1.4　過程裝備安全人機(jī)工程

1.4.1　安全人機(jī)工程學(xué)概念

安全人機(jī)工程學(xué)是以人機(jī)工程學(xué)中的安全為著眼點(diǎn)，把人、機(jī)和人機(jī)結(jié)合面三個(gè)安全因素作為對(duì)象進(jìn)行研究的。它以保證工作（包括各種活動(dòng)）效率為必要條件，以追求實(shí)現(xiàn)人的安全（含健康）為目標(biāo)，研究實(shí)現(xiàn)這一要求所需要的人機(jī)學(xué)理論、方法、手段和采取安全設(shè)備工程或其他工程措施的依據(jù)。

任何生產(chǎn)過程都離不開人、物、環(huán)境三個(gè)方面的因素，人包括從事生產(chǎn)活動(dòng)的操作人員和各級(jí)管理人員；物包括生產(chǎn)中所用的物質(zhì)（含原材料、輔助材料、催化劑、半成品、產(chǎn)品以及作為動(dòng)力的能源）和機(jī)器設(shè)備（如機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、控制系統(tǒng)和儀器儀表等）；環(huán)境則是指每個(gè)生產(chǎn)過程所處的作業(yè)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。三個(gè)方面因素構(gòu)成了“人-物-環(huán)境”生產(chǎn)系統(tǒng)，每個(gè)因素就是生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)都存在著一定的潛在危險(xiǎn)因素，并在一定條件下會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭鹿剩绊懴到y(tǒng)功能的正常發(fā)揮。大量事故的調(diào)查結(jié)果表明，事故基本上是由這三方面因素造成的。

在“人-物-環(huán)境”系統(tǒng)中，三個(gè)子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互制約、相互影響，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。例如，由于人對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造有缺陷或維修保養(yǎng)不良，使物（機(jī)器設(shè)備）存在著不安全狀態(tài)；物的不安全狀態(tài)又會(huì)在客觀上造成人有不安全行為的環(huán)境條件；社會(huì)環(huán)境和作業(yè)環(huán)境影響著人的心理、生理特征，某些環(huán)境因素也會(huì)使物的性能發(fā)生變化，例如機(jī)器壽命和精度下降。因此，安全人機(jī)工程要從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，研究人、物、環(huán)境三個(gè)方面潛在的危險(xiǎn)因素以及出現(xiàn)的條件和形成事故的規(guī)律，探討控制危險(xiǎn)、預(yù)防事故的有效對(duì)策和手段，提高系統(tǒng)的安全可靠性。

安全人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容大體包括以下幾點(diǎn)。

ⅰ.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、舒適和健康的目的。

ⅱ.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，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。

ⅲ.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)和工作地的狀況等。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。

ⅳ.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)。

ⅴ.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)。

ⅵ.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。

ⅶ.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。

安全人機(jī)工程學(xué)的主要任務(wù)是：研究工業(yè)災(zāi)害發(fā)生的原理及規(guī)律，分析、評(píng)價(jià)生產(chǎn)中可能發(fā)生的事故，采用工程技術(shù)方法和科學(xué)管理手段控制生產(chǎn)中的危險(xiǎn)有害因素，防止傷亡事故、職業(yè)病、職業(yè)中毒以及其他各種事故發(fā)生，創(chuàng)建安全、衛(wèi)生、舒適的勞動(dòng)條件。

由于生產(chǎn)過程存在著各種各樣不安全不衛(wèi)生因素，這些因素引發(fā)事故的規(guī)律及預(yù)防事故的方法不完全相同，因此人機(jī)安全工程學(xué)研究的內(nèi)容范圍很廣，這些內(nèi)容歸納起來可分為以下三個(gè)方面。

（1）安全技術(shù)

安全技術(shù)針對(duì)生產(chǎn)勞動(dòng)過程中存在著的危險(xiǎn)因素，研究采取怎樣的技術(shù)措施將其消滅在事故發(fā)生之前，預(yù)防和控制工傷事故和其他各類事故的發(fā)生。它包括工藝、設(shè)備、控制等各個(gè)方面，例如變不安全的工藝流程和操作方法為安全的流程和方法，在設(shè)備上安裝防護(hù)裝置、保險(xiǎn)裝置，設(shè)置安全聯(lián)鎖、緊急停車等控制手段。

