工效学在石油化工项目建设HSE管理中的应用

尤 旭，张巨伟，张园园

（辽宁石油化工大学 机械工程学院，辽宁 抚顺 113001）

工效学在石油化工项目建设HSE管理中的应用

尤 旭，张巨伟，张园园

（辽宁石油化工大学 机械工程学院，辽宁 抚顺 113001）

把工效学的基本原理引入石油化工建设的施工及其管理的研究中，结合现代石油化工建设安全管理中的新理念、新观点，寻求“以人为本”的安全生产方式方法，控制与减少职业病发生与伤害， 提高施工现场安全管理水平，以达到高效、无事故、无污染、无伤害安全施工的目的。

工效学；安全管理; 作业；石油化工

随着技术进步、 社会生产力和人类物质生活水平的逐渐提高，资源的开发与利用也得到了迅猛发展。石油化工及炼化装置的建设也如雨后春笋般矗立在祖国的大江南北，但由于其行业的特殊性，也带来了一系列的安全管理问题，作业难度大、作业环境差、工期紧任务重、从业人员素质参差不齐等，也成为一个安全事故多发的行业[1]。将人体工效学应用在施工安全管理中具有重要的现实意义和光明的前景，是“以人为本”的安全管理理念的具体体现[2]。

1 工效学简介

工效学这一名称是根据英文“Ergonomics”翻译过来的。工效学是根据人的心理、生理和身体结构等因素，研究人、机械、环境相互间的合理关系，通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高[3]。

2 人体工效学原理及研究方向

由于人体工效学涉及到人的工作、和生活多方面，因此概括起来，主要包括以下几个方面:

（1）人的能力。这包括人的基本尺寸，人的作业能力，各种器官功能的限度及影响因素等。对人的能力有所了解，才可能在系统的设计中考虑这些因素，使人所承受的负荷在可接受的范围之内。

（2）人--机交往。在人—机系统中，人体各部分的尺寸，人的视觉和听觉的正常生理值，人在工作时的姿势，人体活动范围、动作节奏和速度，劳动条件引起工作疲劳的程度，以及人的能量消耗和补充，机器的显示器、控制器，所处的环境都会影响人的工作效率。而工效学正是研究它们之间的关系的。

（3）人—机-环境系统的研究中，经历了人适应机、机适应人、人机相互适应几个阶段，现在又已深入到人、机、环境三者协调的人—机—环境系统。在人机环境和系统中，人是这个体系的主体，机器是人的设计工具，起主导作用的是人，环境对人和机器的工作都会产生一定的影响，它们构成的体系如图1所示。

（4）环境对人的影响。人所在的物理环境对人的工作和生活有非常大的影响作用，因此，很自然地，环境对人的影响是人类工效学的一个重点内容。

（5）工效学还研究人的工作行为和产生行为差异的各种因素。这些因素使人的能力互不相同，对系统的适应程度也各有差异[4]。

图1 人—机-环境系统Fig.1 Man - machine - environment system

3 当前石油化工建设行业作业现场存在的安全问题

3.1 员工的安全意识差，缺少对自身健康的重视

由于石油化工建设行业的特殊性，必然出现施工队伍员工来源广泛的情况，因此文化教育程度与专业水平也参差不齐，长期所处的安全文化氛围不同，安全意识受熏陶程度也不同，缺少对自身身体健康的正确评估，在施工现场难免出现侥幸心理的蛮干现象。

3.2 机械装置存在安全隐患，人机结合时存在危险性

在石油化工建设行业我们所使用的机械设备也琳琅满目，小到手持电钻、电锤、打磨机、切割机等工具，大到上千万吨的机械设备，它们在很大程度上帮助了我们较高效率的完成了作业内容，减轻了工作的负担，但是由于其自身的安全性或者员工的使用不当，很容易给员工带来伤害，在人与机的结合中，我们应尽量做到以人为本，安全、高效。

3.3 施工现场物品放置不合理、作业过程安全措施设置不合理

石油炼化建设由于其装置设计的即定性，作业场地受限，在建设期间还必须放置员工的工具房、休息室、办公区等，因此，合理规划，达到高效沟通、工具即用即去，减少繁余步骤，在合同规定的工期内安全、高效的完成建设是安全管理工作的基本内容。

石油炼化装置建设是高危行业，它类似于建筑，但又不是简单的添砖盖房，员工需要在几十米的高空完成管线的组对焊接。我们在制定高处作业各项安全措施的同时，应该考虑这些措施切实能够满足员工的使用要求。

