2016版安全人机工程-第4章安全人机功能分配.pptx

四、安全人机功能分配 本章学习目标1）了解人机系统的类型。2）掌握人的功能和机的功能及功能特性比较，能进行简单的人机功能分配设计。3）理解人机关系和人机系统基本模式。4.1 人机系统概述人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。研究人机系统时，既要研究子系统各自的特点和功能，还要研究它们之间相互形成有机整体的功能。由于人的工作能力和效率随周围环境因素而变化。因此研究人机系统时，环境因素也是其中一项重要因素。4.2 人机系统类型及功能1、 按有无反馈分类反馈指系统的输出量与输入量结合后对系统发生作用。开环人机系统闭环人机系统2、 按系统自动化程度分类人工操作人机系统半自动化人机系统自动化人机系统3、 按人机结合方式分类分为人机串联，人机并联和人与机串、并混联三种类型。图4-4人与机的结合方式4、人机系统的功能四大功能：信息接受、信息储存、信息处理和执行等，其关系如图4-5所示。图4-5 人机系统的功能4.3 人机系统的基本模式人的子系统：感受刺激（Stimulus）-大脑信息加工（Organism）-做出反应（Response）包括S-O-R、S-O、O-R系统对于输入的信息，有的只需要存储记忆或分析判断，不必启动O-R系统做出直接反应；有的则要求动用O-R系统做出相应的反应机的子系统：控制装置（Controller）-机器运转（Machine）-显示装置（Display）包括C-M-D、 C-M 、M-D系统有的只有C-M系统，如自行车；有的只有M-D系统，如某种信息显示仪表等。人机界面人与机器之间相互作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个作用面上显示器将机器工作的信息传递给人，人通过各种感觉器官接收信息，实现机—人信息传递。大脑对信息进行加工、决策，然后做出反应，通过控制器传递给机器，实现人—机信息传递。4.4 人机功能匹配在人机系统中，人和机器各自担负着不同的功能，通过控制器和显示器联系起来，共同完成系统所担负的任务。为使整个人机系统高效、可靠、安全以及操纵方便，就必须使系统的人与机之间达到最佳配合，即达到最佳人机匹配。1、人的主要功能图4-7 人在操作活动中的基本功能示意图 1、人的主要功能人的第一种功能——传感器通过感觉器官（视觉、听觉、触觉等）接受信息，感知系统的作业情况和机器的状态，感觉器官是人机联系的枢纽和信息接受者 人的第二种功能——信息处理器将接受的信息和已储存在大脑中的经验和知识信息进行比较分析后，作出决定，如作出继续、停止或改变操作的决定 人的第三种功能——操纵器根据决定采取相应行动，如开关机器或增减其速度等2、机的主要功能接受信息：通过电子、光学、机械的传感装置来完成储存信息：磁盘、磁带、模板等储存系统处理信息：对接收或储存的信息通过某种过程进行处理执行功能：机器本身产生控制作用；借助声光等信号把指令从一个环节输送到另一个环节3、人与机功能分配人机功能分配的含义从安全的角度，人机匹配主要解决的问题：信息由机器的显示器传递到人，选择适宜的信息通道，避免信息通道过载失误，以及显示器的设计如何符合安全人机工程学原则；信息从人的运动器官传递给机器，如何考虑人的极限能力和操作范围，控制器如何设计得高效、安全、可靠、灵敏；如何充分运用人和机各自的优势；怎样使人机界面的通道数和传递频率不超过人的能力，以及机如何适合大多数人的应用。对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配给人或机，称为人机功能分配。机器的自动化、智能化使操纵复杂程度提高，机器设计环节必须同时考虑人与机器两方面因素，即在机器设计的同时把人看成有知觉有技术的控制机、能量转换机、信息处理机。凡需要由感官指导的间歇操作，要留出足够的间歇时间；操纵要求低于人的反应速度。机器设计同工作设计（含人员培训、岗位设计、动作设计等）相结合。人机特性比较人具有智能、感觉、综合判断能力、随机应变能力、对各种情况的决策和处理能力等；而人的功能限度是准确性、体力、速度和知觉能力。机是作用力大、速度快、连续作业能力和耐久性能好等；而机的功能限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。采用人和机器时的有利点 采用机器时的有利点采用人时的有利点重复性的操作、计算，大量的情报资料存储由于各种干扰，需要判断信息时迅速施加大的物理力时在图形变化情况下，要求判断图形时大量的数据处理要求判断各种各样的输入时根据某一特定范围，多次重复作出判断对发生频率非常低时的事态需要进行判断时由于环境约束，对人有危险或操作容易犯错误时解决问题需要归纳、判断时当调节、操作速度非常重要，具有决定意义时预测不测事件的发生时控制力的施加要求非常严格时必须长时间地施加控制力时人机功能分配的一般原则笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、