安全人机工程学第四章讲义.pptx
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• 2、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
• 3、人的第三种功能——操纵器 （见图4-4） 根据决定采取相应行动，如开关机器或增减其速度等
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环境工程系
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安全人机工程学︵第四章︶
图4－4 人在操作活动中的基本功能示意图
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安全人机工程学︵第四章︶
二、机的主要功能 • l、接受信息 • 2、储存信息 • 3、处理信息 • 4、执行功能
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安全人机工程学︵第四章︶
三、人机特性比较
• 在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分 析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究 人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所 长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开 始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不 安全状态，做到安全生产。
• 凡需要由感官指导的间歇操作，要留 出足够间歇时间；机器设计中，要使 操纵要求低于人的反应速度，这便是 获得最佳效果的设计思想。
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2、人机功能分配的一般原则
安全人机工程学︵第四章︶
• 人能完成并能胜过机器的工作：发觉微量 的光和声，接受和组织声、光的型式，随 机应变和应变程度，长时间大量储存信息 并能回忆有关的情节，进行归纳推理和判 断并形成概念和创造方法等。
4、对发生频率非常低时的事态需要 进行判断时 5、解决问题需要归纳、判断时
6、预测不测事件的发生时
8、必须长时间地施加控制力时
能长期连续工作，适应单调专业， 容易疲劳，不能长时间连续工作，且受
需要适当维护
Fra Baidu bibliotek
性别、年龄和健康状态等影响，不适应
单调作业
如果是专用机械，不经调整则不 能改作其它用途
通过教育训练，可具有多方面的适应能 力
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表4—1 人与机的优缺点比较（续）
安全人机工程学︵第四章︶
项目
输入 灵敏度
灵活性
占优势
机器
人 时间延时为1s
擅长于演绎而不易改变其演绎程 序
快且精确，但不善于修正误差
擅长于归纳，容易改变其推理程序 慢且易产生误差，但善于修正误差
按照恰当设计制造的机器，在完 成规定的作业中可靠性很高，而 且保持恒定，不能处理意外的事 态。在超负荷条件下可靠性突降
人脑可靠性远超过机械，但极度疲劳与 紧急事态下很可能变成极不可靠，人的 技术水平、经验以及生理和心里状况对 可靠性很有影响，可处理意外紧急事态
安全人机工程学︵第四章︶
第四章 安全人机功能匹配
第一节 人机系统中人的传递函数
• 一、人机系统建模 • 二、人的传递函数的试验建模 • 三、人的传递函数的求解方法 • 四、人的传递函数的应用
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安全人机工程学︵第四章︶
第二节 人机功能匹配
一、人的主要功能
• l、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
• 目前机器能完成并胜过人的工作：对控制 信号迅速作出反应，平稳而准确地产生 “巨大力量，做重复的和规律性的工作， 短暂地储存信息然后废除这些信息，快速 运算，同一时间执行多种不同的功能。
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安全人机工程学︵第四章︶
表4—2 采用人、机时有利点
采用机器时的有利点
采用人时的有利点
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安全人机工程学︵第四章︶
四、人机的功能分配
1、人机功能分配的含义
• 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，称为人机的功 能分配。
• 人与机器的结合形式，依复杂程度不同可分 为：劳动者-工具；操作者-机器；监控者-自 动化机器；监督者-智能机器等几种。
• 人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表 现在四个方面：
人的功能的限度是准确性、体力、速度和 知觉能力；
机器功能的限度是性能维持能力、正常动 作、判断能力、造价及运营费用。
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表4—1 人与机的优缺点比较
安全人机工程学︵第四章︶
项目 速度 逻辑 推理 计算
可靠性
连续性
智力
机器 具有某些超人的感觉，如有 感觉电离辐射的能力
无 （智能机例外）
人
在较宽的能量范围内承受刺激因素， 支配感受器适应刺激因素的变化，如 眼睛能感受各种位置、运动和颜色， 善于鉴别图象，能够从高噪声中分辨 信号，易受（超过规定限度的）热、 冷、噪声和振动的影响
能应付意外事件和不可能预测事件， 并能采取预防措施
1、重复性的操作、计算，大量的情报资 料存储 2、迅速施加大的物理力时
3、大量的数据处理
1、由于各种干扰，需要判断信息时
2、在图形变化情况下，要求判断图 形时 3、要求判断各种各样的输入时
4、根据某一特定范围，多次重复作出判 断
5、由于环境约束，对人有危险或操作容 易犯错误时
6、当调节、操作速度非常重要，具有决 定意义时 7、控制力的施加要求非常严格时
• 机器的自动化与智能化使操纵复杂程度提高 因而对操纵者提出了严格要求。同时操纵者 的功能限制也对机器设计提出特殊要求。
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安全人机工程学︵第四章︶
• 人机结合的原则改变了传统的只考虑 机器设计的思想，提出了同时考虑人 与机器两方面因素，即在机器设计的 同时把人看成是有知觉有技术的控制 机、能量转换机、信息处理机。
表4—1 人与机的优缺点比较（续）
项目
机器
人
功率 输出
恒定——不论大的，固定 的或标准的
1471KW的功率输出只能维持10s， 367.75KW的功率输出可维持几分 钟，150KW以下的功率输出能持 续一天
综合 能力
记忆
多种途径
最适用于文字的再现和长 期存储
单一手段
可存储大量信息，并进行多种途 径的存取，擅长于对原则和策略 的记忆
操作处 理能力
操纵力、速度精密度、操作 量、操作范围等均优于人的 能力。在处理液体、气体、 粉体方面比人强，但对柔软 物体的处理能力比人差
