第十三章 人机系统设计
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● 若干条目的“要求”:具体地说明了系统的目标, 如:“怎样设计一种将城市人从某地运至某地的运送系统”。 ●“限制因素”。说明实现目标时所必须受到的条件限制。
“系统作业要求”是另一个需要定义的重要概念,从内容角度包括三方面:
1、系统做什么? 2、做的标准是什么? 3、如何进行测量? 从人因角度,应从以下几方面调研: 1、系统未来的使用者;(特征、心理、生理、组织。) 2、目标的同类系统使用和操作; 3、使用者的作业需求;(满意度、标准、时间限制等) 4、确保系统目标体现使用者的需求。
1、功能分配
功能是关于系统的工作的描述,功能分配是指把已定义的系统功能,按照一定的 分配原则,“分配”给人、硬件或软件。“分配”给人实现的系统功能要考虑:
★ 人是否有“能力”实现该功能, ★ 预测人是否乐意长时间从事这一功能。
功能分配的一般原则:
1)、比较分配原则 比较分配是指,关于人与机的特性比较,并据此进行“客观、逻辑”的功能 分配。适合人做的就分配给人;适合机器做的就分配给机器。 2)、剩余分配原则 剩余分配是指把尽可能多的功能分配给机,剩余的功能分配给人。 3)、经济分配原则 经济分配原则以经济效益为根本依据,一项功能分配给人还是机完全视经济与 否而定。这里的经济概念是设计、制造、使用的总费用,特别强调使用的效率。
1.成功执行的持续时间; 2.直到故障的时间; 3.介于两个故障间的时间。
5.2 人机系统总体设计的原则
通过如下的设计:
工作空间和工作设备的设计 工作环境设计 工作过程设计
达到如下要求:
完成预定目标 人机协调 输入和输出功能需复合设计能力 考虑环境因素的影响 是一个完善的反馈闭环回路系统
5.3 人机系统总体设计程序
定义
Stage 1:
界定系统目标与 作业要求 Stage 3: 基础设计 Stage 2: 系统定义 Stage 5: 辅助设备设计
执行
Stage 4: 界面设计
测试 & 评价
Stage 6: 测试& 评价
Leabharlann Baidu
5.4 人机系统总体设计程序
一、定义系统目标和作业要求
“系统目标”一般要用比较抽象、概括的文字叙述。包括两方面内 容:
提出作业品质的要求。例如精度、速度、技能、培训等。
3.作业分析
2)每一层次的子功能的输入和输出的确定。
1)子功能的分解与再分解,作业分析的功能分解过程直至“作业单元”的水平为止;
4.作业序
一组作业单元又可再组合为一个作业序。一个作业序是分配给一类特定使用者 的一组相互关联的作用业单元。通常一个给定的作业序可以由一个以上的使用 者或操作者完成。
3.作业分析
作业分析是指对已分配人的功能进行的分析,目的是使作业与作业 者之间建立协调一致的关系。 每一项作业都必须事先有计划,作业者必须得到明确的书面指导。这 种指导文件必须说明,作业者要做什么,怎样做,什么时间完成。 作业分析包括四个主要部分: 1)确定系统作业结构 2)确定作业 3)编制作业流程图 4)建作业序。
二、系统定义
系统定义阶段是“实质性”设计工程的开始,其中最主要的工作是选择设计方案 :
⑴ 由设计者和决策人共同研究; ⑵ 应从更大范围、更高层次上发挥作用的角度考虑; ⑶ 选择哪个方案的决策必须由更高一级的决策层和设计者作出。 系统定义是对系统的输入、输出和其功能的同时进行定义。 输 入 功 能 输 出 功能分析包括描述、确定、和分解系统功能 的过程。 这里应避免“功能分配”。 只定义功能是什么,不定义怎样实现功能。
5.1 系统的基本概念
5.1.1 系统
一、系统的概念
系统是由一群构件组合而成,每个构件都是系统的一部分,它们都为 达成某些共同的目标发挥其功能。
二、系统的功能
1.感测或信息接受 2.信息存储 3.信息处理和决策 4.行动功能:实体控制和沟通
5.1.2 人机系统
一、定义
人机系统是指人与机器间互动的行为,这种行为可以一个封闭的回路表示。
图5-1:人机系统及界面
人机系统交互关系示意图
二、人机系统的分类
