搬运作业能量消耗模型及仿真研究

为预防手工搬运工人因疲劳引发的职业性肌肉骨骼损伤(WMSDs),综合考虑生产效率和人因工程2个因素,提出考虑搬运时间和能量消耗的双目标模型;采用IGRIP/ERGO和Matlab软件,设计交互式仿真平台;以某汽车刹车片制造公司的手工搬运作业(MMH)为例,应用上述模型进行模拟仿真,得出最优解。结果表明:投入材料数量和生产工序均对能量消耗和作业时间有显著影响,并且能耗和时间的变化率负相关;该模型兼顾生产效率和人因工程2个因素,能够得出最优作业方案;交互式仿真平台有助于控制并预防现代工业生产中的WMSDs风险,使工作环境和作业设计达到人因工程要求。     

基于Kcal/ERGO人因工程模型的手工搬运作业负荷仿真与评估

针对某汽车机械制造公司生产流程中会产生工人疲劳和职业伤害的手工搬运作业,从人因工程的角度,基于ERGO仿真软件的Kcal预测模型进行手工搬运作业负荷的仿真和评估分析。利用ERGO软件、人体动作能耗预测模型以及Kcal模型,提出Kcal/ERGO总体流程设计方案,并对各个部分设计进行了详细的描述。结果表明:该设计在软件中直观地反映了工人在工作中的每一个动作和流程能量消耗的情况,通过能量消耗值的大小判断该工序是否属于工人的承受范围之内以使生产环境符合人因工程设计,保证工人能在安全、健康、舒适的工作条件下工作。     

基于AlphaPose与REBA的手工搬运作业姿势风险评估方法*

为有效预防职业性肌肉骨骼疾患(WMSDs),提出基于计算机视觉技术与快速全身评估(REBA)结合的作业姿势评估方法,以手工搬运作业为例,通过人体姿态识别AlphaPose模型检测作业姿势,利用提取的各关节点空间位置信息计算身体各部位关节角度;利用SG滤波法处理身体遮挡、光线等对数据的影响,有效保留数据变化信息的同时消除数据突变;根据身体关节角度范围与危害程度对应关系自动评判作业姿势的风险大小。研究结果表明:作业姿势评估方法可通过采集的视频数据自动评估搬运作业的姿势危险性,降低WMSDs风险,通过分析不同下蹲取物姿势风险,可论证作业姿势评估方法的可行性,为及时改善搬运作业中的不安全动作提供参考。     

基于DORATASK法的标准作业负荷评估模型

为了预防标准作业制度下工人超负荷作业,基于DORATASK方法构建工序标准作业负荷评估模型。综合考虑工作效率和人因工程双因素,提出以时间占用率为主衡量指标、以能量代谢率为修正因子的工作负荷评估量化模型;结合虚拟仿真技术,设计模型求解流程;以某发动机输油件制造企业的标准作业为例,应用上述模型,并进行仿真分析。研究表明:该模型可以量化工作负荷,准确地反映标准作业制度下工人的作业负荷状态;负荷评估能够为优化工序标准作业提供反馈,使标准作业制度兼顾效率性与安全性,进而从制度设计角度保障全体工人的职业健康安全。     

人因视角下连续管作业失误影响因素辨识

连续管作业常发生卡钻、工具失效、连续管失效、设备故障等事故,为预防连续管作业人因失误事故的发生,应用人因分析与分类系统(HFACS)识别出30个影响因素,采用决策试验与评价试验法(DEMATEL)和解释结构模型法(ISM)研究影响连续管作业人因失误的关键因素、复杂关联关系及影响程度,建立了连续管作业人因失误影响因素的递阶解释结构模型。结果表明：工艺设备变化、人力资源、安全管理制度、设计的合理性、生理状况、心理状态、资源环境和技术环境等因素是造成连续管作业人因失误的根源性因素和深层因素,资金资源、运营操作、设备的管理、经济环境及监督岗位设置等是直接影响因素;连续管作业人因失误风险的发生甚至恶化的关键原因是因素之间相互影响;对关键因素的识别和预警可减少连续管作业人因失误风险的发生。研究结论可为提高连续管作业安全管理水平提供决策参考。     

