人因工程学第13章人机系统概要.ppt

第十三章 人机系统 第十三章 人机系统 第一节 人机系统概述 第二节 人机系统设计思想与程序 第三节 人机系统评价概述 第四节 人机系统分析评价方法 第一节 人机系统概述 内容： 一、人机系统的含义 二、人机系统基本模式 三、人机系统的类型 一、人机系统含义 人机系统----系统是由相互作用、相互依存的要素（部分）组成的、具有特定功能的有机整体。 组成----是由相互作用、相互依存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。 人----是指机器的操作者或使用者； 机器----含义是广义的，是指人所操纵或使用的各种机器、设备、工具等的总称。 例如: 人骑自行车 人驾驶汽车 人操纵机器 人控制自动化生产 人使用计算机 都属于人机系统 二、人机系统基本模式 人机系统基本模式由下列子系统组成 ： 人的子系统、 机器的子系统 人机界面 人的子系统可概括为 感受刺激—大脑信息加工—做出反应 机器的子系统可概括为 控制装置—机器运转—显示装置 在人机系统中，人与机器之间存在着信息环路，人机相互具有信息传递的性质。系统能否正常工作，取决于信息传递过程能否持续有效地进行。 三、人机系统的类型 1.按有无反馈控制分类 （1）闭环人机系统 （2）开环人机系统 2.按系统自动化程度分类 （1）人工操作系统 （2）半自动化系统 （3）自动化系统 3.按人机结合方式分类 （1）人机串联 （2）人机并联 （3）人机串、并联混合 1.按有无反馈控制分类 反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新对系统发生作用。 (1)闭环人机系统 也叫反馈控制人机系统，其特点是：系统的输出直接作用于系统的控制。 (2)开环人机系统 特征是：系统中没有反馈回路，系统输出不对系统的控制发生作用，所提供的反馈信息不能控制下一步的操作。即系统的输出对系统的控制作用没有直接影响。 2.按系统自动化程度分类 (1)手工操作系统 人使用机械与工具工作，但机械与工具不具备动力，能源是体力，控制凭技能。 例如，钳工锉削、刮研、木工作业、手工造型等 2.按系统自动化程度分类 （2）半自动化系统 这种系统中，人操纵具有动力的设备工作。 如，操纵机床加工零件，驾驶汽车、火车等。 2.按系统自动化程度分类 （3）自动化系统 这种系统中，机器完全代替了人的工作，生产过程的信息接受、信息处理和执行等均由机器来完成，人只起启动、停止、编程、监控、修理、调试的作用。 但是，这种系统的投资大，非大量生产采用它是不经济的。 3.按人机结合方式分类 可分为人机串联，人机并联和人机串、并联混合三种方式。如图所示: （1）人机串联 人与机任何一方停止活动或发生故障，都会使整个系统中断工作。人和机的特性相互 增强、相互干扰。 第二节 人机系统设计思想与程序 一、人机系统设计思想的发展 二、人机系统设计程序 三、人机系统设计步骤 一、人机系统设计思想的发展 让人来适应机器的设计思想 先设计好机器，再根据机器的运行要求来选拔和培训人员。 让机器适应人的设计思想 即根据人的特性，设计出最符合人操作的机器设备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的控制器，如何使设计的机器尽可能地代替人的工作等。 人与机器相互适应的系统设计思想 在机器和人中间进行合理的功能分配，从而达到系统的最佳匹配 二、人机系统设计程序 （一）人-机系统的目标 （二）人与机器的功能分析 （三）功能分配 （四）设计与评价 二、人机系统设计程序 （一）人-机系统的目标 在设计一个系统时，首先必须确定它作为一个整体所体现的目标，然后再讨论为达到该目标，系统应该只备什么样的功能。 （二）人与机器的功能分析 1．人机特性比较 详细比较见下表 2.人优于机器的功能 （１）在感知觉方面，人的某些感宫的感受能力比机器优越 例如，人的听觉器官对音色的分辨力以及嗅觉器官对某些化学物质的感受性等，都优于机器。 （２）人能运用多种通道接受信息 当一种信息通道有障碍时可用其他通道补偿。而机器只能按设计的固定结构和方法输入信息。 （３）人具有高度的灵活性和可塑性，能随机应变，采用灵活的程序。 人能根据情境改变工作方法，能学习和适应环境，能应付意外事件和排除故障。而机器应付偶然事件的程序是非常复杂的。 因此，任何高度复杂的自动系统都离不开人的参与。 2.人优于机器的功能（续） （４）人能长期大量储存信息并能综合利用记忆信息进行分析和判断。 （５）人具有总结和利用经验，除旧创新，改进工作的能力。 而机器无论多么复杂，只能按照人预先编排好的程序工作。 （６）人能进行归纳推理 在获得实际观察资料的基础上，归纳出一般结论