（2）勞動(dòng)衛(wèi)生技術(shù)

勞動(dòng)衛(wèi)生技術(shù)是針對(duì)生產(chǎn)勞動(dòng)過程中存在的長(zhǎng)期作用于人體會(huì)引起機(jī)體器官發(fā)生病變，并導(dǎo)致職業(yè)中毒和職業(yè)病的有害因素，研究如何防治職業(yè)危害的技術(shù)措施。這方面的內(nèi)容也稱職業(yè)衛(wèi)生。它包括防塵防毒、噪聲治理、振動(dòng)消除、通風(fēng)采暖、采光照明，以及針對(duì)其他物理化學(xué)有害因素的防護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)急救等。

（3）安全衛(wèi)生管理

安全衛(wèi)生管理是指對(duì)安全生產(chǎn)所進(jìn)行的計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制的一系列活動(dòng)。它是從立法上和組織上采取措施，保護(hù)職工在勞動(dòng)過程中的安全和健康。研究的內(nèi)容主要有：制訂安全生產(chǎn)的方針政策、法令法規(guī)（包括各種規(guī)程、規(guī)范、條例）和標(biāo)準(zhǔn)，使安全生產(chǎn)做到有法必依，有章可循，用法制的手段實(shí)施安全。

研究安全人機(jī)工程學(xué)的主要目的是：保護(hù)人的生命安全以及在生產(chǎn)活動(dòng)中的身心健康，使職工在勞動(dòng)中保持持久的勞動(dòng)能力，提高勞動(dòng)效率；保護(hù)設(shè)備財(cái)產(chǎn)不受損壞，使生產(chǎn)能安全、穩(wěn)定、順利地進(jìn)行，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.4.2　影響過程裝備安全的人機(jī)因素

1.4.2.1　物的不安全狀態(tài)

從保證過程裝備本質(zhì)安全出發(fā)，對(duì)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需考慮的正常壽命周期內(nèi)的預(yù)期工況、各預(yù)期工況下的載荷對(duì)其進(jìn)行正確地評(píng)價(jià)是保證過程裝備在全壽命周期內(nèi)本質(zhì)安全的基礎(chǔ)。

（1）預(yù)期工況分析

在正常生命期內(nèi)可能的工況主要有：耐壓試驗(yàn)、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行、正常停工、非正常（緊急）停工、誤操作、定期檢驗(yàn)等。

（2）載荷分析

承壓設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)須考慮的載荷主要有：重力載荷（設(shè)備自重、設(shè)備運(yùn)輸質(zhì)量、設(shè)備吊裝質(zhì)量、設(shè)備操作質(zhì)量、耐壓試驗(yàn)質(zhì)量）、壓力載荷、溫度載荷、風(fēng)載荷、地震作用（載荷）、雪載荷和其他載荷（液柱壓力、偏心載荷）等。

（3）工況和載荷組合及評(píng)價(jià)

結(jié)合（2）所提及的工況及其所對(duì)應(yīng)的載荷，對(duì)各種工況載荷的危險(xiǎn)組合進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。

此外還有：安全設(shè)施、防電、防雷和防爆設(shè)施的管理，安全設(shè)施不能隨意拆除，對(duì)廢棄或長(zhǎng)期停用設(shè)備內(nèi)的危險(xiǎn)化學(xué)品要及時(shí)進(jìn)行徹底清洗，做好隔離與標(biāo)識(shí)或轉(zhuǎn)移到安全場(chǎng)所等。

