.95*0.99 =0.9405P=1- (1-0.891)*(1-0.9405) =1-0.109*0.0595 =0.9935失效概率=0.65%结束结束