3.4 环境因素对人的影响

石油化工建设领域涉及广泛[5～7]，大多作业环境相对恶劣，最常见的就是沙漠戈壁，高温暴晒，大风严寒，有毒有害气体等，这些因素也无时无刻不影响着工程的建设。除此之外，建设装置区内厂房及预制区的照明设施，在装置建设期间，由于各种原因，也或多或少影响着加班加点作业的员工，尤其是在一些储罐、反应容器内部作业，由于光线昏暗对员工视觉产生较大影响，从而对作业效率及安全性影响极大。

3.5 作业过程中生理、心理对人的影响

石油化工建设行业经过近几十年的发展，企业员工相对固定，各专业分公司也有自己的相应工种对应的人员，铆工、焊工、管工、钳工、电工、探伤工、脚手架搭设与拆除、起重工、司机等等，而这些工种在参加工作之后就按照既定的作业类别作业，由于作业过程的长期重复性，工作时间的持久性，员工体力严重透支，生理、心理也都面临巨大的压力，疲劳程度可想而知，对我们的安全管理也造成一定困难。

4 人体工效学在安全管理中的应用

4.1 通过应用人体工效学控制或减少职业病伤害

员工之所以在施工现场由于操作不当产生肌肉拉伤等状况，最根本的原因是他们缺乏对自身操作能力的评估与认识[8]。如果我们了解人体工效学的原理，满足人体作业时的舒适度，并将其应用到日常作业操作中，就能减少和避免在作业过程中由于不正确的操作带来的伤害，因此，可以做如下改善：

4.1.1 改善人体劳动操作的方式

一是转化劳动操作方式。如员工在搬抬较重的物体时，为了避免一人用力过大造成腰部损伤，可以选择两个人同时搬运物体，或者使用推车等运输工具，缩短肌肉受力时间。

二是应尽量避免静态姿势。如维修工作时常要求左手牢握物体，右手进行操作，这样左手容易疲劳。可改用夹持器、台钳或交替用手来缓解局部静力紧张而致的疲劳；又如操作计算机时常常躯体前倾，双肩及肘微抬，长时间持这种静态体姿易使肩、颈和上背部肌肉疲劳、疼痛，可通过调整布局和坐椅高度等来缓解静态体姿。

4.1.2 注意科学运用体力

劳动时应尽量把力用到有用功上去，避免浪费在身体本身及其不合理的动作上。当从地上搬起重物时，如躯干和头部随重物的被搬起而与重力相反向上移动，则大部分有用的力会被耗于体内；正确的方法是运用体重来平衡重荷，并在开始时随着重物的向上移动，体重应当向下移动。

4.2 应用人体工效学，提高“机”的本质结构和安全性

首先在人—机系统中，机器的各方面特性应满足人体安全操作的要求。在选购机械产品时应选择具有本质安全技术的产品，同时应该考虑是否履行了安全人机工程学原则。在提高机械设备的操作性和可靠性时，使操作者的体力消耗和心理压力降到最低，从而减小操作差错[9]。控制系统的设计应考虑各种作业的操作模式或采用故障显示装置，使操作者可以安全地处理。

其次，在操作过程中，人体各部分的尺寸，人的视觉和听觉的正常生理值，人在工作时的姿势，人体活动范围、动作节奏和速度，劳动条件引起工作疲劳的程度，以及人的能量消耗和补充也应限定在安全范围内，比如司机驾驶室座椅的可调性，就满足大部分使用者的使用要求。

4.3 对“机”与“物”科学放置和布局，适应人体特性

一是合理规划装置区，作业区与休息区、办公区应分开设置，至少在施工条件有限的情况下要确保安全。例如有大型吊装作业时，办公区、休息区的设置应在起重吊装半径外，避免起吊作业时发生意外。只有对配电箱及用电设备进行合理配置，才能避免电线缠绕，以达到用电安全的目的。对办公室及休息区设置的桌椅，也应满足人体舒适度。

石油炼化装置建设以管线、钢结构施工居多，脚手架的使用为员工进行高处组对焊接管线等提供了便利，但是这些临时设施，在实际使用的过程中，受作业习惯、工作人员身体条件等因素的影响，可能会与国家或行业相关规范有些偏差。比如员工上下管廊必须使用的直爬梯，而每一步的跨距必须限制在400 mm以内，因为正常成年人行走时的跨距在每一步450 mm左右。超过了限度，就会造成人员在攀爬直梯的时候肌肉酸疼，心率加快，对高处作业人员的身心健康影响极大。