1.4.2.2　人的不安全行為

人的不安全行為是指在生產(chǎn)裝置或系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，人為因素導(dǎo)致的失誤。這里的人為因素是指與人本身有關(guān)的特征，包括生理、心理、精神、學(xué)識(shí)和技能等。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工程系統(tǒng)已經(jīng)變得高度精密和復(fù)雜，不僅帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且正改變著人們的工作方式。在近代大型化工、石化、動(dòng)力、冶金等行業(yè)，儀表、自動(dòng)化控制已成為主要的作業(yè)方式。人們的工作由傳統(tǒng)的直接操作轉(zhuǎn)化為通過計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。硬件、軟件作業(yè)的可靠性不斷提高，裝置運(yùn)行環(huán)境也得到很大的改善。總的情況是安全生產(chǎn)的形勢(shì)逐漸好轉(zhuǎn)，事故發(fā)生頻率呈明顯下降趨勢(shì)。

但是，縱觀近年國內(nèi)外發(fā)生的一些造成了嚴(yán)重的后果的重大事故，究其主要原因，有的是設(shè)備維修人員誤操作和對(duì)自動(dòng)化儀表檢驗(yàn)、維修不利，有的是主管工程技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)真實(shí)情況判斷失誤，還有的是設(shè)計(jì)不完善以及違規(guī)操作、管理混亂等。先進(jìn)的設(shè)施和復(fù)雜系統(tǒng)，歸根到底還是依據(jù)人們的意志進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和操作的，人是系統(tǒng)運(yùn)行的決策者。盡管系統(tǒng)運(yùn)行中自動(dòng)化局部代替了人的行為，但人的功能具有不可替代性。系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，僅僅帶來了人們失誤性質(zhì)的改變，由直接操作失誤轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)、維護(hù)、管理等的間接失誤；由人們疏忽、馬虎等類型的失誤，轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)技術(shù)型的失誤，而疏忽類型的失誤由自動(dòng)化系統(tǒng)或連鎖保護(hù)裝置加以糾正。近年由于技術(shù)進(jìn)步，系統(tǒng)或裝置的安全狀況雖然不斷改善，但人因事故在總體事故中所占比例反而呈上升趨勢(shì)，人為因素引起的事故已成為主要的事故源之一。

人因失誤產(chǎn)生的原因主要包括如下幾個(gè)方面。

（1）人承受的壓力或負(fù)荷是影響人因失誤的重要因素

很明顯，一個(gè)承受巨大壓力的人，在工作中將會(huì)導(dǎo)致行為功效的降低和較高的失誤率。圖1-3表示人承受壓力和人可靠度的關(guān)系。壓力或負(fù)荷對(duì)人的工作并不完全是消極因素。實(shí)際上，中等壓力有利于提高人的效率，達(dá)到人可靠度最高水平（失誤率最低）；反之，如果人們?cè)诘蛪毫ο鹿ぷ鳎蝿?wù)簡(jiǎn)單、單調(diào)，其效率也不會(huì)很高。倘若壓力過大，超過中等壓力以上，人的效率將會(huì)顯著下降，人可靠度也會(huì)相應(yīng)地降低。適度的壓力或負(fù)荷，可以激發(fā)人們保持足夠的警覺，促使兢兢業(yè)業(yè)地工作，達(dá)到較低失誤的境界。

人們承受的壓力，一般由個(gè)人的心理、生理承受能力或職業(yè)刺激引起。前者如健康狀況不佳、從事自己不屑于去做的工作、不具備完成現(xiàn)在任務(wù)的知識(shí)和技能等。后者所謂的職業(yè)刺激，包括在超負(fù)荷情況下，任務(wù)要求超過個(gè)人的能力；職業(yè)性質(zhì)不適合，懷才不遇，沒有施展自己才華的機(jī)會(huì)；工作重復(fù)不感興趣；職業(yè)環(huán)境不佳，機(jī)構(gòu)不健全，分工不明確，人際關(guān)系復(fù)雜；工作環(huán)境惡劣，噪聲、采光不符合要求，粉塵、煙霧、空氣污染等。

