第二章人机环境系统
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第二章 人机环境系统
2.1 人机系统含义 2.2 人机与环境因素
不良设计3
开关 橡皮 盖子
开关
橡皮
活动铅笔设计
不良设计4 案板设计
案板
抽屉
2.1 人机系统含义
2.1.1 人机系统定义 2.1.2 人机系统功能 2.1.3 人机系统类型 2.1.4 人机系统模型
2.1.1 人机系统定义
1. 什么是人机系统 人——指操作者或使用者；机——泛指人 操作或使用的物，可以是机器。也可以是 用具、工具或设施、设备等；环境——是 指人、机所处的周围环境，如作业场所和 空间、物理化学环境和社会环境等；人— 机—环境系统——是指由共处于同一时间 和空间的人与其所使用的机以及它们所处 的周围环境所构成的系统，简称人—机系 统。
人
机
（3）人机串并联模式系统：
通过控制台和指示器的双重作用，使人与机器 发生联系，兼有串联和并联模式的优点。
人
机
机
4. 单元组合类型人机系统
有多个人机组成单元构成，各单元符合人机系 统特点，整体也符合人机系统特点。
输入 人机系统 人机系统 人机系统 输出
2.1.4 人机系统模型
1. 图示模型
（1）静态模型：带箭头的线框图 （2）动态模型：描述系统的动态特性
信息接受 信息接受 行动
信息反馈 （闭环系统）
输出
（2） 半自动化系统： 人：控制者、操作者；机器：动力源wk.baidu.com
输入
人（控制者）
信息储存 信息接受 信息接受
过程 行动 控制
过程
信息反馈 （闭环系统）
输出
（3）自动化系统： 人：监督、处理紧急情况
输入
机（动力＋控制者）
信息储存 信息接受 信息接受
过程 行动 控制
输入
接受信息
信息储存 信息处理 信息反馈
执行功能 输出
2.1.3 人机系统类型
1. 闭环人机系统和开环人机系统 闭环：有反馈 开环：无反馈
输入 指示器
控制器
机器或过程
测量手段 （回路）
输出
输入
控制器
机器或过程
输出
2. 人工与自动化人机系统
（1） 人工操作系统： 人始终参与，效率决定于人
输入
人（动力＋控制者） 信息储存
1.（3）生物环境因素
对人体健康有影响的生物环境。 冷、热、病……等。
1.（4）生理环境因素
对人的生理特征（心率、出汗、血流量、温度变 化）产生影响的环境因素。
如：作息制度、工作班次安排、夜班频繁程度、 工作分配与协作情况等。
1.（5）社会、心理环境因素
社会环境因素：管理体制、激励方式、人际关 系等
过程
人（监督者）
信息储存 信息接受 信息接受 行动
输出
信息反馈 （闭环系统）
3. 人机不同结合方式人机系统
（1）人机串联模式系统： 人直接与机器发生，联系人是控制主体， 有利于人的特性发挥，但须合理分配人机 功能
人
机
（2）人机并联模式系统：
人通过控制台或指示器与机器发生联系，人是 系统的监督和控制者，在紧急情况下，要采取 准确、迅速的判断和操作。
绿叶底下防虫害，平静之中防隐患。2 0.9.232 0.9.23 Wednes day , September 23, 2020
脆弱的生命需要安全的呵护。13:18:46 13:18:4 613:18 9/23/20 20 1:18:46 PM
安全来于警惕，事故出于麻痹。20.9.2 313:18:4613:1 8Sep-2 023-Sep -20
心理环境因素：色彩、音乐、语言、符号等。
对人的心理产生最经常最直接影响的因素是色彩。 如：红：警戒色，人长期在这环境中易疲劳
1.色彩的心理效应
A. 色彩的感情作用 冷暖、兴奋沉静、活泼忧郁、胀缩、轻 重、软硬、进退、华丽质朴
色彩感觉
冷 暖 进 退 胀 缩 软 硬 华丽 质朴 轻 重
色相
青、青绿 红、橙、黄
2. 数学模型 由人的动态特性模型和机的动态特性模型两部分组成
（1）传递函数模型：建立在机器动态特性的传递函数基础 上，对人的动态特性建立传递函数的简单模型。（最成熟）
（2）模糊控制模型：近年来发展最快的数学建模方法
2.2 人机与环境因素的关系
作业环境根据对人的影响分为4种类型：