基于ISM和AHP的作业场所风险影响因素研究

为了有效预防和控制作业场所职业危害,根据企业生产活动的过程和大量职业病案例分析,从人、物、环境、管理、安全技术、法制监管和社会经济利益等方面对作业场所职业危害风险影响因素进行分析,形成作业场所风险影响因素体系.运用系统工程理论,建立作业场所风险影响因素的5级多层递阶解释结构模型(ISM),并采用层次分析法(AHP)确定...     

基于MEE/JACK的工序标准作业负荷仿真与评估

针对当前标准作业制定过程中未考虑工人负荷状况的问题,应用能耗预测理论为制定的标准作业提供负荷反馈。结合工效学和仿真技术,基于JACK软件的MEE能耗预测模型进行标准作业负荷仿真和评估;提出仿真模型概念结构设计,并对各部分设计进行详细表述。研究结果表明:该设计可以直接得出标准作业中每个子任务的工人能耗情况,根据总能耗值判断标准作业负荷是否符合人因要求,进而优化标准作业,从作业制度设计上避免工人超负荷作业。     

矿山井巷模型快速构建与突水避灾三维动态仿真

为准确规划人员最优避灾路径,以矿井现场实测数据为基础,联合Python与Blender快速生成矿山三维井巷模型,建立基于时空动态性的突水漫延仿真平台;综合考虑不同因素对巷道通行状况的影响,建立一种支持从源节点至多目标节点的前N条最优避灾路径搜索方法;调用Blender时间线功能,建立人员避灾逃生演示模型;以山东某矿为工程背景,开展矿井突水与人员最优路径避灾仿真模拟。结果表明:基于Python与Blender联合开发的矿井突水应急避灾仿真平台,可实现矿山井巷系统几何模型的快速构建;可真实模拟不同突水状态下水流漫延过程,为受灾人员规划出前N条最佳避灾路径,并可结合实时水情及时优化最佳避灾路径。     

区域应急救援中心物资储运区布局优化与仿真

为了优化区域应急救援中心物资储运区布局，提高应急救援工作效率，在分析物资储运区特殊性的基础上，考虑其日常运营阶段和应急救援阶段的不同物流需求，提出了基于改进系统设施布置(Systematic Layout Planning, SLP)方法的两阶段物资储运区布局优化模型，添加虚拟功能区并将交通系统纳入约束条件。然后设计改进的遗传算法对模型求解，最后通过Anylogic进行动态仿真。结果表明，基于改进SLP方法设计的物资储运区最优布局未造成拥堵，功能区作业效率明显提高，验证了该方法的科学合理性和算法的有效性。提出的储运区布局方法能制定科学合理的布局方案，提升应急救援中心各功能区作业效率，对我国区域应急救援中心建设具有一定的指导意义。     

改进系统布置设计的山岭隧道施工场地安全布局

为提高山岭隧道施工场地安全布局水平，以牛栾村隧道施工场地为例，提出一种改进的系统布置设计(SLP)法，布设混凝土拌合站、机械库房、水泥库等13个单元场地，将该方法与贝叶斯网络模型结合，通过对比建筑施工场地布置影响因素，确定山岭隧道施工场地布置的重要因素权重和布设单位间的综合相互关系，形成2种场地布置优化方案，并通过建立数学模型，以安全水平强度、材料流动强度和运输时间为目标函数，结合因素加权法对比优化方案与原方案，确定相对最优场地布置方案。结果表明：改进SLP法得出的最优场地布局方案相比于原方案，改动区域较小，且在安全水平强度、材料流动强度和运输时间上提高12.30%。该方法有助于提高山岭隧道施工效率，增强施工场地安全水平。     