另外，影響人因失誤并與人承受能力相關(guān)的因素還有人對(duì)外部現(xiàn)象的應(yīng)對(duì)能力。在生產(chǎn)過程中，操作人員承受的壓力或負(fù)荷過高或過低，都會(huì)偏離操作者的最佳狀態(tài)；工作任務(wù)或工作環(huán)境的要求與操作人員的能力不相適應(yīng)，會(huì)使操作人員的專長(zhǎng)無從發(fā)揮，也會(huì)偏離操作者的最佳狀態(tài)；裝置運(yùn)行中出現(xiàn)異常現(xiàn)象，操作人員意圖糾正而未能取得預(yù)期效果等，這些都會(huì)使操作者無法應(yīng)對(duì)。

為操作人員提供合適的感覺環(huán)境，適當(dāng)?shù)墓ぷ鲘徫辉O(shè)計(jì)和良好的工作條件，使人體所受到的負(fù)荷減少到適當(dāng)?shù)某潭龋畲笙薅鹊靥岣吖ぷ餍剩ＷC人在生產(chǎn)過程中的安全，改善組織管理和決策方式，激發(fā)人員主人翁的責(zé)任感，注意消除使人員產(chǎn)生逆反心理的消極因素等，從某種意義上講，這些都是提高人可靠性或減少人因失誤的策略。

（2）人的行為與心理狀態(tài)是影響人因失誤的又一重要因素

生產(chǎn)環(huán)境中的作業(yè)條件，形成對(duì)人感知的刺激，根據(jù)人的個(gè)性，刺激形成人的動(dòng)作、語言、表情、思考等的行為反應(yīng)，然后做出決策（行為完成），決策可能是正確的，也可能是錯(cuò)誤的。

人的行為與人的心理狀態(tài)息息相關(guān)。從事生產(chǎn)作業(yè)的人員在復(fù)雜的人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)中，心理活動(dòng)的反應(yīng)對(duì)安全生產(chǎn)至關(guān)重要，心理不健康是導(dǎo)致人因失誤的主要原因之一。

人因失誤原因十分復(fù)雜，按照人們心理狀態(tài)的差異可以概括為以下四個(gè)方面。

信息輸入失誤　信息輸入過程即人的感知過程。信息刺激人腦，由于環(huán)境因素、心理因素和生理因素的干擾，造成作業(yè)者對(duì)外來信息識(shí)別的失誤。

信息處理失誤　信息處理是人將感知得到的信息，根據(jù)自身?xiàng)l件，如學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理、判斷與決策等邏輯思維的過程。如果學(xué)識(shí)淺薄，經(jīng)驗(yàn)不足，心里素質(zhì)差，都會(huì)引起信息處理的失誤。

信息輸出失誤　作業(yè)者素質(zhì)差，對(duì)信息做出錯(cuò)誤的處理，就會(huì)產(chǎn)生信息輸出的失誤。

心理緊張的失誤　作業(yè)者的學(xué)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力和管理水平均較正常的情況下，心理緊張?jiān)斐扇四X覺醒水平下降，從而引起行為完成的差錯(cuò)是人為失誤的內(nèi)在原因。

綜上所述，人的不安全行為產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜，表現(xiàn)形式各異，人因失誤的預(yù)防也非常困難。在實(shí)際工作中，一般從技術(shù)和管理兩個(gè)方面采取措施作出人因失誤預(yù)防的決策。主要技術(shù)措施包括：計(jì)算機(jī)控制、儀表自動(dòng)化操作與監(jiān)控、設(shè)立冗余系統(tǒng)、采用連鎖裝置糾正人的誤操作、建立預(yù)警系統(tǒng)以及提高人的警覺、減少失誤等。核心措施是用硬件和軟件去代替人的感官和體力，減緩人員直接操作的壓力和生理、心理上的障礙。主要管理措施包括：提高人員安全技術(shù)素質(zhì)，建立健全安全法規(guī)，開展不同形式的安全監(jiān)察，杜絕違章指揮，加強(qiáng)裝置維護(hù)管理并消除隱患，強(qiáng)化操作者自我預(yù)防失誤的能力，嚴(yán)格控制人員的異常行為，對(duì)危險(xiǎn)性較大的作業(yè)設(shè)置安全監(jiān)護(hù)等。