1. 最舒适的作业环境 2. 舒适的作业环境 3. 不舒适的作业环境 4. 不能忍受的作业环境 5. 当舒适的作业环境很难达到时，作业环境应
以不
6. 危害人的健康、不使操作者受到伤害为前提
1. 人机的环境因素
1. 人机的环境因素大体上可分为5类： 2. （1）物化环境因素； 3. （2）物理环境因素； 4. （3）生物环境因素； 5. （4）生理环境因素； 6. （5）社会、心理环境因素。
1. （1）物化环境因素
指作业场地周围的有害的空气污染物质。 粉尘：金属、矿石、煤、木材等加工中产生 有毒性气体：CO的浓度不能超过0.12％ 蒸汽：固体或液体气化而成 熏烟：气体或蒸气凝聚而成的微粒、固体颗
粒和气体
雾滴：悬浮于空气中的微小液滴：电镀中含
有铬酸烟雾
1.（2）物理环境因素
一般是异常气象条件（温度、湿度、气流）、 异常气压（高气压、低气压）、噪声（超声、 音频、次声）、振动、非电离辐射（高频电 磁场、微波、紫外线、红外线、激光）、电 离辐射（X射线、α射线、β射线、 γ射线）、 照明、起重、失重等。
红、紫红、绿 黄、橙、青紫
明度
高 低 高 低 高 低
高 低
纯度
高 低
中 高、低
高 低 低 高
1.色彩的心理效应
B. 色彩的象征意义
色彩
红 橙 黄 绿 蓝 紫 黑 白 灰
象征意义
服装运用范例
喜气、热情、兴奋、恐怖
女装、搭配用色
火热、跃动、温暖
标志服、安全服、搭配用色
光明、快乐、超脱
标志服、搭配用、宗教服
青春、和平、安全、新鲜 女性套装、女裙装、童装
宁静、理智、寂寞
制服、男女套装、广泛
优雅、高贵、忧郁、神秘
晚礼服、中年女装
庄重、严肃、悲哀
套装、礼服、广泛
洁净、神圣、安静、雅逸
内衣、夏装、广泛、医用服 装
高雅、谦和、沉着
职业装、套装、广泛
1.本节课的主要内容：
1. 人机系统的定义、功能、类型、模型 2. 人机与环境因素
人—环境 环境 人
人－机－环境
机 人－机－环境系统中的三个子系统
2. 人机关系
机宜人：使机器尽量满足使用者的体格、生理、
心理、审美以及社会价值观念等条件的要求。
人适机：对人的因素予以限制和训练，发挥人
的可塑性特点，是人适应机器的要求。
机宜人是有条件的，而人适机也是有限度的。
2.1.2 人机系统功能
2.1 人机系统含义 2.2 人机与环境因素
不良设计3
开关 橡皮 盖子
开关
橡皮
活动铅笔设计
不良设计4 案板设计
案板
抽屉
2.1 人机系统含义
2.1.1 人机系统定义 2.1.2 人机系统功能 2.1.3 人机系统类型 2.1.4 人机系统模型
2.1.1 人机系统定义
1. 什么是人机系统 人——指操作者或使用者；机——泛指人 操作或使用的物，可以是机器。也可以是 用具、工具或设施、设备等；环境——是 指人、机所处的周围环境，如作业场所和 空间、物理化学环境和社会环境等；人— 机—环境系统——是指由共处于同一时间 和空间的人与其所使用的机以及它们所处 的周围环境所构成的系统，简称人—机系 统。
人
机
（3）人机串并联模式系统：
通过控制台和指示器的双重作用，使人与机器 发生联系，兼有串联和并联模式的优点。
人
机
机
4. 单元组合类型人机系统
有多个人机组成单元构成，各单元符合人机系 统特点，整体也符合人机系统特点。
输入 人机系统 人机系统 人机系统 输出
2.1.4 人机系统模型
1. 图示模型
（1）静态模型：带箭头的线框图 （2）动态模型：描述系统的动态特性
信息接受 信息接受 行动
信息反馈 （闭环系统）
输出
（2） 半自动化系统： 人：控制者、操作者；机器：动力源wk.baidu.com
输入
人（控制者）
信息储存 信息接受 信息接受
过程 行动 控制
过程
信息反馈 （闭环系统）
输出
（3）自动化系统： 人：监督、处理紧急情况
输入
机（动力＋控制者）
信息储存 信息接受 信息接受
过程 行动 控制
输入
接受信息
信息储存 信息处理 信息反馈
执行功能 输出
2.1.3 人机系统类型
1. 闭环人机系统和开环人机系统 闭环：有反馈 开环：无反馈
输入 指示器
控制器
机器或过程
测量手段 （回路）
输出
输入
控制器
机器或过程
输出
2. 人工与自动化人机系统
（1） 人工操作系统： 人始终参与，效率决定于人
输入
人（动力＋控制者） 信息储存
