人類工效學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理等方面的各種因素;研究人和機(jī)器及環(huán)境相互作用;研究在工作中、家庭生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科。人類工效學(xué)又稱人機(jī)工程學(xué)、人類工程學(xué)、人體工程學(xué)等(以下簡稱工效學(xué))。
一、在機(jī)械安全技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行工效學(xué)的研究與檢驗之間的關(guān)系
在機(jī)械安全檢驗中通常是通過評價人、機(jī)械、環(huán)境相互間的關(guān)系是否合理,操作者能否安全、健康、舒適地工作來進(jìn)一步確認(rèn)機(jī)械的整體安全性。在生產(chǎn)過程中,完成預(yù)定任務(wù)的是人和機(jī)械設(shè)備、環(huán)境相結(jié)合的整體。在對機(jī)械設(shè)備實(shí)施安全檢驗或進(jìn)行相關(guān)研究時主要考慮的要素都是相同的,但是,進(jìn)行學(xué)術(shù)研究時,主要是研究各要素在人-機(jī)-環(huán)境的體系中所處的地位,如何采取必要的措施,預(yù)防和避免事故或危險的發(fā)生;而進(jìn)行安全檢驗時,主要是評價設(shè)計和制造者是否針對特定的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng),對預(yù)期估計到的危險采取了有效的、可靠的安全防護(hù)措施,使危險消除或降低到可接受的安全裕度之內(nèi);是否針對殘留危險和如何安全使用機(jī)械設(shè)備向用戶或操作者提供了足夠的信息,以保證安全地安裝、使用、維護(hù)和拆除(見表1):
表1
要素 | 研究時側(cè)重點(diǎn) | 檢驗時側(cè)重點(diǎn) |
人 | 主要考慮人的心理智和生理特點(diǎn),防止人的“意識中斷”或“意識迂回”(走神)時產(chǎn)生的危險。 | 應(yīng)保證系統(tǒng)運(yùn)行期間,人能夠觀察到設(shè)備的所有運(yùn)行情況,以保證人能高效、安全、舒適、健康的工作。 |
機(jī) | 主要考慮安全預(yù)防措施,防止人在能力不足時引起的事故。 | 安全防護(hù)措施應(yīng)有效和可靠 |
環(huán)境 | 主要考慮環(huán)境要適合于人的要求,不危害人體健康。 | 機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間不應(yīng)對環(huán)境造成危害(包括材料、排泄物、和振動噪聲等) |
作業(yè) | 主要從作業(yè)方法、作業(yè)負(fù)荷、作業(yè)姿勢、作業(yè)范圍等方面考慮到人能否勝任,能否減輕勞動強(qiáng)度,能否減輕疲勞,對人有否危害等。 | 人的所有作業(yè)活動都應(yīng)符合工效學(xué)的工作原理,人機(jī)界面設(shè)計合理,保證人機(jī)對話順暢。 |
二、在機(jī)械安全檢驗中主要驗證的人類工效學(xué)技術(shù)指標(biāo)
1.在機(jī)械設(shè)備的整體設(shè)計中,是否采取了有效的防范措施,有效的制止或防范人為錯誤的產(chǎn)生
人機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,有賴于人與機(jī)器的活動與操作。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械的可靠性顯著提高,而由于人的不確定因素的存在,由操作者的錯誤行為引發(fā)操作事故所占比重也在不斷的增大。
人的執(zhí)行機(jī)能具有很大的自由度,不僅能夠隨時處理意外和異常情況,而且也會由于疲勞、情感、環(huán)境等因素的影響出現(xiàn)人為錯誤。人為錯誤主要包括以下幾種情況:未執(zhí)行規(guī)定的機(jī)能;錯誤執(zhí)行規(guī)定的機(jī)能;執(zhí)行了沒有規(guī)定的機(jī)能;等等。
為避免由于人為錯誤可能造成的事故,機(jī)械設(shè)備的設(shè)計常采用本質(zhì)安全、停止運(yùn)轉(zhuǎn)及保護(hù)電器回路等安全保險措施和防止操作失誤的裝置預(yù)防人為錯誤;在機(jī)械安全檢驗過程中需要通過相關(guān)的信息或試驗驗證這些措施或裝置的有效性和可靠性。
2.人機(jī)界面設(shè)置的合理性和人機(jī)交流的順暢性
人機(jī)界面也叫人機(jī)接口。顯示器和控制器是人機(jī)之間的兩個界面。機(jī)器通過顯示器將信息傳送給人,人通過控制器將決策和指令信息輸送給機(jī)器。人機(jī)信息交換的效率,很大程度上取決于顯示器和控制器分別與人的感知器官、與運(yùn)動反應(yīng)器官特性的匹配程度。在實(shí)施機(jī)械安全檢驗期間通過對顯示器和控制器的物理特性與人的感知、記憶、思維、運(yùn)動反應(yīng)等身心特點(diǎn)是否相適應(yīng)來判斷人機(jī)界面設(shè)置的合理性和人機(jī)交流的順暢性。
在現(xiàn)代復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)中,操作人員往往面對著幾十甚至幾百種不同功用的顯示器和控制器,若設(shè)計或安排不當(dāng),就容易發(fā)生誤讀和誤操作而導(dǎo)致重大事故。在機(jī)械安全檢驗中主要通過以下幾個個方面來進(jìn)行驗證:
——適宜的信息通道。顯示器的設(shè)計符合工效學(xué)設(shè)計原則,信息傳遞順暢,有效的避免因信息通道過載而出現(xiàn)錯誤的信息。
——當(dāng)信息從人的運(yùn)動器官傳遞給機(jī)器時,應(yīng)適應(yīng)人的極限能力和操作范圍,將控制器設(shè)計得高效、安全、可靠、靈敏。
——充分發(fā)揮人和機(jī)各自的優(yōu)勢,減少發(fā)生危險的概率。
——人機(jī)界面的通道數(shù)和傳遞頻率不應(yīng)超過人的能力,而且適合大多數(shù)人的應(yīng)用。