人机系统设计与评价.ppt

人机工程学原理及应用 第七章 人机系统设计与评价 §1 人机系统概述 §2 人机系统设计 §3 人机系统的可靠性 §4 人机系统的评价 §5 人机系统标准 §1 人机系统概述 一、系统和人机系统的概念 二、人机系统的功能和类型 三、人机系统中人的地位 一、系统和人机系统的概念 系统——由相互作用、相互依赖的若干部分构成的具有特定功能的有机整体。 人机系统——人和机组合形成的集合体。 二、人机系统的功能和类型 系统功能: ⑴ 信息接受；⑵ 信息储存；⑶ 信息处理；⑷ 执行 系统类型 按人机系统自动化程度分 ⑴人工操作系统；⑵半自动系统；⑶自动操作系统 按有无反馈控制作用分 ⑴闭环人机系统；⑵开环人机系统 手工、半自动、自动系统效果比较 三、人机系统中人的地位 人是主体，起主导作用。 人机系统中人起决策作用 人设计、制造、控制机，“人适机” 机服务于人，“机宜人” 机不能取代人 ——以人为本，人性化设计 §2 人机系统设计 一、人机系统设计的基本思想和要求 二、人机系统设计的一般程序 一、人机系统设计的基本思想和要求 1. 系统设计思想： 将系统的性能、可靠性、费用、时间和适应性作为设计所追求的目标，从功能分析入手，合理地将系统各项功能分配给人和机器，从而达到系统的最佳匹配。 2、设计要求 能达到预定目标，完成预定任务； 人、机能充分发挥各自的作用并协调地工作； 人机系统接受输入和输出的功能必须符合设计能力； 人机系统设计要考虑环境因素的影响； 系统具有完善的反馈闭环回路。 3、人机系统设计的总目标 根据人的特性设计出符合人操作的机器，最适合手动的工具、最方便使用的控制器、最醒目的显示器、最舒适的工作姿势和操作程序、最有效经济的作业方法和预定标准时间、最舒适的工作环境，使整个人机系统保持安全可靠、效益最佳。 安全、高效、舒适、健康、经济 二、人机系统设计的一般程序 2、人机功能分配 人、机的主要功能： 人与机器的特性比较 人机功能分配原则： 通过人与机器的特性比较，进行客观的和符 合逻辑的分配。 在功能分配时，首先考虑机器所能承担的 系统功能，然后将剩余部分功能分配给人。 以经济效益为原则，合理恰当地进行人机 功能分配。 系统的功能分配要适合于人的生理和心理 的多种需求，有意识地发挥人的技能。 即系统的某些功能可以同时分配给人或机 器，人可以自由选择参与系统行为的程度。 3、人员设计 包括作业描述和作业规范，为人机系统的运行提供合适的操作人员。 通过作业描述可提出功能要求、考察功能分配是否合理； 编制作业规范的目的是进行人力资源分析，决定该系统的某项功能需要多少操作人员及应达到的技能标准、如何通过选拔、教育、培训，使人适应机的特性。 4、人机界面设计 人机界面是人和机在信息交换和功能上接触或相互影响的领域。 主要是显示器和控制器，包括 作业空间设计 解决好人控制机器、人接受信 息的问题 显示器、控制器的布置 （参见第四章内容） 5、机的设计 详见各专业设计 6、系统评价 系统设计是 设计 评价 不断循环发展的过程 评价方法： 人失误分析法 功能分析法 操作顺序图法 人机可靠性分析法 时间线图法 环境指数评价法 连接分析法 人机系统信息传递法 功能流程图法 人机安全性分析法 §3 人机系统的可靠性 一、可靠性及其度量指标 二、人的可靠性 三、机器的可靠性 四、环境因素 五、人机系统的可靠性 一、可靠性及其度量指标 1、可靠性——系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。 2、可靠性度量指标 ⑴ 可靠度，不可靠度 可靠度指系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的概率，R（t）。 0≤R（t）≤1 不可靠度， F（t） 1 - R（t） ⑵ 故障概率（失效概率），λ -lnR 单位时间，λ为定值时 ⑶ 平均寿命t 二、人的可靠性 影响人的可靠性的因素: 生理：体力、疾病、耐力等 心理：情绪、注意、错觉等 管理：工作安排不合理、误指挥等 环境：高低温、照明等 社会：家庭关系、人际关系紧张等 作业：连续作业、单调重复操作等 个体：经验、训练培训、技术水平、文化水平、感觉阈限等 三、机器的可靠性 如何提高机械设备可靠性？ ⑴ 减少机器本身故障，延长使用寿命 利用可靠性高的元件 利用备用系统 采用平行的并联配置系统 对处于恶劣环境下的运行设备采取一定的保护措施 降低系统的复杂程度 加强预防性维修 ⑵ 提高使用安全性 加强安全装置的设计 四、环境因素 优良、舒适、合理的环境条件 可使作业人员减轻疲劳、心情舒畅、减少失误 可以提高机器设备、元器件的使用寿命，降低故障率。 反之，恶劣的环境条件， 给人和机器设备带来不利影响， 降低系统的可