第九章安全人机系统及其设计-PowerPointPre

中国地质大学安全工程系
系统科学的设计方法
人机工程学
①明确系统的目的，亦即系统的必要性和依 据一定的分析明确其目的性；
②明确系统分配制约条件； ③建立系统的数学模型； ④研究和分析数学模型； ⑤提出新系统的方案； ⑥对新系统进行分析评价。 这一方法，同样也适用于人机系统。
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1.人机系统
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1.2 人机界面
人机工程学
如图9-l所示，人与机之间存在一个互相作用的 “面”，所有人机交流的信息都发生在这个作用面 上，通常称为人机界面。显示器将机器的工作信息 传递给人，实现人一机的信息传递；人通过控制器 将自己的决策信息传递给机器，实现人一机的信息 传递。因此，人机界面主要指显示和控制系统。合 理的人机界面要符合人机信息交流的规律和特性。
即使万一发生损坏也没有关系， 对于安全必须采取万无
因此可在危险环境下使用。
一失的处置。
对于专用机器而言，不可能改
由于教育、训练 能够适
变用途；
应处理多方面困难。
容易做合理化的处理。
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表9－1 人与机的不同特点(e)
人机工程学
成本 其他
购置费和运行维 修费；
机器一旦不能使 用时，失去的仅仅是 这台机器的价值。
“人的可靠性”和“机的可靠性”作为高起专 学生了解的内容不做要求。
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第一节 人机系统的设计
人机工程学
人机系统设计是在环境因素适应的条件下，重 点解决系统中人的效能、安全、身心健康及人机匹 配优化的问题。
人机系统设计是多学科联合设计的一部分，这 也是由人机系统的设计性质所决定的。因此，只有 采用系统科学的方法，才能综合各学科的观点，实 现设计的优化。系统科学的设计方法可概括为：
络 极其有限。
和人之间的联络容易； 人与人之间关系的管理很重要。
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表9－1 人与机的不同特点(d)
人机工程学
效率
柔软性、 适应能力
若具备复杂功能，则重量增加
相当于一台轻小型的机
并要有大的功率；
器，功率在100W 以下；
应按照适用的目的设计必要机
必须饮食；
能，避免浪费；
必须进行教育和训练；
表9－1 人与机的不同特点(b)
人机工程学
信息处理
耐久性、 维修性、 持续性
按照预先安排的程序，对于
认识、思维和判断；
精度、正确的操作数据处理而言， 具有发现、归纳特征的本领，
人不如机器；
特性的认识、联想和发明创造等
记忆准确，经久不忘；
高级思维活动；
记忆不太多的时候，取出速 度快。
丰富的记忆、高度的经验。
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表9－1 人与机的不同特点(a)
人机工程学
表9－1 人与机的不同特点
检测 操作
机器
人
物理量的检测范围广泛而准确； 感觉器官：
能够检测到人所不能检测的电
具有同认识直接联系的高度检测
磁波。
能力。
没有固定的标准值，易产生飘移。
具有味觉、嗅觉和触觉 。
速度、精度、力与功率的大小、操作器官：
在一定的环境条件下，人机系统包括人和机两 个基本组成部分，它们互相联系构成一个整体。图9 －1为人机系统的模型。该图表明，人机之间存在着 信息环路，人机互相联系。这个系统能否正常工作， 取决于信息传递过程能否持续有效地进行。
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图9－1 人机系统模型
人机工程学
在人机系统中，人 起着主导作用。这主 要反映在人的决策功 能上，因为人的决策 错误是导致事故发生 的主要原因之一。
有必要适当地维修；
对于连续的、单调的操作作 业也能持久。
必须适当地休息、休养、保 健和娱乐，难以长时间地维持一 定的紧张程度，不宜于做缺乏刺 激及无用的单调作业。
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表9－1 人与机的不同特点(c)
人机工程学
可
与成本有关。按照适当的
在突然紧急状态下 完全不能应付的可
靠 设计而制造的机器 完成预先 能性大。
人机工程学
人机系统作为一个完整的概念，表达了人机系 统设计的对象和范围，从而建立解决劳动主体和劳 动工具之间矛盾的理论和方法。系统中的人是主要 研究对象，但又并非孤立地研究人，它同时研究系 统的其他组成部分，并根据人的特性和能力来设计 和改造系统。
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1.1 人机系统的组成
人机工程学
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1.3 人与机的不同特点
人机工程学
3．人与机的不同特点 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。 人与机器的不同特点见表9－1。
性 规定作业的可靠性高，但对于
作业因意欲、责任心、体质或精神上的
预想之外的情况则完全无能为 健康情况等心理或生理条件而变化；
力；
易于出现意外的差错；
特性一定、完全没有变化。 不仅在个性上有差别，而且在经验上也
不相同，并且能影响他人；
若时间富裕、精力充沛，则处理预想之 外的事情也就多。
联
和人之间的联络及其方法
操作范围和耐久性比人远为优越；
特别是手具有非常多的自由度，
对液体的、气体的、粉状体的 并且各自由度能够极其巧妙地协调控
处理技巧比人优越，但是对于柔软 制，可做多种运动。
物体的处理不及人。
来自视觉、听觉、变位和重量的
感觉等高级信息，被完美地反射到操
作器官的控制，从而进行高级的运动 。
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除了工资之外，必须考虑福利卫生和家 属等；
意外时可能失去生命。
人具有独特的欲望，希望被人重视；
必须生活在社会之中，不然，由于孤独 感、疏远感就会影响工作能力；
人机工程学
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安全工程系
第九章 安全人机系 统及其设计
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人机工程学
第九章 安全人机系统及其设计
人机系统的设计 人机系统的可靠性 人机系统检查与评价
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本章重难点分析
人机工程学
Baidu Nhomakorabea
本章重点在于了解把握人机系统的概念与人机 系统的设计程序；重点掌握人机系统的设计中功能 分配的一般原则，熟悉作业分析；人机系统的可靠 性。把握人机系统中“人的可靠性”和“机的可靠 性”；掌握机器的故障率与时间的关系；掌握如何 对机器进行可靠性分析和提高机器可靠性的方法。 了解人机系统检查表以及人机系统评价的几个方面。