人机系统设计与注意特性
人机界面设计原则 “以人为本” 1 以用户为中心的基本设计原则 在系统
人机界面设计原则“以人为本”1. 以用户为中心的基本设计原则在系统的设计过程中，设计人员要抓住用户的特征，发现用户的需求。
在系统整个开发过程中要不断征求用户的意见，向用户咨询。
系统的设计决策要结合用户的工作和应用环境，必须理解用户对系统的要求。
最好的方法就是让真实的用户参与开发，这样开发人员就能正确地了解用户的需求和目标，系统就会更加成功。
2. 顺序原则即按照处理事件顺序、访问查看顺序(如由整体到单项，由大到小，由上层到下层等与控制工艺流程等设计监控管理和人机对话主界面及其二级界面。
3. 功能原则即按照对象应用环境及场合具体使用功能要求，各种子系统控制类型、不同管理对象的同一界面并行处理要求和多项对话交互的同时性要求等，设计分功能区分多级菜单、分层提示信息和多项对话栏并举的窗口等的人机交互界面，从而使用户易于分辨和掌握交互界面的使用规律和特点，提高其友好性和易操作性。
4. 一致性原则包括色彩的一致，操作区域一致，文字的一致。
即一方面界面颜色、形状、字体与国家、国际或行业通用标准相一致。
另一方面界面颜色、形状、字体自成一体，不同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。
界面细节美工设计的一致性使运行人员看界面时感到舒适，从而不分散他的注意力。
对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。
5. 频率原则即按照管理对象的对话交互频率高低设计人机界面的层次顺序和对话窗口莱单的显示位置等，提高监控和访问对话频率。
6. 重要性原则即按照管理对象在控制系统中的重要性和全局性水平，设计人机界面的主次菜单和对话窗口的位置和突显性，从而有助于管理人员把握好控制系统的主次，实施好控制决策的顺序，实现最优调度和管理。
7. 面向对象原则即按照操作人员的身份特征和工作性质，设计与之相适应和友好的人机界面。
根据其工作需要，宜以弹出式窗口显示提示、引导和帮助信息，从而提高用户的交互水平和效率。
Apple Human Interface Guide——人机交互界面设计原则人机交互原idliulei 则之1——隐喻通过隐喻把人们对世界的理解转化为软件中的概念和特性是很有优势的。
人机工程学课程教案
人机工程学课程教案第一章：绪论1.1 课程简介介绍人机工程学的定义、研究对象和意义。
解释人机工程学在工程设计、产品开发和人类行为研究中的应用。
1.2 人的因素讨论人的生理、心理和行为特点对人机系统的影响。
分析人类感知、认知和操作过程的基本原理。
1.3 机器因素介绍机器的功能、性能和可靠性对人机系统的影响。
讨论机器的操作界面和控制系统的design principles。
1.4 人机系统解释人机系统的定义和组成部分。
探讨人机系统的分类、特点和应用领域。
第二章：人的因素工程2.1 人的生理特点分析人的身体结构和功能对作业效率和舒适性的影响。
讨论人的体力、耐力和疲劳特性。
2.2 人的心理特点介绍人的感知、认知、情绪和动机对作业表现的影响。
探讨人的注意力、记忆、决策和问题解决能力。
2.3 人的行为特点讨论人的习惯、学习能力和适应性对作业效果的影响。
解释人的行为模式和行为改变的原因。
第三章：机器因素工程3.1 机器的功能和性能分析机器的功能、性能和可靠性对操作效率和安全性的影响。
讨论机器的操作界面和控制系统的design principles。
3.2 机器的可靠性和维护介绍机器的可靠性、维修性和维护策略。
解释机器故障的原因和预防措施。
3.3 机器的安全性和环境适应性讨论机器的安全性、防护装置和环境适应性。
分析机器在不同环境条件下的作业效果和风险。
第四章：人机系统设计原则4.1 人的能力与需求分析人的能力、需求和限制在人机系统设计中的重要性。
解释人机系统设计中的“匹配原则”和“适应原则”。
4.2 系统整体优化介绍人机系统设计的整体优化方法和原则。
讨论系统各组成部分的协调和整合。
4.3 系统评价与反馈解释人机系统评价的目的、方法和指标。
讨论系统反馈的作用和重要性。
第五章：人机系统案例分析5.1 汽车驾驶舱设计分析汽车驾驶舱设计中的人机工程学原则。
讨论驾驶舱布局、控制器设计和驾驶辅助系统。