可进行各种控制，手具有非常大的自 由度，能极巧妙地进行各种操作。从 视觉、听觉、变位和重量感觉上得到 的信息可以完全反馈给控制器
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• 3、人的第三种功能——操纵器 （见图4-4） 根据决定采取相应行动，如开关机器或增减其速度等
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图4－4 人在操作活动中的基本功能示意图
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二、机的主要功能 • l、接受信息 • 2、储存信息 • 3、处理信息 • 4、执行功能
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三、人机特性比较
• 在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分 析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究 人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所 长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开 始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不 安全状态，做到安全生产。
• 凡需要由感官指导的间歇操作，要留 出足够间歇时间；机器设计中，要使 操纵要求低于人的反应速度，这便是 获得最佳效果的设计思想。
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2、人机功能分配的一般原则
安全人机工程学︵第四章︶
• 人能完成并能胜过机器的工作：发觉微量 的光和声，接受和组织声、光的型式，随 机应变和应变程度，长时间大量储存信息 并能回忆有关的情节，进行归纳推理和判 断并形成概念和创造方法等。
4、对发生频率非常低时的事态需要 进行判断时 5、解决问题需要归纳、判断时
6、预测不测事件的发生时
8、必须长时间地施加控制力时
能长期连续工作，适应单调专业， 容易疲劳，不能长时间连续工作，且受
需要适当维护
Fra Baidu bibliotek
性别、年龄和健康状态等影响，不适应
单调作业
如果是专用机械，不经调整则不 能改作其它用途
通过教育训练，可具有多方面的适应能 力
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表4—1 人与机的优缺点比较（续）
安全人机工程学︵第四章︶
项目
输入 灵敏度
灵活性
占优势
机器
人 时间延时为1s
擅长于演绎而不易改变其演绎程 序
快且精确，但不善于修正误差
擅长于归纳，容易改变其推理程序 慢且易产生误差，但善于修正误差
按照恰当设计制造的机器，在完 成规定的作业中可靠性很高，而 且保持恒定，不能处理意外的事 态。在超负荷条件下可靠性突降
人脑可靠性远超过机械，但极度疲劳与 紧急事态下很可能变成极不可靠，人的 技术水平、经验以及生理和心里状况对 可靠性很有影响，可处理意外紧急事态
安全人机工程学︵第四章︶
第四章 安全人机功能匹配
第一节 人机系统中人的传递函数
• 一、人机系统建模 • 二、人的传递函数的试验建模 • 三、人的传递函数的求解方法 • 四、人的传递函数的应用
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环境工程系
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安全人机工程学︵第四章︶
第二节 人机功能匹配
一、人的主要功能
• l、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
• 目前机器能完成并胜过人的工作：对控制 信号迅速作出反应，平稳而准确地产生 “巨大力量，做重复的和规律性的工作， 短暂地储存信息然后废除这些信息，快速 运算，同一时间执行多种不同的功能。
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表4—2 采用人、机时有利点
采用机器时的有利点
采用人时的有利点
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四、人机的功能分配
1、人机功能分配的含义
• 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，称为人机的功 能分配。
• 人与机器的结合形式，依复杂程度不同可分 为：劳动者-工具；操作者-机器；监控者-自 动化机器；监督者-智能机器等几种。
• 人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表 现在四个方面：
人的功能的限度是准确性、体力、速度和 知觉能力；
机器功能的限度是性能维持能力、正常动 作、判断能力、造价及运营费用。
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表4—1 人与机的优缺点比较
安全人机工程学︵第四章︶
项目 速度 逻辑 推理 计算
可靠性
连续性
智力
机器 具有某些超人的感觉，如有 感觉电离辐射的能力
无 （智能机例外）
人
在较宽的能量范围内承受刺激因素， 支配感受器适应刺激因素的变化，如 眼睛能感受各种位置、运动和颜色， 善于鉴别图象，能够从高噪声中分辨 信号，易受（超过规定限度的）热、 冷、噪声和振动的影响
能应付意外事件和不可能预测事件， 并能采取预防措施
1、重复性的操作、计算，大量的情报资 料存储 2、迅速施加大的物理力时
3、大量的数据处理
1、由于各种干扰，需要判断信息时
2、在图形变化情况下，要求判断图 形时 3、要求判断各种各样的输入时
4、根据某一特定范围，多次重复作出判 断
5、由于环境约束，对人有危险或操作容 易犯错误时
6、当调节、操作速度非常重要，具有决 定意义时 7、控制力的施加要求非常严格时
• 机器的自动化与智能化使操纵复杂程度提高 因而对操纵者提出了严格要求。同时操纵者 的功能限制也对机器设计提出特殊要求。
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• 人机结合的原则改变了传统的只考虑 机器设计的思想，提出了同时考虑人 与机器两方面因素，即在机器设计的 同时把人看成是有知觉有技术的控制 机、能量转换机、信息处理机。
表4—1 人与机的优缺点比较（续）
项目
机器
人
功率 输出
恒定——不论大的，固定 的或标准的
1471KW的功率输出只能维持10s， 367.75KW的功率输出可维持几分 钟，150KW以下的功率输出能持 续一天
综合 能力
记忆
多种途径
最适用于文字的再现和长 期存储
单一手段
可存储大量信息，并进行多种途 径的存取，擅长于对原则和策略 的记忆
操作处 理能力
操纵力、速度精密度、操作 量、操作范围等均优于人的 能力。在处理液体、气体、 粉体方面比人强，但对柔软 物体的处理能力比人差
可进行各种控制，手具有非常大的自 由度，能极巧妙地进行各种操作。从 视觉、听觉、变位和重量感觉上得到 的信息可以完全反馈给控制器
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