人机系统设计与评价

13
首都经济贸易大学
14
第二节 人机系统设计
一、概述 1、人机系统设计思想的发展 让人适应机器 让机器适应人 人与机器相互适应
在机器和人中间进行合理的功能分配，从 而达到系统的最佳匹配。
首都经济贸易大学
15
2、人机系统设计在工程设计中的地位 工程设计，大都可分为六个设计阶段：
(1)原理设计，主要解决功能问题； (2)初步设计，具有总体设计的性质；
首都经济贸易大学
32
显示器与人的信息感觉通道特性的匹配 控制器与人体运动反应特性的匹配； 显示器与控制器之间的匹配； 环境条件与人的有关特性的匹配； 人、机、环境要素与作业之间的匹配
首都经济贸易大学
33
第三节 人机系统评价
首都经济贸易大学
34
一、评价的概念
指按照明确目标测定对象的属性，并把该属性 变成主观效用的行为，也即明确价值的过程。 对人因工程设计进行评价，就是查明设计方 案对于预定目标的“价值”及“效用”。 评价不能以单个因素作为目标来进行，必须 考虑多个因素即多个目标。
1.含义
指在人机系统中，为了充分发挥人与 机器各自的特长，互补所短，恰当地分配人 机任务，以达到人机系统整体的最佳效能与 总体功能。
首都经济贸易大学
27
人机功能分配应考虑的问题 人进行规定操作所需的训练时间和精力限度； 人的个体差异的统计； 人与机器的性能、负荷能力、潜力及局限性； 对异常情况的适应性和反应能力的人机对比；
应适应评价同一级的各种系统。 （3）综合性
首都经济贸易大学
38
三、评价目标体系的建立
（1）技术评价目标 （2）经济评价目标 （3）社会评价目标
评价目标体系如图所示：
首都经济贸易大学
39
ຫໍສະໝຸດ Baidu目标
整体性 技术性 宜人性 安全性
协调性、完整性
先进性、工艺性、 效率、维修性
美观、舒适 可靠性、稳定性
动
化
系
统
首都经济贸易大学
9
人 机 串
人 机 系
联
统
按
的 类
人 机
人 机
型 之
结
并
二
合
联
方
式
串
、
并
混
合
首都经济贸易大学
10
人
机
系
开
统
环
的
按
类
有
型
无 反
之 三
馈
控
制
闭
环
首都经济贸易大学
11
人 机 系 统 的 目 标
首都经济贸易大学
12
人-机系统的功能 1、信息接受 2、信息加工 3、信息贮存 4、执行功能 5、信号反馈 6、输入与输出
感受刺激—大脑信息加工—做出反应
机器的子系统可概括为 CMD
控制装置—机器运转—显示装置
首都经济贸易大学
7
三、人机系统的类型
1.按系统自动化程度分类 2.按人机结合方式分类 3.按有无反馈控制分类
首都经济贸易大学
8
人 工 操 作
人 机 系
系
统
按
统
的
系 统 自
半 自 动
动
系
类 型 之
一
化
统
程
度
自
• 由“机器”承担的工作：
枯燥、单调、笨重的作业 危险性较大的作业，如放射、有毒作业 粉尘作业 喷漆、涂料、电镀、焊接等作业 自动校正、自动检测 高阶运算 快速操作 高精度的、程序固定的作业
首都经济贸易大学
31
人机应达到最佳匹配，使系统整体效能最优 人监控机器 机器监督人，以防止人产生失误时导 致整个系统发生故障。
人 功能要求
因 工
人力资源分析
程 人员选择
专
家 人员训练
优
确定系统目标 人机功能分析 人机功能分配
机器设计
人机界面设计 作业辅助设计
系统分析评价
性能要求 工
结构设计 程
设
总体设计
计
施工设计 师
劣 试制评价
正式投产
首都经济贸易大学
20
（一）人-机系统的目标 确定它作为一个整体所体现的目标。 系统应该具备什么功能。
首都经济贸易大学
21
（二）人与机器的功能分析
人在操作活动中的基本功能示意图
首都经济贸易大学
22
1.人优于机器的功能 某些感官的感受能力比机器优越 能运用多种通道接受信息 具有高度的灵活性和可塑性，能随机应变，
采用灵活的程序。
首都经济贸易大学
23
能长期大量储存信息并能进行分析和判断。 具有总结经验，除旧创新，改进工作的能力。 能进行归纳推理。 有感情、意识和个性，具有能动性。
首都经济贸易大学
24
2．机器优于人的功能 能平稳地运用巨大动力 信息传递、加工的速度快 精度高，误差可随机器精度提高而减小 做重复性工作，不存在疲劳和单调问题
首都经济贸易大学
25
能同时完成多种操作，且可以保持较高 的效率和准确度
能在恶劣的环境条件下工作
首都经济贸易大学
26
（三）人与机器的功能分配
人
机器的操作者或使用者
机器
人操作（使用）的机器、 设备、工具的总称
首都经济贸易大学
4
例如： 人使用计算机 人驾驶汽车 人操纵机床 人控制自动化生产
首都经济贸易大学
5
二、人机系统基本模式
由下列子系统 组成 ： 人的子系统 机器的子系统 人机界面
首都经济贸易大学
6
人的子系统可概括为 SOR
首都经济贸易大学
16
(3)人机系统的设计，解决人机关系的问题； (4)结构设计，解决结构形状、尺寸和工艺问
题； (5)造型设计，主要是整体外观造型的美观设
计问题； (6)完成阶段，包括施工图设计和试制问题。
首都经济贸易大学
17
首都经济贸易大学
18
二、人机系统设计程序
首都经济贸易大学
19
人员开发
首都经济贸易大学
35
评价分为： 对现有的工业产品的人机系统进行评价 对人机系统规划和设计阶段的评价
方法：定性评价、定量评价
首都经济贸易大学
36
二、评价目的与原则
（一）评价目的 根据评价结果，对系统进行调整，发
扬优点，改善不足，以达到系统的最优化。
首都经济贸易大学
37
（二）评价原则
（1）评价方法的客观性 （2）通用性
首都经济贸易大学
28
机器代替人的效果和成本。 设备原值*（折旧率+大修费率+银行利率） +能耗费+维修保养费 < 人工工资+工资附加费+社会保险费
首都经济贸易大学
29
2、功能分配的内容
由“人”承担的工作 程序设计 意外事件处理 变化频繁的作业 “机”的维修 研究、决策、设计
首都经济贸易大学
30
章人机系统设计与评价
1 1
人机系统概述 人机系统设计 人机系统评价 人机系统分析评价方法
2
第一节 人机系统概述
一、含义 系统 由相互作用、相互依存的要素（部分）组
成的、具有特定功能的有机整体。
3
人机系统---由相互作用、相互依存的人和机 器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一 个整体系统。