5.2 计算机界面设计介绍计算机界面设计中的人机工程学原则。
第7章-人机系统设计
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人机
工程学
HUMAN
ENGINEERING
第7章 人机系统设计
7.2 人机系统设计的基本原则
GB/T 16251—1996《工作系统设计的人类工效学原则》中规定了与人的生活质量、安全和健康 有关的工作系统设计的一般指导原则。（详见该标准）
人机
工程学
HUMAN
ENGINEERING第7章人机系统设计7.1 人机系统设计概述 7.2 人机系统设计的基本原则 7.3 人机系统设计的程序与方法 7.4 人机系统设计实例
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7.2.1 工作空间和工作设备的设计
1.与身体尺寸有关的设计 2.有关身体姿势、肌力和身体动作的设计 3.有关信号、显示器和操纵器设计
7.2.2 工作环境设计 7.2.3 工作过程设计
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事项 分析系统的
功能
系统构思
选择最佳设 想和必要的
设计条件 人因分析
设计细则
具体设计
设计评价 缺陷诊断 修改意见
生产 使用、保养
人机系统设计中应注意的事项 系统对安全、舒适、经济和效率的要 求 明确系统的重要事项 与设计有关的人员、设备、材料准备 详细划分系统的主要事项及其性能 对各项设想进行比较 系统的功能分配 系统的人机匹配 人机交互方式
人机工程学知识点
⼈机⼯程学知识点安全⼈机⼯程学的研究⽬的：对综合体建⽴合理的⽅案，更好地在⼈机之间合理地分配功能，使⼈和机结合，有效地发挥⼈的作⽤，最⼤限度地为⼈提供安全卫⽣和舒适的环境，达到保障⼈的健康、舒适、愉快地活动的⽬的，同时提⾼活动效率。
(综合体：⼈和机以及围绕着⼈和机器的关系及环境条件。
)⼈体测量数据应⽤准则(主要)：1.最⼤最⼩准则2.可调性准则3.平均准则4.使⽤最新⼈体数据准则5.合理选择百分位和使⽤度准则(=可调+平均) ⽬标：尽可能多⼈适⽤。
最⼩功能尺⼨=⼈体尺⼨百分位数+功能修正量最佳功能尺⼨=⼈体尺⼨百分位数+功能修正量+⼼理修正量影响⼈体测量数据差异的因素：年龄、年代、性别、职业、地区与种族地区分为：东北；华北；西北；东南（安徽）；华中；华南；西南；机体九⼤系统：运动、消化、呼吸、泌尿、⽣殖、循环、内分泌、感觉、神经系统。
主要：运动、感觉、神经常见的集中视觉环象：①暗适应和亮适应②视错觉③眩光眩光：当⼈的视野中有极强的亮度对⽐时，由光源直射出或由光滑表⾯的反射出的刺激或耀眼的强烈光线。
眩光可使⼈眼感到不舒服，使可见度下降，并引起视⼒的明显下降。
眩光对作业的不利影响：主要是破坏视觉的暗适应，产⽣视觉后像，使⼯作区的视觉效率降低，产⽣视觉不舒适感和分散注意⼒，造成视觉疲劳。
应该采取的措施：(1) 限制光源亮度(2) 合理分布光源(3) 改变光源或⼯作⾯的位置(4)合理的照度视错觉：是⼈观察外界物体形象和图形所得的印象与实际形状和图形不⼀致的现象。
分为：①形状错觉②⾊彩错觉③物体运动错觉视觉运动规律;①先⽔平后垂直、从左到右、从上到下、顺时针②左上限(最优)、右上限、左下限、右下限(最差)③易于辨认的颜⾊顺序：红、绿、黄、⽩(两种匹配⼀起：黄底⿊字、⿊底⽩字、蓝底⽩字、⽩底⿊字)PSI书律(三节律)：(体⼒23天，情绪28天、智⼒33天)视野范围：⽩⾊视野＞黄蓝⾊＞红＞绿注意：是⼼理活动对定对象的指向性和集中，有机体对周围环境制激的选择性知见。
人机工程学人因环课件教案第七章人机系统的设计与评价
人机系统的设计与评价
■人机系统概述 ■人机特征机能比较
■人机系统设计
■人机系统的分析评价 ■人机系统的可靠性分析
■工作系统设计的人机要求
1 人机系统概述
自然界中的许多物体都存在着相互之间的关联， 正是这种千丝万缕的关系，使它们相互以一定方式相 结合，构成不同的系统。无论在工作或生活中，人总 是要以某种方式与一些物体发生联系，形成一个不可 分割的整体，这个整体就称为人机系统。 人机系统作为一个完整的概念，表达了系统设 计的一种主体思想以及系统研究的对象和范围。 人—机—环境系统不仅要研究其中单项元素，而主 要是用联系方法研究三者之间的互相关系。对于工 业产品设计来说，人机系统的理论是设计的一种基 本思想、一种分析与解决问题的方法。