基于FTA和ISM的有限空间中毒窒息事故致因分析

为减少有限空间作业中毒窒息事故的发生率,提高有限空间作业的安全管理水平,应用事故树分析方法(FTA)和解释结构模型(ISM)分析有限空间作业中毒窒息事故的致因因素及因素间的相互关系。首先,建立有限空间作业中毒窒息事故树并求出基本事件的结构重要度;其次,将基本事件进行归类和修正后得到ISM的致因因素;再次,利用ISM理论构建7个层级的表明致因因素间关系的解释结构模型(ISM)。结果表明：ISM层级间存在根本影响因素向间接影响因素递阶,进而向直接影响因素递阶的关系。因此,可以通过加强根本影响因素的管理提高间接影响因素的安全状态,从而降低直接影响因素的发生率。     

基于逻辑树和贝叶斯网络的海洋平台火灾概率分析

火灾概率分析是海洋平台火灾定量风险评估的重要组成部分,考虑到传统事故树和事件树方法存在一定的局限性,提出了基于逻辑树和贝叶斯网络的火灾概率分析模型。首先采用数理统计方法对墨西哥湾地区2 837起火灾事故进行统计分析,依据事故情况构建逻辑树,然后将逻辑树转化为贝叶斯网络,根据历史数据确定贝叶斯网络各节点的先验概率和条件概率。结果表明:海洋平台火灾事故是设备、人因和组织管理多因素耦合作用的结果;基于贝叶斯网络模型得到海洋平台火灾概率约为1.0×10~(-5),为海洋平台火灾定量风险评估提供了基础数据;由贝叶斯网络模型分析得出,人因操作失误与缺乏作业安全分析的后验概率分别达到0.471和0.119,表明人因组织因素对海洋平台火灾事故具有重要影响。     

基于SEM的建筑施工企业KPI安全绩效评价

鉴于建筑施工企业生产安全和服务质量管理以及企业员工综合素质和工作效率的重要性,探讨影响建筑施工企业安全生产的因素,并对建筑施工企业的安全绩效进行全面、客观的评价。采用关键绩效指标(KPI)建立基于人的因素、管理制度、施工设备和环境条件四维度的建筑施工企业安全绩效评价指标体系,研究将结构方程模型理论引入到评价体系中,构建安全绩效评价的结构方程模型(SEM)。总结评价的一般程序,并结合实例,从定量的角度对某建筑施工企业安全绩效进行评价。结果表明,KPI评价体系和SEM评价模型评估得出建筑企业安全绩效影响因素的程度是:人的因素>管理制度>环境条件>施工设备。     

基于MMPose的三维作业姿势风险与角度可靠性评估

为避免作业人员因工作姿势不准确或过度负荷而患上工作相关的肌肉骨骼疾患(WMSDs),提出1种非侵入式的三维姿势风险评估方法。首先,构建三维人体姿态估计模型;其次,使用三维姿态识别技术提取人体的三维坐标并计算出所对应的关节角度;最后,将关节角度作为输入放入REBA,RULA评分库中进行作业姿势风险的自动评估,引入身体角度可靠性评估,可有效过滤一些采集质量较低的人体姿势视角数据,提高作业姿势估计的准确性。研究结果表明：三维姿势风险评估的识别精度优于Kinect,对比关节识别精度均方根误差(RMSE)更小;且方法具有可行性,与3位专家比较类内相关系数(ICC值)均大于0.846;并且通过身体可靠性评估,REBA,RULA的分数评估精确度都提升至94%。研究结果可为减低作业人员职业健康风险,提高工作效率提供参考与借鉴。     

基于工作安全分析和风险矩阵法的自升式平台拖航作业风险评估

工作安全分析法(JSA)将所选择作业按顺序划分若干个步骤,对作业步骤逐步进行风险识别和分析,在工程中得到广泛应用。由于JSA法是一种定性风险分析方法,仅能从定性角度分析作业过程中存在的潜在风险,无法量化其可能性和严重度。将风险矩阵评估方法(Risk Matrix)引入JSA分析过程,结合自升式海洋平台拖航作业及行业评价指标特点,利用风险矩阵计算风险因素的风险度,提出控制和改进措施,得出不同作业步骤各类风险重要度和风险水平,为平台拖航作业安全保障提供指导依据。     

