人机系统设计与评价

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人机工程学原理及应用
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3、人员开发（设计）
包括作业描述和作业规范，为人机系统 的运行提供合适的操作人员。 • 通过作业描述可提出功能要求、考察功 能分配是否合理； • 编制作业规范的目的是进行人力资源分 析，决定该系统的某项功能需要多少操作人 员及应达到的技能标准、如何通过选拔、教 育、培训，使人适应机的特性。
能力； • 人机系统设计要考虑环境因素的影响； • 系统具有完善的反馈闭环回路。
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3、人机系统设计的总目标
根据人的特性设计出符合人操作的机 器，最适合手动的工具、最方便使用的控 制器、最醒目的显示器、最舒适的工作姿 势和操作程序、最有效经济的作业方法和 预定标准时间、最舒适的工作环境，使整 个人机系统保持安全可靠、效益最佳。
人机系统设计与评价
§1 人机系统的设计
一、人机系统设计的基本思想和 要求
• 1. 系统设计思想：
将系统的性能、可靠性、费用、时间和 适应性作为设计所追求的目标，从功能分析 入手，合理地将系统各项功能分配给人和机 器，从而达到系统的最佳匹配。
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2、设计要求
• 能达到预定目标，完成预定任务； • 人、机能充分发挥各自的作用并协调地工作； • 人机系统接受输入和输出的功能必须符合设计
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2、人机功能分配（划定人机界限）
功能分配：为了使系统达到最佳配备，在研 究分析人和机器特性的基础上，充分发挥人和机 器的潜能，合理的将系统各项功能分配给人和机 器的过程。
人、机的主要功能：
感觉功能（传感器） 信息处理功能（信息处理器） 操纵功能（操纵器）
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接受信息 储存信息 处理信息 执行功能
工程设计中忽视人和人的效能问题，其设计的目标是
使系统的每个成分都为实现系统目标而能够协调一致
地发挥各自的功能。 2021/2/17
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三、人机系统设计的一般程序
人机系统目标的建立 功能分析
功能分配
人员开发
人机界面设计
机的设计
工作描述
作业规范
系统综合、评价
试制评价
正式投产
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人与机器的特性比较
项目 速度 逻辑推 理 计算 可靠性 连续性 灵活性
检测
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机 占优 擅长演绎
人 延时1s 擅长归纳
快，精确；不会修正 慢，易错，善于修正
较高；变化
高；变化；应变强
长期
易疲劳
取决于设计
高
物理量的检测范围广而 具有同认识直接联系的高度
准；能检测到人不能检 检测能力；没有固定的标准
来自百度文库
经济分配原则 以经济效益为原则，合理恰当地进行人机功 能分配。
宜人分配原则 系统的功能分配要适合于人的生理和心理的多 种需求，有意识地发挥人的技能。
弹性分配原则 即系统的某些功能可以同时分配给人或机器，
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人可以自人由机工选程择学原参理及与应用系统行为的程度。 10
适宜人承担的工作
•由于各种干扰需要判断 信息时
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1、人机系统的目标建立与功能分析
1.目标建立： 确定包含人在内的全系统同应具有的目
标，并详细填写系统目标说明书。
2.功能分析：
确定目标后，对系统目标进行技术上的 可行性、制造成本和用户要求等进行比较， 确定实现目标的手段，也就是确定应给予系 统的功能。
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（2）系统定义阶段，包括定义功能要求，定义操作（作业）要求
（3）初步设计阶段，包括功能分配、作业流程设计和作业反馈机制设计。
（4）人机界面设计阶段，包括显示装置设计、控制装置设计和作业空间设计。
（5）作业辅助设计阶段，包括制定使用者素质要求、设计操作手册、设计作业辅助 手段和设计培训方案。
（6）系统评价阶段，包括制定评价标准、实施评价和做评价结论。
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4、系统评价
•
系统设计是
设计
评价 不断循环发展的过程
• 评价方法：
定 性 分 析 法
人失误分析法
功能分析法
操作顺序图法 时间线图法
定 量 分
人机可靠性分析法 环境指数评价法
连接分析法 功能流程
析 人机系统信息传递法 法 人机安全性分析法
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安全、高效、舒适、健康、经济
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二、人机系统设计的概念
人机系统设计是按照系统论的方法而进行的一种总 体设计，亦即将整个人机系统划分为一系列具有明确 定义的设计阶段，而每个阶段的设计活动和任务必须 是明确的。
“总体”的意义是强调人机系统的各个成分，如人
、硬件、软件，都要给予全面考虑，以克服长期以来
购置、运转人、机保工程养学原费理及应用
人 受某些因素影响
自由度大，灵巧 大小与时间有关 擅长原则、策略的记 忆 有限
工资、福利、照顾、 9
保险等，生命
人机功能分配原则：
比较分配原则 通过人与机器的特性比较，进行客观的和符 合逻辑的分配。
剩余分配原则 在功能分配时，首先考虑机器所能承担的 系统功能，然后将剩余部分功能分配给人。
•要求判断变化的图形时
•要求判断各种各样的输 入
•对发生频率非常低的事 态进行判断
•解决问题需要归纳、判 断
•预测不测事件的发生时
适宜机器承担的工作
•重复性操作、计算；大 量资料储存
•迅速施加大力或长时间 施力或须严格控制施力 大小
•大量数据处理
•根据某特定范围多次重 复作出判断
•对人有危险或容易误操 作
测的电磁波
值，易产生飘移；具有味觉、
嗅觉和触觉
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接下表
续上表
项目 输入灵敏度
智力 操作处理能 力 功率输出 记忆
视觉
成本2021/2/17
机 某些感觉超人（如电离辐 射） 无 操作力、速度、范围等及 处理固、液、气方面强 恒定，可极大、极小
适于文字再现、长期储存
能感受和利用红外线等电 磁波
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四、人机系统设计步骤
人机系统设计的每一阶段都是由互相联系的一系列设计活动组成，而 各个阶段之间具有时间上的顺序性，即只有上一阶段的设计活动完成后， 才能进行下一阶段的设计活动。这就构成了人机系统的设计程序，通常可 分为以下几个阶段。
（1）定义系统目标和参数阶段，包括确定使用者的需求，确定使用者的特性，确定 群体的组织特性，确定作业方式，确定作业效能的测量参数及测试方法。