判断能力
耐久性
1.保养得好可耐长期使用 2.即使不适于生物生存的环境也不怕 1.决定于设计材料等技术如何 2.一般来说非常良好
1.有自我恢复性 2.记忆、熟练的结果有减退的情况 3.不能自发维持紧张，因此不善于从事单调作业 1.错觉多 2.熟练程度要看条件如何 3.紧急时有混乱情况，受情绪的强烈影响，情绪不安时低 下 4.无信心时低下 5.有时善于排除故障等意外事态 1.虽有语言、行动、表情等，但容量都较小 2.不善于量的输出 1.成为标准品成人大约要20年 2.人的要素附带有社会生活、家庭生活等复杂的系统
表7—2
系统设计 阶段 定义系统 目标和参 数
人机系统的设计步骤
阶段主要设 计内容 确定系统目 标 确定系统参 数 系统适用条 件 注意事项 使用者的要求和约束条件 设计内容 明确使用者的需求、特性，使用者群体特性
确定系统使用条件、人员要求、环境条件要 求 系统作业方式，使用者的素质、培训要求与 计划 对系统的功能进行分析比较
人机工程学第八章 人机系统分析与评价
第八章 人机系统分析与评价
人机系统设计的 一般程序
❖人机系统的目标建立与作业要求
❖定义人机系统的输人/输出及其功能
❖初步设计
①制定对使用者的素质要求和选择 操作人员的标准。②设计操作手册；
❖人机界面设设计计作业辅助手段；设计培训方案。
❖作业辅助设计
❖系统的验证和发展
第八章 人机系统分析与评价
人机系统设计的 一般程序
指数 值
3 2 1 0
表8-18 密集指数 密集程度
典型事例
能舒服地进行作业 身体的一部分受到限制 身体的活动受到限制
操作受到显著限制，作业相当 困难
在宽敞的地方操作机床
在无容膝空间工作台上 工作 在高台上仰姿作业 维修化铁炉内部
第八章 人机系统分析与评价①对环境的第一印象；②照度；③眩
光感觉；④亮度分布；⑤光影；⑥颜
❖人机系统的目标建立与作业要求
❖定义人机系统的输人/输出及其功能
❖初步设计
❖人机界面设计 系统验证阶段的工作包括制定验证标
❖作业辅助设计准，实施验证和做出验证结论。 ❖系统的验证和发展
第八章 人机系统分析与评价
第三节 人机系统分析
一、连接分析 二、作业分析 三、操作顺序图分析
第八章 人机系统分析与评价
第八章 人机系统分析与评价
• （1）功能分配。功能分配是指为了使系 统达到最佳匹配，在研究分析人和机器 特性的基础上，充分发挥人和机器的潜 能，合理地将系统各项功能分配给人和 机器的过程。
– 功能分配的任务是决定系统的哪一部分功能 由人完成，哪一部分功能由机器完成。因此， 必须对人和机器的特性充分分析比较
第八章 人机系统分析与评价
连接分析
连接分析的目的
安全人机工程学-2-人机系统
过程 控制
机器
输出
2.2 人机系统类型及功能
按系统自动化程度分类 自动化系统
自动化系统由人和自动化设备构成。机器负责系统中信息的接收、储存、处理和执行等工作； 人只起到管理和监督的作用，只有在发生意外情况时，人才采取强制措施。 系统从外部获得所需的能源，人的具体功能是启动、制动、编程、维修和调试 系统必须对可能发生的意外情况设有预报及应急处理的功能 机 输入 感觉 信息储存 信息处理和决策 人（监视者） 信息储存 感觉 信息处理和决策 动作 动作
物理量的监测范围广，而且精 确；可监测如电磁波等一些人 不能监测的物理量 在力量、速度、精确、操作范 围、耐久性等方面远比人优越 ；对处理液体、气体、粉状体 等比人优越，但处理柔软物则 不如人 按预先编程可进行快速、准确 的数据处理；记忆正确并能长 时间储存，调出速度快；反应 速度快；学习能力较低，灵活 性差
适应性
环境
2.4 人机功能分配
2.4.3 人与机功能分配 人机特性比较 机 成本 器 人
包括工资、福利和教育培训费；如 果万一发生事故，可能失去宝贵生 命 具有特定的动机，渴望在集体中工 作和生活，得到集体保护，否则会 产生孤独感、疏远感，影响作业效 能
包括购置费、运转和保养维修 费；一旦出现事故，也只失去 机器本身价值
2.4 人机功能分配
2.4.3 人与机功能分配 人机特性比较 机 监测 器 人
具有与认知直接联系的监测能力， 凭感官接收信号，掌握标准困难， 易出错；具有味觉、嗅觉和触觉 肢体具有许多自由度，可在三维空 间进行多种运动，可进行微妙的协 调，但人的力量、速度有限；可通 过获取视觉、听觉、位移和重量等 信息控制运动器官灵活地操作 具有抽象、归纳能力以及模式识别 、联想、发明创造等高级思维能力 ；善于积累经验并运用经验判断； 记忆力有限；需要反应时间；具有 很强的学习能力，灵活性强