基于SEM的某供电局风险管理影响因素评估

采用结构方程模型(SEM)对影响某供电局风险管理绩效的主要因素进行评估。首先通过理论分析假设主要影响因素有3个;然后运用SPSS 16.0对问卷进行处理并进行信效度分析;最后采用AMOS 17.0对样本数据和构建的模型进行拟合度分析,得出各指标之间的因果关系和影响系数。结果表明,对该企业风险管理绩效影响最大的是设备设施和作业环境管理,其次是危险源辨识与风险评估控制,最后是应急管理。通过观察变量与二阶因子之间的影响系数可知,员工是否清楚自己在紧急情况下的职责、辨识的危险因素的全面合理性以及是否定期对其分析和补充对风险管理绩效的影响最大,定期应急培训与设备设施管理的影响也较大,影响最小的是作业环境以及员工作业前对岗位风险控制措施的回顾。     

隧道盾构下穿车站出入口数值仿真对比研究

运用基于有限单元法的Ansys软件和基于有限差分法的Flac3D软件作为基本工具,选用满足Drucker-Prager(D-P)屈服准则和Mohr-Coulomb(M-C)屈服准则的材料弹塑性模型,对某隧道盾构下穿近距离既有地铁出入口人行通道的施工过程进行数值仿真分析;得出其地层变位规律及对结构内力和变形产生的影响;将所得计算数值与实测数据进行对比研究,其结果相当吻合;同时对不同软件及不同屈服准则的选用所引起的计算结果的差异进行分析比较,所得规律可为类似工程的设计与施工以及相关软件计算结果的使用提供依据和支持。     

汽车后排座椅侧气囊仿真系统参数优化研究

为提升侧面碰撞中后排乘员胸腹部保护效果,在国内某款汽车原有侧面碰撞系统模型基础上,构建后排座椅侧气囊(RSAB)仿真试验模型,通过各项零部件试验与气囊模型对标后导入侧面碰撞系统试验模型;分析RSAB及气帘对后排被试的保护性能,针对胸腹部损伤防护优化侧面气囊相关参数,设计正交试验,运用极差分析法,得出最优参数组合,并对比...     

基于ISM和网络计划的口岸站流程脆弱度分析

为解决铁路国境口岸站流程中由于运作能力、运作方式导致的口岸瓶颈问题,应用解释结构模型(Interpretation Structure Model, ISM)和基于广义三角模糊数(Generalized Triangular Fuzzy Number, GTFN)的网络计划相结合的方法识别脆弱作业环节,并通过流程仿真进行了验证。首先,梳理铁路国境口岸站进口作业流程,构建进口作业流程的网络计划图,考虑作业时间统计的模糊性,使用GTFN表示流程时间,并基于信息向量的比较确定关键路径。然后,通过作业时间的比较,对关键节点进行排序,得到关键脆弱度,并结合ISM确定关键作业环节的层次,得到层次脆弱度,修正关键环节的综合脆弱度排序。最后,利用仿真技术定向攻击识别出的关键节点,根据攻击后流程输出数据变化,分析流程仿真的脆弱度。结果表明：ISM和基于GTFN的网络计划相结合的方法识别出了集装箱集结、审核报关单等脆弱环节;仿真结果与上述结果基本一致,验证了方法的可行性。     

核电厂运行人员可靠性研究中若干问题的分析

对已有人因可靠性分析模型进行归纳总结,结合核电厂运行人员可靠性研究实际,对人因分类、人因建模、数据采样及人因数据库完善等方面存在的问题进行分析,并提出可能的解决办法或研究方向:在人因分类方式上,要加强因素之间的细化程度,以降低评价的模糊性;在人因量化方面,要重点考虑其所依赖的HRA模型、数学依据、结果精确度等3个方面的影响;对待数据采集的问题,规范性数据采集平台的构建是确保数据一致性的关键措施,并有利于不同HRA模型之间接口相容性问题的解决;人因数据库管理系统的智能决策功能是研发设计的趋势。