人因工程----第13章--人机系统.ppt

第十三章人机系统主要内容人机系统基本模式、分类；人机系统设计程序；人机系统评价指标及评价方法。第一节人机系统概述一、人机系统含义系统是由相互作用、相互依存的要素（部分）组成的、具有特定功能的有机整体。人机系统是由相互作用、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。二、人机系统基本模式二、人机系统基本模式人机系统基本模式由人的子系统、机器的子系统、人机界面组成。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一个相互作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个作用面上，通常称为人机界面。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。（一）人-机系统的目标（二）人与机器的功能分析1.人优于机器的功能（１）在感知觉方面，人的某些感官的感受能力比机器优越。（２）人能运用多种通道接受信息。（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。（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。（６）人能进行归纳推理。（７）人的最重要特点是有感情、意识和个性，具有能动性，能继承人类历史、文化和精神遗产。（二）人与机器的功能分析2.机器优于人的功能（１）机器能平稳而准确地运用巨大动力。（２）机器动作速度快、信息传递、加工和反应的速度快。（３）机器精度高，产生的误差可随机器精度提高而减小。（4）机器的稳定性好，做重复性工作，不存在疲劳和单调问题。（5）机器的感受和反应能力一般比人高。（6）机器能同时完成多种操作，而且可以保持较高的效率和准确度。（7）机器能在恶劣的环境条件下工作。（二）人与机器的功能分析（三）功能分配1.定义所谓人机功能分配，是指在人机系统中，为了充分发挥人与机械各自的特长，互补所短，恰当地分配人机任务，以达到人机系统整体的最佳效能与总体功能。2.人机功能分配应考虑的问题1)人与机械的性能、负荷能力、潜力及局限性。2)人进行规定操作所需的训练时间和精力限度。3)对异常情况的适应性和反应能力的人机对比。4)人的个体差异的统计。5)机械代替人的效果和成本。3.人机功能分配的原则（1）通常由“人”承担的工作１）程序设计；２）意外事件处理；３）变化频繁的作业；４）“机”的维修；５）长时期大量贮存信息；６）研究、决策、设计等。（2）通常由“机”承担的工作１）枯燥、单调的作业和笨重的作业；２）危险性较大的作业。如救火、空间技术、放射环境及有毒作业等；３）粉尘作业；４）喷漆、涂料、电镀、焊接、铆接等作业；５）自动校正、自动检测、高精度装配等；６）特殊目的作业。如病房服务、为盲人引路、壁行机(用于船壳焊接)、象鼻机(仿象鼻运动搬运重物)等；７）高阶运算；８）快速操作；９）可靠性的、高精度的和程序固定的作业。（3）人与机的功能匹配1）人机应达到最佳匹配，使系统整体效能最优。2）人和机器的相互配合：人监控机器；机器监督人，以防止人产生失误时导致整个系统发生故障。