重点难点：人机系统
第十三章 人机系统重点与难点分析1. 人机系统设计的目的是使系统能达到预期的目标，使系统中所有的环节都能很好地相互配合、相互作用，使系统达到最佳状态。
为达到此目的，掌握系统的设计程序十分重要。
系统设计的程序包括：人机系统目标的建立、功能分析、功能分配、人员开发、界面设计、硬件开发及系统的综合、发展与评价等过程。
人的子系统可概括为R O S −− (感受刺激—大脑信息加工—做出反应)；机器的子系统可概括为D M C −− (控制装置—机器运转—显示装置)。
按有无反馈控制分类（1）闭环人机系统（Closed-loop systems ）。
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，若由人来观察和控制信息的输入、输出和反馈。
（2）开环人机系统（Open-loop systems ）。
开环人机系统的特征是：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。
按系统自动化程度分类按系统自动化程度可分为人工操作系统、半自动化系统和自动化系统。
（1）人工操作系统。
该系统中包括人和—些辅助机械及手工工具。
该系统由人供给系统所需动力并控制整个操作过程（2）半自动化系统。
这种系统中人作为生产过程的控制者，操纵具有动力的机具设备，人也可能为系统提供少量的动力，对系统做某些调整或简单操作。
（3）自动化系统。
这类系统中，机器完全代替了人的工作，机器本身是一个闭环系统，它能自动地进行信息接受、储存、处理和执行，人只起监督和管理作用。
按人机结合方式分类 按人与机结合方式可分为人机串联，人机并联和人机串、并联混合三种方式人机系统的设计步骤 系统开各阶段的主要人机系统设计中应注人因工程专家的设计任发的各阶段内容意的事项务举例明确系统的重要事项确定目标主要人员的要求和制约条件对主要人员的特性、训练等有关问题进行调查和预测确定使命系统使用上的制约条件和环境上的制约条件组成系统中人员的数量和质量对安全性和舒适性条件进行检验明确适用条件能够确保的主要人员的数量和质量，能够得到的训练设备对精神、动机的影响进行预测系统开发的各阶段各阶段的主要内容人机系统设计中应注意的事项人因工程专家的设计任务举例系统分析和系统规划详细划分系统的主要事项详细划分系统的主要事项设想系统的性能分析系统的功能对各项设想进行比较设计系统的轮廓及其分布图系统构思的发展（对可能的构思进行分析评价）系统的功能分配与设计有关的必要条件，与人员有关的必要条件功能分析主要人员的配备与训练方案的制定对人机功能分配和系统功能的各种方案进行比较研究对各种性能的作业进行分析调查、决定必要的信息显示与控制的种类选择最佳设想和必要设计条件人机系统的试验评价设想与其他专家组进行权衡根据功能分配预测所需人员的数量和质量以及训练计划和设备提出试验评价方法设想与其他子系统的关系和准备采取的对策系统设计预备设计（大纲的设计）设计时应考虑与人有关的因素准备适用的人因工程数据确定设计细则设计细则与人的作业的关系提出人因工程设计标准关于信息与控制必要性的研究与实现方法的选择和开发作业性能的研究居住性的研究系统设计具体设计在系统的最终构成阶段，协调人机系统操作和保养的详细分析研究（提高可靠性和维修性）设计适应性高的机器人所处空间的安排参与系统设计最终方案的确定最后决定人机之间的功能分配使人在作业过程中，信息、联络、行动能够迅速、准确地进行对安全性的考虑防止作业者工作热情下降的措施控制面板的配置空间设计、人员和机器的配置决定照明、温度、噪声等环境条件和保护措施人员的培养计划人员的训练和器材配备计划与其他专家小组的折衷方案决定使用说明书的内容和式样决定系统的运行和保养所需的人员的数量和质量、训练计划和器材的开展系统的试验和评价规划阶段的评价模型制作阶段原型、最终模型缺陷诊断、修改的建议人因工程学试验评价根据试验数据的分析、作业分析等修改设计设计图纸阶段的评价模型或操纵训练用模拟装置的人机关系评价确定评价标准（试验法、数据种类、分析法等）对安全性、舒适性、工作热情的影响评价机械设计的变动、使用程序的变动、人的作业内容的变动、人员素质的提高、训练方法的改善、对系统规划的反馈生产生产运行运行、维护（1）人机系统目标的建立与功能分析。
