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：