人机系统据人与机器扮演的角色不同分为以下三类: 人力系统(manual system):人员以体力来完成工作、 机器以简单的非动力工具(如铁锤、钳子)为主。
机器系统(mechanical system):机器提供动力来完 成工作,人员则负责机器操作、控制及监控。 自动系统(automated system):机器提供动力且会自 动控制,人员则设定机器、资料输入、监视、保养与维修 机器。
系统定义阶段必须同时进一步定义“使用者”: 1、使用者的群体特征(如人数、职业类型等); 2、使用者的个体特征(如感觉、认知、反应能力等)。
三、初步设计
应始终注意系统人因的要求与各个硬件及设计决策的协调一致性。 人机系统初步设计围绕系统设计的功能分配、作业分析以及作业要求进行:
1. 功能分配 2.作业要求
三、自动系统中的人因
人在自动系统中的角色分为三种:
1.程序设定工作(setting up process)即设定机器运作程序,输入 信息控制机器运作、测试和调整。 2.操作与监察工作(operating and monitoring)即监视机器的运作 3.维护工作(maintenance):保養、修理。
4)、宜人分配原则 宜人分配是适应现代人观念的一种分配方法。现代人要求一项工作要更多的地 体现个人的价值和能力。功能分配要有意识地多发挥人的智力和技能,同时注 意补偿能力限度。 5)、弹性分析原则 它的基本思想是由人(使用者、操作者)自己选择参与系统行为的程度,这 种分配方法一般只适用于计算机控制系统。 功能流程图: 将系统的各个功能,按其输入和输出联系起来,用框图表示,就获得描述 系统的功能流程图。
问题:1. 自动系统减少了人们联系心理运动技能的机会 2. 缺少足够的回馈 3. 小小的失误可能造成严重的后果。
四、失误与可靠性
1、失误(error)一般分为: 有意的(intentional) 无意的(unintentional) 2、可靠性 (reliability): 系统或任一构件(包括人员)在执行时能正常无误运行的可信赖 程度。 可靠性的可用「平均故障时间」(mean time to failure,简称 MTF),适用于连续运作的系统,采用以下三种方法度量:
“系统作业要求”是另一个需要定义的重要概念,从内容角度包括三方面:
1、系统做什么? 2、做的标准是什么? 3、如何进行测量? 从人因角度,应从以下几方面调研: 1、系统未来的使用者;(特征、心理、生理、组织。) 2、目标的同类系统使用和操作; 3、使用者的作业需求;(满意度、标准、时间限制等) 4、确保系统目标体现使用者的需求。
1、功能分配
功能是关于系统的工作的描述,功能分配是指把已定义的系统功能,按照一定的 分配原则,“分配”给人、硬件或软件。“分配”给人实现的系统功能要考虑:
★ 人是否有“能力”实现该功能, ★ 预测人是否乐意长时间从事这一功能。
功能分配的一般原则:
1)、比较分配原则 比较分配是指,关于人与机的特性比较,并据此进行“客观、逻辑”的功能 分配。适合人做的就分配给人;适合机器做的就分配给机器。 2)、剩余分配原则 剩余分配是指把尽可能多的功能分配给机,剩余的功能分配给人。 3)、经济分配原则 经济分配原则以经济效益为根本依据,一项功能分配给人还是机完全视经济与 否而定。这里的经济概念是设计、制造、使用的总费用,特别强调使用的效率。
1.成功执行的持续时间; 2.直到故障的时间; 3.介于两个故障间的时间。
5.2 人机系统总体设计的原则
通过如下的设计:
工作空间和工作设备的设计 工作环境设计 工作过程设计
达到如下要求:
完成预定目标 人机协调 输入和输出功能需复合设计能力 考虑环境因素的影响 是一个完善的反馈闭环回路系统
5.3 人机系统总体设计程序
定义
Stage 1:
界定系统目标与 作业要求 Stage 3: 基础设计 Stage 2: 系统定义 Stage 5: 辅助设备设计
执行
Stage 4: 界面设计
测试 & 评价
Stage 6: 测试& 评价
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5.4 人机系统总体设计程序