无人机控制系统的设计与调试技巧
无人机控制系统的设计与调试技巧无人机控制系统是实现飞行器固定翼、旋翼和多旋翼的飞行、悬停、导航和控制的关键组成部分。
设计和调试无人机控制系统需要考虑到飞行器的稳定性、操控性、精度和可靠性等方面。
本文将介绍无人机控制系统设计和调试的一些建议和技巧。
一、无人机控制系统设计的基本原则1. 高可靠性和稳定性：设计无人机控制系统时要确保其具有高可靠性和稳定性，以保证飞行器在各种环境和任务下的正常工作。
2. 操控性和敏捷性：无人机控制系统应具备良好的操控性和敏捷性，能够实现飞行器的精确控制和灵活机动。
3. 精度和准确性：控制系统需要具备足够的精度和准确性，以满足飞行器各种任务的要求。
二、无人机控制系统设计与硬件选型1. 选择合适的飞控：选择适合飞行器类型和任务需求的飞控是设计无人机控制系统的基础。
常用的飞控有Pixhawk、APM等，并根据不同需求选择不同的型号。
2. 选择传感器：传感器是无人机控制系统重要的组成部分，包括加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等。
根据飞行器的需求和预算，选择合适的传感器。
3. 电池和电调：正确选择电池和电调是确保飞行器正常工作的关键，应根据飞行器的功率需求和飞行时间选择适合的电池和电调。
三、无人机控制系统设计与软件配置1. 飞控固件更新：飞行控制器的固件更新可以解决已知的问题和提供新功能。
根据飞行控制器的类型，确保使用最新的固件版本，以获取更好的飞行性能。
2. PID参数调优：PID参数是控制系统中的关键参数，它们影响飞行器的稳定性和操控性。
通过对PID参数进行调优，可以提高飞行器的性能。
在调优过程中要进行适度的增益和稳定性测试，避免参数设置过高导致不稳定的飞行。
3. 飞行模式配置：根据无人机的任务需要，设定不同的飞行模式，如手动模式、自动悬停模式和航线跟踪模式等。
确保飞行模式与飞行器的性能和任务需求相匹配。
四、无人机控制系统调试技巧1. 考虑实际环境因素：在调试控制系统时，要充分考虑实际环境因素，如气流、风速、温度等。
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计3
❖ 常见有单刻度线 、双刻度线和递增式刻度线。
③刻度线宽度
❖ 即刻度线的粗细；刻度线宽度取决于刻度大小。研究表明， 当刻度线宽度为刻度的10%左右时，读数地误差最小。一般 取刻度大小的10~15%；普通刻度线的宽度常取为 0.2±0.02mm；远距离观察可取0.6~0.8mm，带有精密装置 取0.0015～0.1mm
2）传递的信息数量不宜过多，过多会加重心里负担。 3）应考虑人接受信息能力的特性，多感觉通道比单通道更能
引起注意。
4）同种类的信息尽量用同样方式传递。 5）显示的信息变化时，其方向和幅度，要与信息变化所带来
的作用和趋向相一致。
6）在多种显示器的情况下，要根据技术过程、各种信息的重 要程度和使用频数来布置，重要的放在醒目的位置。
按真实的工作条件或模拟真实的工作条件进行实验。实 验的参量需根据具体工作要求而定，一般是以误认百分 率、误解百分率、认读所需时间这三个参量为主。
1）显示方式选择
视觉显示方式有两种：定量显示和定性显示。
（1）定量显示包括数字式显示、指针式模拟显示和动态显示等三种。
❖ 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显示产生的误读率较低，而且认读需占 用的时间也较短。
为避免混淆，可使用点阵构成的数字。
4）信号灯设计
信号灯是用光的形式传递信息的视觉显示器。广泛应用于航空、航海、铁路和公路交 通以及仪器仪表板上，用于指示状态、表达要求或传递信息。其特点是面积小、视距 远、引人注目、简单明了，但信息负荷有限。 设计原则： ❖ 清晰、醒目和必要的视距；合乎使用目的； 不同情况下使用的信号灯应采用不同颜色、不同形状以及标记上加以区别。如“ ” 指向，！危险，×禁止等。为引起注意，可用强光或闪光信号，闪光频率为0.67~1.67 HZ，亮与灭的时间比在1：1至1：4之间，明度对比较差时，闪烁频率可稍高。 ❖ 按信号性质设计；（重要的可采用多重显示） ❖ 信号灯的位置与颜色设计； 重要的必须放置在最佳视区；其颜色编码可有10种，单个时以蓝绿色最为清晰。 ❖ 信号灯与操纵杆和其它显示器的配合