1.（3）生物环境因素
对人体健康有影响的生物环境。 冷、热、病……等。
1.（4）生理环境因素
对人的生理特征（心率、出汗、血流量、温度变 化）产生影响的环境因素。
如：作息制度、工作班次安排、夜班频繁程度、 工作分配与协作情况等。
1.（5）社会、心理环境因素
社会环境因素：管理体制、激励方式、人际关 系等
过程
人（监督者）
信息储存 信息接受 信息接受 行动
输出
信息反馈 （闭环系统）
3. 人机不同结合方式人机系统
（1）人机串联模式系统： 人直接与机器发生，联系人是控制主体， 有利于人的特性发挥，但须合理分配人机 功能
人
机
（2）人机并联模式系统：
人通过控制台或指示器与机器发生联系，人是 系统的监督和控制者，在紧急情况下，要采取 准确、迅速的判断和操作。
绿叶底下防虫害，平静之中防隐患。2 0.9.232 0.9.23 Wednes day , September 23, 2020
脆弱的生命需要安全的呵护。13:18:46 13:18:4 613:18 9/23/20 20 1:18:46 PM
安全来于警惕，事故出于麻痹。20.9.2 313:18:4613:1 8Sep-2 023-Sep -20
心理环境因素：色彩、音乐、语言、符号等。
对人的心理产生最经常最直接影响的因素是色彩。 如：红：警戒色，人长期在这环境中易疲劳
1.色彩的心理效应
A. 色彩的感情作用 冷暖、兴奋沉静、活泼忧郁、胀缩、轻 重、软硬、进退、华丽质朴
色彩感觉
冷 暖 进 退 胀 缩 软 硬 华丽 质朴 轻 重
色相
青、青绿 红、橙、黄
2. 数学模型 由人的动态特性模型和机的动态特性模型两部分组成
（1）传递函数模型：建立在机器动态特性的传递函数基础 上，对人的动态特性建立传递函数的简单模型。（最成熟）
（2）模糊控制模型：近年来发展最快的数学建模方法
2.2 人机与环境因素的关系
作业环境根据对人的影响分为4种类型：
1. 最舒适的作业环境 2. 舒适的作业环境 3. 不舒适的作业环境 4. 不能忍受的作业环境 5. 当舒适的作业环境很难达到时，作业环境应
以不
6. 危害人的健康、不使操作者受到伤害为前提
1. 人机的环境因素
1. 人机的环境因素大体上可分为5类： 2. （1）物化环境因素； 3. （2）物理环境因素； 4. （3）生物环境因素； 5. （4）生理环境因素； 6. （5）社会、心理环境因素。
1. （1）物化环境因素
指作业场地周围的有害的空气污染物质。 粉尘：金属、矿石、煤、木材等加工中产生 有毒性气体：CO的浓度不能超过0.12％ 蒸汽：固体或液体气化而成 熏烟：气体或蒸气凝聚而成的微粒、固体颗
粒和气体
雾滴：悬浮于空气中的微小液滴：电镀中含
有铬酸烟雾
1.（2）物理环境因素
一般是异常气象条件（温度、湿度、气流）、 异常气压（高气压、低气压）、噪声（超声、 音频、次声）、振动、非电离辐射（高频电 磁场、微波、紫外线、红外线、激光）、电 离辐射（X射线、α射线、β射线、 γ射线）、 照明、起重、失重等。
红、紫红、绿 黄、橙、青紫
明度
高 低 高 低 高 低
高 低
纯度
高 低
中 高、低
高 低 低 高
1.色彩的心理效应
B. 色彩的象征意义
色彩
红 橙 黄 绿 蓝 紫 黑 白 灰
象征意义
服装运用范例
喜气、热情、兴奋、恐怖
女装、搭配用色
火热、跃动、温暖
标志服、安全服、搭配用色
光明、快乐、超脱
标志服、搭配用、宗教服
青春、和平、安全、新鲜 女性套装、女裙装、童装
宁静、理智、寂寞
制服、男女套装、广泛
优雅、高贵、忧郁、神秘
晚礼服、中年女装
庄重、严肃、悲哀
套装、礼服、广泛
洁净、神圣、安静、雅逸
内衣、夏装、广泛、医用服 装
高雅、谦和、沉着
职业装、套装、广泛
1.本节课的主要内容：
1. 人机系统的定义、功能、类型、模型 2. 人机与环境因素
人—环境 环境 人
人－机－环境
机 人－机－环境系统中的三个子系统
2. 人机关系
机宜人：使机器尽量满足使用者的体格、生理、
心理、审美以及社会价值观念等条件的要求。
人适机：对人的因素予以限制和训练，发挥人
的可塑性特点，是人适应机器的要求。
机宜人是有条件的，而人适机也是有限度的。
2.1.2 人机系统功能