4.4 关注环境因素对人的影响，使员工能安全、高效作业

气候方面。严寒或高温都不适合人体作业[10,11]。据研究，意外事故率最低的温度为 20 ℃左后，高于28 ℃或降到10 ℃以下时，意外事故增加30%。故在进行工程建设期间，尤其是西北、东北地区，必须考虑气候因素对机体的影响。

光线方面。合适的照明，能提高近视力和远视力。因为在亮光下，瞳孔缩小，视网膜上成像更为清晰，视物清楚。当照明不良时，因反复努力辨认，易使视觉疲劳，工作不能持久。视觉疲劳还会引起视力下降、眼球发胀、头痛以及其他疾病，并会引起工作失误和造成工伤。

作业现场方面。石油化工炼化装置一般都位于石化厂区内，由于厂区内运行装置多，不可避免有些装置的管线设备由于年久腐蚀，存在老化泄漏现象。泄露出的有毒有害物质，如同定时炸弹，时刻威胁着作业人员。为了确保员工健康，石化厂相关部门应定时定点采样，对安全阀、爆破帽等及时送检及更换，施工单位安全负责人应提高警惕，关注可能发生危险的地方，及时组织评估，采取预防措施，经常性的组织应急演练，提高员工应急反应能力，避免人员受到伤害。

4.5 关注员工生理、心理健康，合理安全作业

石油化工建设行业是一个密集型的高风险行业[12]，特殊作业多、特种作业人员多，作业现场环境复杂，员工心理压力普遍较大，稍有不慎就可能带来灭顶之灾。另外，由于个别员工安全意识差，工作时存在侥幸心理，因此，应对员工的生理、心理健康高度关注，才能确保安全顺利作业。

5 结束语

石油化工建设行业是集建筑与化工相结合的高危行业，应用人体工效学的原理，从“以人为本”的安全观念为初发点，通过改善人的行为，改变不良的工作环境与加强工具的可靠性，以降低工人的事故发生率、身体疲劳及不适等，并把这方面的知识应用于石油化工建设施工现场的安全管理中，真正使人、机、环境充分结合，以达到使工人能更加安全有效的工作。

［1］中国安全生产协会注册工程师委员会,中国安全生产科学研究院.安全生产技术[M].北京:中国大百科全书出版社,2011-05.

［2］李海龙,胡清华,于达仁.安全人机工程及其在电力事故预防与分析中的应用[J].节能技术,2004,22(3):33-37.

［3］陈毅然.论家庭生活中安全工效学的应用[J].水利电力劳动保护,1996,(1):21-24.

［4］谢让.安全人机工程学在建筑施工安全事故预防中的应用[J].广州建筑,2008,36(2):38-41.

［5］任雪峰,金如峰,夏昭林.人体工效学原理在实际工作中的应用[J].职业卫生与应急救援,2000,18(3):130-133.

［6］刘彦伟.构建区域性安全科技支撑体系的探索[J].中国安全科学学报, 2007, 17(2): 78-82.

［7］魏利军,多英全,于立见,刘骥,吴宗之.化工园区安全规划主要内容探讨[J].中国安全生产科学技术,2007,3(5):16-19.

［8］高进东,冯长根,吴宗之.危险辨识方法的研究[J].中国安全科学学报,2001,11(4):57-60.

［9］吉纪武.石油化工企业的危险化学品安全管理[J].安防科技,2004(9):21-22.

Application of Ergonomics in Petrochemical Project HSE Management

YOU Xu，ZHANG Ju-wei，ZHANG Yuan-yuan
（School of Mechanical Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China)

Ergonomics basic theory was brought into the research of process and management of petroleum and chemical construction. Combined with new concept and new view of safety management of modern petroleum and chemical construction, a safe production way of “human-oriented” was determined to control and reduce occurring and harm of occupational diseases, improve level of safety management in construction site to reach the goal of high-efficiency, non-hazardous, pollution-free and non-damage construction.

ergonomics; safety management; work; petroleum and chemical

TU 276.7

A

1671-0460（2014）11-2412-03

2014-5-18

尤旭（1983-），男，江苏徐州人，硕士在读，研究方向：石油化工设备安全评价。E-mail：164940024@qq.com。

张巨伟（1962-），男，辽宁抚顺人，研究方向：安全工程、石油化工设备的安全评价等。E-mail：1058153557@qq.com。