安全人机工程学-人机系统
可检测如电磁波等一些人不能检测的 收信号，掌握标准困难，易出错；具有味觉、
物理量
嗅觉和触觉
在力量、速度、精确、操作范围、 肢体具有许多自由度，可在三维空间进行多
耐久性等方面远比人优越；对处理液 种运动，可进行微妙的协调，但人的力量、速
体、气体和粉状体等比人优越，但处理 度有限；可通过获取视觉、听觉、位移和重量
功率可大可小；可以根据目的设计 适于功率小于 100 W 的轻巧的作业；人是综 必要的功能，避免浪费；功能简单的机 合整体，有多种功能，需要补充能耗，还必须
器速度快而且准确；新机器从设计、制 适应处理必要功能以外的时间；必须采取绝对
造到运转需要一定时间
安全措施；需要教育和训练
专用机械的用途不能改变，只能按 程序运转，不能随机应变；比较容易进 行改造和革新
柔软物体则不如人
感等信息控制运动器官灵活地操作
按预先编程可进行快速、准确的数 具有抽象、归纳能力以及模式识别、联想、
据处理；记忆正确并能长时间储存，调 发明创造等高级思维能力；善于积累经验并运
出速度快；反应速度快；学习能力较低， 用经验判断；记忆力有限；需要反应时间；具
灵活性差
有很强的学习能力，灵活性强
33
图2-9 Price决策图
34
3. Sheffield法 Sheffield法是由英国Sheffield大学在对海军的舰艇控制系 统进行设计时所开发的一种功能分配方法。它在分配过程中共 需要考虑100多项决策准则，将其分为8组，其中不仅考虑了人 机能力特性，而且从工程的角度考虑了人员的作业设计、社会 性、训练、安全等因素，另外还包括自动化的精度、费用等。 它的主要流程如图2-10所示。
2
2.2 人机系统类型及功能
人机
人体工程系统设计原则及标准人体工程系统设计包含范围广泛，凡是涉及人与器具相结合的设计，小至一支笔、一件工具、一件服装，大至一座楼房、一个园林设计、一座城市规划设计，均为人体工程系统设计。
第一节人机系统设计地位一、人机系统设计在机械设计中的地位机械设计几乎是最早和人们最为熟知的应用人机系统设计的行业。
现代机械设计一般包括六个阶段：原理设计(解决机械的功能问题)，初步设计或概略设计(总体框架设计)，人机学设计(解决人机关系的一些问题)，结构设计(解决结构形状、尺寸和工艺问题)，造型设计(解决外观造型的美观设计问题)，最终设计(包括施工图设计和试制问题)。
虽然，不是所有的机械设计完全按此程序进行，这六个阶段也并不是完全割裂而毫无关系的，但人机学设计是所有机械设计必不可少的，且处于设计的早期阶段，这是工业机械化发展的必然结果。
早期的机械设计多从原理和力学的角度考虑，对人的因素考虑较少，没有专门的人机学设计阶段，结果必然造成设备、工具不适合人的使用与操作，不仅工作效率不高，更重要的是增加了事故发生率。
自20世纪40年代后期，设计师、人体工程学家、心理学者结合起来工作，开始根据人的特性，将人与机具有机地组合，使机械设计按人机系统设计，已经出现了大量的、适合于人操作的机具产品，使机械产品由人适机转向了机宜人的设计主流，从而为极其复杂的现代化机械装置系统设计提供了新思想。
二、人机系统设计在服装设计中的地位在人生活的环境中，离人最近、能穿着、能感觉到的东西就是服装。
服装设计过程本身就是一个人体工程系统设计，它是将服装各构成要素有目的地结合，并把感觉要素有效地配合于其中的过程，其一、人机系统设计在机械设计中的地位机械设计几乎是最早和人们最为熟知的应用人机系统设计的行业。
现代机械设计一般包括六个阶段：原理设计(解决机械的功能问题)，初步设计或概略设计(总体框架设计)，人体工程系统设计原则及标准人体工程系统设计包含范围广泛，凡是涉及人与器具相结合的设计，小至一支笔、一件工具、一件服装，大至一座楼房、一个园林设计、一座城市规划设计，均为人体工程系统设计。
安全人机工程学简介
03 智能化技术应用
● 05
第5章 人机系统安全与风险管 理
人机系统安全性 的重要性
人机系统安全性是指系统在设计和使用过程中 避免事故和损害的能力，确保系统运行稳定可 靠。在当今高度信息化和智能化的社会背景下， 人机系统安全性尤为重要，关乎人们的生命财 产安全和社会稳定发展。
人机系统风险管理的方法
图形用户界面
命令行界面
语音界面
人机界面设计的 原则
人机界面设计应该简洁明了、易于操作、符合 用户的习惯和心理，遵循一致性、反馈、可控 性等原则。
人机界面设计的案例分析
案例一 成功经验总结
案例三 改进建议提出
案例二 失败教训反思
人机界面设计的未来趋势
用户体验
01 更加注重用户感受
个性化定制
02 根据用户需求定制界面
安全人机工程学简介
汇报人： 时间：2024年X月
目录
第1章 安全人机工程学简介 第2章 人类认知特性与人机交互 第3章 人机系统设计 第4章 人机界面设计 第5章 人机系统安全与风险管理 第6章 总结与展望
● 01
第1章 安全人机工程学简介
什么是安全人机工程学？
设计和优化人机系统
最大限度地优化人类 体验
个性化设计
根据用户偏好和习惯，定制个性化 的界面和功能。 提供定制化的用户体验，增强用户 满意度。
人性化设计
注重人类心理和行为特征，设计符合 人类习惯的交互方式。 提供更加人性化的用户体验，增加产 品易用性。
社会福祉
通过安全人机工程学的应用，为社 会带来更多福祉。 提升生活品质和工作效率，促进社 会发展进步。
减少用户学习成本。
可操作性原理
人机系统总体设计
明确的。这是典型的系统化解决问题的策略。
•人
“总体”的意义是强调人机系统的各个成分，如
机
人、硬件、软件，都要给予全面的考虑，以克服长 期以来工程设计忽视人和人的效能问题。
系 统
人机系统总体设计的目标是，使系统的每个成 分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的
总
功能。
体
良好的系统设计必须以两个主要原则为基础：
•控制
•感觉
•信息处理 •和决策
•过程
•动作
•机器
•人（监视者 ）•信息贮存
•感觉
•信息处理 •和决策
•动作
•反馈信息（闭环系统）
•输出
•自 动 化 人 机 系 统
•人机系统类型
半自动化和自动化人机系统
偏重于解决机器上的问题，其特点是：
✓ 自动化程度高 ✓ 操作的可靠性比较高 ✓ 费用较高 ✓ 创造能力低 ✓ 维护能力低
序
✓ 系统验证阶段
•
确定作业效能的测量参数 及测• 制量定方验法证标准
• 实施验证
• 作验证结论
•人机系统设计效益
进行人机系统设计需要投入人力、物力和时间 ，它所产生的效益主要表现在未来系统的效率和操 作（使用）费用上。体现在以下方面：
✓ 作业效能的改善 ✓ 降低培训费用 ✓ 改善人力资源的利用率 ✓ 减少事故和人为错误 ✓ 提高生产率 ✓ 提高使用者的满意度
✓ 作业错误、闪光融合频率、摄氧量、肌电活性、反应时、心理量 表值、脑力负荷、学习时间、心理阈限、心血管系统的反应等。
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计6
❖ 用来防止和避免在紧急危险状态下发生人身或设备事故的装 置。它可以在即将发生事故的一瞬间使机器迅速制动。
（5）报警装置
❖ 通过监测装置能及时发现机械设备的危险与有害因素及事故 预兆，通过闪烁红灯或鸣笛向人们发出报警信号的装置。
（6）安全防护控制装置 ❖ 当操作者一旦进入危险区，则安全防护装置可以控制机械不
❖ 常用的有警铃、警报、红色警告灯等听视警告信号。在可能 引起触电的部位附近安置传感器，当人员接近危险区时，传 感器控制警告装置发出警告信号，避免触电。
能启动或自动停止，可将人从危险区排除，或控制人体不能 进入危险区，它对人身安全起间接防护作用。如双手按钮式 开关、光电式安全防护装置等。
2.安全防护装置的设计原则
❖ 以人为本的设计原则； ❖ 安全防护装置必须安全可靠原则； ❖ 安全防护装置与机械装备配套设计的原则； ❖ 简单、经济、方便的原则； ❖ 自组织的设计原则。
❖ 安全防护装置是指配置在机械设备上能防止危险因素引起人 身伤害，保障人身和设备安全的所有装置。它对人机系统的 安全性起着重要作用。因此，科学地设计安全防护装置有着 重要的意义。
1.安全防护装置的作用与分类
1）安全防护装置的作用
❖ 杜绝或减少机械设备在正常或故障状态，甚至在操作者失误 情况下发生人身或设备事故。
（2）典型的联锁防护安全装置
①机械式联锁装置：它是依靠凸块、凸轮、杠杆等的动作来 控制相互矛盾的运动。 ②电器联锁线路 ❖ 顺序连接：如锅炉的鼓风机和引风机。 ❖ 按钮控制的正反转联锁线路； ❖ 欠电压、欠电流联锁保护。
联锁门
双手控制按钮
感应式安全控制器
（3）液压（或气动）联锁回路
❖ 在自动循环系统中，执行件的动作是按一定的顺序进行的， 既各执行件之间的动作必须通过连锁环节约束，否则，将会 因动作干涉而发生事故。
XSensor产品设计及人机工程学 机械设计及要点
XSensor产品设计及人机工程学机械设计及理论08814 靳小如李晋伟郭燕萍刘宏伟王泽张芸芸周亮摘要：随着现代化工业的发展，人机工程学的应用越来越广泛，它的应用主要体现在改善设备、改善工作条件、设计防护设施和调节人机之间的匹配关系等几方面。
XSensor压力测试及分析系统很好的展示了人机工程学在各个领域的应用，对人体各部位受压进行了清晰的分析，并把人机工程学结合到了实际。
随着计算机在设计领域的引人，基于人机工程学的虚拟设计和测试评价已经成为可能，极大地推动了机械产品的创新设计。
关键词：人机工程学；人-机-环境系统；XSensor；压力测试及分析系统；机械设计一、人机工程概述人机工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学；是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。
人机工程学不仅涉及到工程技术理论，还涉及到人体解剖学、生理学、心理学等。
许多机械与操作者直接接触，甚至长期在机器旁进行操作，如机床、汽车等。
而且机械是否适用，操作者的舒适性，也对该产品在市场上面的竞争力有很大影响。
因此，“人机工程学”受到重视。
认真研究这门科学，可以创造出最佳设计和最适宜的条件，使人机实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的人机系统。
与人机工程相关的有：人机匹配与人机系统总体设计、人机结合与人机功能匹配、人机系统与环境因素等。
综上所述，人机工程学设计包括的主要内容有：设计时考虑人体的尺寸、动作特点、感觉器官的要求、人体力学的要求、美学要求（形状、尺寸、颜色等）、确保安全和习惯要求等。
人机工程学的应用主要有以下几个方面：1.改进机器设备和环境设施，为操作人员提供良好的劳动条件，减少人的失误和事故的发生；改善劳动环境；2.防护设计，可分为设计防护装置和个人防护用品设计。
专为防护安全而设置在机械设备上的各种防护装置；3.调节人机之间匹配。
现代人机工程学研究的方向是：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造适合于人操作的机械设备和作业环境，使人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。
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人机系统设计与注意特性
设计人机系统时需要考虑哪些人的注意特性，这些注意特性是怎么影响系统中的人机交互的设计的？
设计人机系统时需要考虑的人的注意特性有注意的广度，注意的选择性，注意的持续性，注意的分配。
人机系统是由相互作用、相互依存的任何机器两个系统构成的，而且能够完成特定的一个整体系统。
人是机器的操作者，人运用人的感觉器官和运动器官与机器相互作用相互依存完成特定生产过程。
注意的广度是只在一个很短时间内能知觉的注意对象的数目。
注意的广度随知觉对象呈现的时间长短，信息量，特点，学习等状况不同而不同。
因此在设计人机系统时应考虑机器的显示器所展示的知觉的对象会对人注意的广度产生的影响，呈现时间长的注意广度增大，在确定时间内注意范围受到限制。
因而注意的广度会影响人机系统的交互
注意的选择性是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。
机器产生的运行信息传递给人以后，人会需要对它所产生的刺激进行选择，因而会影响人机系统的交互。
注意的持续性是指注意在一定时间内保持在某个认识的客体或活动上，人必须有稳定的注意才能进行操作，进行各种处理判断，因此注意的持续性会影响人对机器传递的信息的注意情况，因此会影响人机交互。
注意的分配性是个体在同一时间内对两种或两种以上的刺激进行注意，或将注意分配到不同活动中。
机器传给人的信息会同时有许多，人的关注要对其进行分配。
如司机要手扶方向盘，盯着后视镜，有时还需注意仪表盘等等，所以注意的分配也会影响人机系统的交互。