一、定义系统目标和作业要求
“系统目标”一般要用比较抽象、概括的文字叙述。包括两方面内 容:
提出作业品质的要求。例如精度、速度、技能、培训等。
3.作业分析
2)每一层次的子功能的输入和输出的确定。
1)子功能的分解与再分解,作业分析的功能分解过程直至“作业单元”的水平为止;
4.作业序
一组作业单元又可再组合为一个作业序。一个作业序是分配给一类特定使用者 的一组相互关联的作用业单元。通常一个给定的作业序可以由一个以上的使用 者或操作者完成。
3.作业分析
作业分析是指对已分配人的功能进行的分析,目的是使作业与作业 者之间建立协调一致的关系。 每一项作业都必须事先有计划,作业者必须得到明确的书面指导。这 种指导文件必须说明,作业者要做什么,怎样做,什么时间完成。 作业分析包括四个主要部分: 1)确定系统作业结构 2)确定作业 3)编制作业流程图 4)建作业序。
二、系统定义
系统定义阶段是“实质性”设计工程的开始,其中最主要的工作是选择设计方案 :
⑴ 由设计者和决策人共同研究; ⑵ 应从更大范围、更高层次上发挥作用的角度考虑; ⑶ 选择哪个方案的决策必须由更高一级的决策层和设计者作出。 系统定义是对系统的输入、输出和其功能的同时进行定义。 输 入 功 能 输 出 功能分析包括描述、确定、和分解系统功能 的过程。 这里应避免“功能分配”。 只定义功能是什么,不定义怎样实现功能。
5.1 系统的基本概念
5.1.1 系统
一、系统的概念
系统是由一群构件组合而成,每个构件都是系统的一部分,它们都为 达成某些共同的目标发挥其功能。
二、系统的功能
1.感测或信息接受 2.信息存储 3.信息处理和决策 4.行动功能:实体控制和沟通
5.1.2 人机系统
一、定义
人机系统是指人与机器间互动的行为,这种行为可以一个封闭的回路表示。
图5-1:人机系统及界面
人机系统交互关系示意图
二、人机系统的分类
人机系统据人与机器扮演的角色不同分为以下三类: 人力系统(manual system):人员以体力来完成工作、 机器以简单的非动力工具(如铁锤、钳子)为主。
机器系统(mechanical system):机器提供动力来完 成工作,人员则负责机器操作、控制及监控。 自动系统(automated system):机器提供动力且会自 动控制,人员则设定机器、资料输入、监视、保养与维修 机器。
系统定义阶段必须同时进一步定义“使用者”: 1、使用者的群体特征(如人数、职业类型等); 2、使用者的个体特征(如感觉、认知、反应能力等)。
三、初步设计
应始终注意系统人因的要求与各个硬件及设计决策的协调一致性。 人机系统初步设计围绕系统设计的功能分配、作业分析以及作业要求进行:
1. 功能分配 2.作业要求
三、自动系统中的人因
人在自动系统中的角色分为三种:
1.程序设定工作(setting up process)即设定机器运作程序,输入 信息控制机器运作、测试和调整。 2.操作与监察工作(operating and monitoring)即监视机器的运作 3.维护工作(maintenance):保養、修理。
4)、宜人分配原则 宜人分配是适应现代人观念的一种分配方法。现代人要求一项工作要更多的地 体现个人的价值和能力。功能分配要有意识地多发挥人的智力和技能,同时注 意补偿能力限度。 5)、弹性分析原则 它的基本思想是由人(使用者、操作者)自己选择参与系统行为的程度,这 种分配方法一般只适用于计算机控制系统。 功能流程图: 将系统的各个功能,按其输入和输出联系起来,用框图表示,就获得描述 系统的功能流程图。
问题:1. 自动系统减少了人们联系心理运动技能的机会 2. 缺少足够的回馈 3. 小小的失误可能造成严重的后果。
四、失误与可靠性
1、失误(error)一般分为: 有意的(intentional) 无意的(unintentional) 2、可靠性 (reliability): 系统或任一构件(包括人员)在执行时能正常无误运行的可信赖 程度。 可靠性的可用「平均故障时间」(mean time to failure,简称 MTF),适用于连续运作的系统,采用以下三种方法度量: