人机功能分配

灵活性
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
表4—1 人与机的优缺点比较（续）
项 目
机
器
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
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。 • 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。
• 指令和程序的安排，图形的辨认或多种信息 输入时，机器系统的监控、维修、设计、创 造、故障处理及应付突然事件等工作，由人 承担
3、人机功能匹配对人机系统的影响
在设备（机器）的设计中，必须考虑人机之间的匹配 关系，如果不考虑人与机器的适应，那么人既不能舒 适也不会高效工作，如上图所示就说明了这个问题。
表4—1
人与机的优缺点比较（续）
项 目
机
器
人 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
功率输 出
恒定 —— 不论大的，固定的 或标准的
综合能 力
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
具有某些超人的感觉，如有 感觉电离辐射的能力 输 入 灵敏度
智 力
无 （智能机例外）
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
操作处 理能力
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
擅长于归纳，容易改变其推理程序
计 算
慢且易产生误差，但善于修正误差 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 容易疲劳，不能长时间连续工作，且受 性别、年龄和健康状态等影响，不适应 单调作业
可靠性
连续性
第三节 人机功能分配
1. 人的主要功能
2. 机的主要功能
3. 人机特性比较
4. 人机功能分配
一、人的主要功能
图4－7 人在操作活动中的基本功能示意图
一、人的主要功能
人在人机系统中主要有三种功能： （一）人的第一种功能——传感器 （二）人的第二种功能一一信息处理器 （三）人的第三种功能——操纵器
二、机的主要功能
表4—1
人与机的优缺点比较
项 目 速 度 逻辑 推理 占优势
机
器 时间延时为1s
人
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 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 能长期连续工作，适应单调专业 ，需要适当维护
• （一）接受信息 • 如电子、光学或机械的传感装置来完成。 • （二）储存信息 • 一般要靠磁盘、磁带、磁鼓、打孔卡、凸轮、模 板等储存系统来储存信息。 • （三）处理信息 • （四）执行功能 • 一是机器本身产生控制作用，如车床自动加深或 减少铣削深度，二是借助于声、光等信号把指令 从这个环节输送到另一个环节。
表4—2 采用人机时有利点
采用机器时的有利点 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 采用人时的有利点 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、对发生频率非常低时的事态需要 进行判断时
3、大量的数据处理
记 忆
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。 • 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。
4、人机分工不合理的表现
• 可以由人很好执行的功能分配给机器而把设 备能更有效地执行的功能分配给人 • 让人承担超过其能力所能承担的负荷或速度 • 不能根据人执行功能的特点而找出人机之间 最适宜的相互联系的途径与手段
5、人机功能分配应注意问题
• (1) 信息由机器的显示器传递到人，选择适宜的信息通道 ，避免信息通道过载而失误，以及显示器的设计应符合 安全人机工程的原则。 • (2) 信息从人的运动器官传递给机器，应考虑人的权限能 力和操作范围，控制器设计要安全、可靠、灵敏。 • (3) 充分适用人和机的各自优势。 • (4) 使人机结合面的信息通道数和传递频率不超过人的能 力，以及机适合大多数人的应用。 • (5) 一定要考虑到机器发生故障的可能性，以及简单排 除故障的方法和使用的工具。 • (6) 要考虑到小概率事件的处理，有些偶发性事件可能对 系统无明显影响，但有的事件一旦发生就会造成功能的 破坏，对这种事件就要事先安排监督和控制方法。
2、人机功能分配的一般原则
• 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。 • 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。
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 8、必须长时间地施加控制力时
5、解决问题需要归纳、判断时
6、预测不测事件的发生时
2.人机功能分配的一般原则
• 笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调 的、高阶运算的、支付大功率的、操作复杂 的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不 能识别的物理信号的作业，分配给机器承担