第七章 人机系统.ppt
文本预览下载声明
教学目的与要求: 1、了解人机系统的概念与人机系统的设计程序;重点掌握人 机系统的设计中功能分配的一般原则,熟悉作业分析。 2、把握人机系统中人的可靠性和机的可靠性;掌握机 器的故障率与时间的关系;掌握如何对机器进行可靠性 分析和提高机器可靠性的方法。 3、了解人机系统检查表以及人机系统评价的几个方面。 重点:掌握人机系统总体设计程序和人机系统 总体设计方法 。 难点:如何把人机系统总体设计应用到产品设计当中 。 本章课时:4学时 第七章人机系统设计 第七章人机系统设计 第七章人机系统设计 ??人机系统设计是在环境因素适应的条件下,重点解决系统中人的效能、安全、身心健康及人机匹配优化的问题。 ???人机系统设计是多学科联合设计的一部分,这也是由人机系统的设计性质所决定的。因此,只有采用系统科学的方法,才能综合各学科的观点,实现设计的优化。系统科学的设计方法可概括为:???①明确系统的目的,亦即系统的必要性和依据一定的分析明确其目的性;???②明确系统分配制约条件;???③建立系统的数学模型;???④研究和分析数学模型;???⑤提出新系统的方案;???⑥对新系统进行分析评价。 7.1.2人机系统的功能 人机系统的功能:信息接受、储存信息、处理信息、执行功能。人机系统与周围环境的相互作用,表现为人机系统的输入和输出。 7.1.3人机系统的类型(续) 7.1.3人机系统的类型(续) 7.2 人机系统的功能分配 在复杂的人机系统中,人是一个子系统,为使人机系统总体效能最优,必须使机械设备与操作者之间达到最佳的配合,即达到最佳的人机匹配。人机匹配包括显示器与人的信息通道特性的匹配,控制器与人体运动特性的匹配,显示器与控制器之间的匹配,环境(气温、噪声、振动和照明等)与操作者适应性的匹配,人、机、环境要素与作业之间的匹配等。 7.2.1人机系统特点 机器优于人的特点:操作速度快, 能量大,精确度高, 能同时完成多项操作, 能实现高阶运算和高倍放大, 不会因单调重复和疲劳而降低工作效率, 对不利环境条件的抵抗能力强, 信息传递能力高, 记忆速度和保持能力高, 能长期储存和一次废除信息, 感受和反应能力强, 可靠性好, 耐久性高。 人优于机器的特点:具有创造性和能动性,能灵活处理意外的紧急事态,人脑的神经联系复杂、元件数量多、体积小、能量消耗少、记忆容量大、可靠度高、自维修功能强, 某些感觉器官的感受性为目前的机器传感装置所不及。 7.2.2人机器的特征机能比较 7.2.3人机匹配分配原则 7.2.5人机匹配例子 据研究资料介绍,一种无人驾驶飞机的最初800次飞行,失事次数多达155次; 而同类型的有人驾驶的飞机,最初800次飞行中,失事次数只有3次,前者是后者失事次数的52倍。即使不用人直接驾驶,而仅仅用人作监管和后备的飞机,也比完全自动化的无人驾驶飞机的可靠度高 1 倍以上。 因此,可以认为,有人参与的系统会比全自动系统更经济而可靠。 7.3.1 人机界面问题的提出(续) 一个机械系统的人机界面是由许多不同类型、不同结构型式的元件构成的, 通常将每一个不同的元件称为一个因素,人机界面总体是由许多因素通过某种方式组合而成的。 单因素评价是对系统总体评价的基础。在这方面的研究开展得很多,也很深入。这些单因素研究有手控操纵器、脚控操纵器、座椅、工作台、视觉类元件、面板类元件、人体舒适姿势、人体测量、人体动作分析、人的失误等方面。 7.3.1 人机界面问题的提出(续) 当前处理机械系统人机界面的几何位置关系, 主要依靠设计人员的经验, 或者参考类似机械系统的人机界面参数, 采用静态匹配的方法, 设计的目的以满足系统功能为主, 对机器的宜人性考虑较少。 造成机械系统人机界面只能采用经验设计的基本原因在于对人机界面还没有合适的、可操作的、定量的评价指标和评价方法。由于机械系统人机界面牵涉的范围很大,需要考虑的因素很多,有些因素对评价结果的影响可能是相反的,致使设计人员难以权衡,同时,在设计和评价过程中,需要查询大量的标准数据,繁琐复杂,造成现有的一些理论工具很难在实践中得到应用。随着计算机技术的发展,静态匹配的设计方法在某些设计领域已经被打破,但是这些方法多局限于某一特殊的领域,评价手段和过程不具有通用性。 开展 “机械系统人机界面动态优化匹配方法” 的研究,其主要目的是要提出一个客观的、科学的、可操作的评价方法和评价指标,将机械系统人机界面的评价定量化,使不同的设计方案具有可比性,以指导机械系统人机界面的设计。保证所设计系统的运行安全性,提
显示全部