人机系统功能分配方法研究
电动车毕业设计
第一章概述1.1设计的主要目的和意义此次设计的目的是掌握产品造型的设计，包括材料、尺寸的合理选择，灵活运用制作技术、形态表达语言，根据人机工程学和美学来设计电动自行车的尺寸和颜色。
根据同类型产品的类比和设计，力学分析，考虑人机工程学中的人体尺寸和人的舒适程度来综合设计电动自行车的尺寸。
设计的目的其实包括好几个层面，第一，加工工艺的了解；第二，进一步提出不同材质的优化组合课题；第三,探究材料与产品结构、功能的有机联系；第四，熟悉产品结构连接件的运用；第五，产品形态讨论；第六，寻求产品设计制作的个性化等等。
通过这半年的设计，我们很好的复习了已经学过的课程，并对部分材料的应用有了一定了解，在颜色搭配上也有了一定的学习，而且能熟练操作制图软件和办公软件。
对我们以后在工作上有很大的帮助。
1.2国内外电动自行车的发展情况为创造市场需要，适合老弱妇孺各种年龄层骑乘自行车，国外厂商多年前即开始研制辅助驱动自行车并且在新电池和驱动机械马达技术成熟发展之下，电动自行车应运而生。
海外发展较早的要数日本、奥利地、德国、台湾等国家和地区，近几年美国发展也比较快。
国外的电动自行车主要是作为一种轻松代步及休闲健身工具。
例如，在大型的停车场、超市和旅游区里使用。
从1994到1999年6年时间中，全球电动自行车数量，从 3.6万辆剧增1600万辆，如按2嘛，电动车需要量会在30万辆以上。
同时，东南业、中东、印度增到50万辆，而在2000年，仅日本就需要50万辆。
总体来说，电动自行车在全球的潜在市场很大，并呈上升趋势。
日本电动车的生产及技术都占世界领先地位，商品化的电动自行车由日本雅马哈公司率先于1994年推出，并随着本田、三洋、松下等知名公司的参与，生产规模日益放大。
但日本对电动自行车的使用管理上采取了严格限制，日本只许智能型电动自行车上路，并对智能型电动自行车的要求制定了很严格规定。
具体有：在任何路况情况下，速度小于15km/h时，人力：电助力大于等于1,即电助力不允许大于人力，但电助力接近于人力；在任何路况情况下，速度大于15km/h时，速度每增加1km/h，电助力下降1/9;速度小于等于24km/h时，整车电助动系统关闭；人力蹬踏开始后1秒钟之内，电助动系统按上述开始要求工作：人力蹬踏停止后l秒钟之内，整车电助动系统关闭；为了节约电能，智能型电助自行车停止运行一定时间（一般为3 一5分钟）后，整车处于休眠状态。
安全人机选择题库
安全人机选择题库1．人机工程学的进展大致经历了这样的一个过程，即：（ C ）。
A．以人类为中心——以机械为中心——人机系统环境协调——以系统为中心B．以机械为中心——以系统为中心——以人类为中心——人机系统环境协调C．以机械为中心——以人类为中心——以系统为中心——人机系统环境协调D．以人类为中心——以系统为中心——人机系统环境协调——以机械为中心2．手臂的最大推力产生在肩的上方0。
方向上，可达自身体重的（ C ）。
A．50％B．80％C．130％D．150％3．颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。
当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是（ A ）。
A．黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字B．白底黑字，黑底白字，黄底黑字，蓝底白字C．黄底黑字，白底黑字，黑底自字，蓝底白字D．白底黑字，黄底黑字，黑底白字，蓝底白字4．站着不动、长期或者经常重复地弯腰、躯干扭曲并倾斜的姿势、经常性重复地单腿支撑的姿势与手臂长时间前伸等姿势极易产生疲劳。
其原因要紧是（ D ）。
A．动态作业B．动作力量过大C．动作幅度过大D．静态作业5．人们常常在伸手取物时直接将手伸向物品，在穿越空地时走斜线，为图省事直接从有限高度的设备或者货物堆上翻越而过等。
这在人机工程学上被称之（ A ）。
A．捷径反应B．躲避反应C．积极反应D．消极反应6．人眼观看展示物的最佳视角在地域标准视角（C ）区域内。
A．5 B．15 C．30 D．457．利用人体参数进行作业空间设计时，由于设计目标用途不一致，选用的百分位与习惯度也不一致。
凡通道宽度类设计，通常取（D ）百分位数据。
A．1 B．10 C．90 D．998．显示器(显示装置)是从机器至人的信息传递装置，视觉显示器由于传递的信息量大、传递方式多样等原因，获得了最广泛的应用而占要紧地位。
视觉显示器可分为数字式与模拟式两类。
关于数字显示方式的特点的描述，下列说法中错误的是（ C ）。
A．动态范围大B．读数准确C．定性显示D．定量显示9．人机功能分配研究的意义是：利用人与机器的特点，为作业中的人与机器，安排不一致的任务形式、难度与任务量。
飞机驾驶舱自适应功能分配方法
飞机驾驶舱自适应功能分配方法
毕晨灿;高飞
【期刊名称】《民用飞机设计与研究》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】对于诸如飞机驾驶舱等复杂人机系统,自适应功能分配能实现动态变化下的人机协作方式,使人、机更加协同完成功能,提高系统整体的效能。
提出了一种飞机驾驶舱自适应功能分配的方法,该方法采用贝叶斯网络预测当前情境下各个可行的自动化等级的绩效指标,然后基于多属性风险决策来综合所有绩效指标得到最合适的自动化等级。
实例表明该方法具有很好的可操作性和灵活性,能为飞机驾驶舱功能分配提供技术支撑。
【总页数】6页(P73-78)
【作者】毕晨灿;高飞
【作者单位】太原理工大学;山东交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.基于CTL模型和任务绩效的驾驶舱动态功能分配方法
2.作战飞机人机功能分配方法
3.基于遗传BP神经网络的飞机驾驶舱人机功能分配方法
4.基于负荷均衡的飞机驾驶舱动态功能分配
5.基于蒙特卡洛-自适应差分进化算法的飞机容差分配多目标优化方法
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人机工程
1.肌肉疲劳试验:1884年，德国学者莫索（A·Mosso）对人体劳动疲劳进行了试验研究。
对作业的人体通以微电流，随着人体疲劳程度的变化，电流也随之变化，这样用不同的电信号来反映人的疲劳程度。
这一试验研究为以后的“劳动科学”打下了基础。
2.铁锹作业试验:1898年美国学者泰勒（F·W·Taylor）从人机学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。
他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲煤量为10kg的铁锹作业效率最高。
他做了许多实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲的最适当的重量。
这就是人机工程学过程中著名的“铁锹作业实验”。
3.砌砖作业试验: 1911年吉尔伯勒斯（F·B·Gilreth）对美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。
他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时的每小时120块提高到每小时350块。
4.人机工程学的发展：起源于欧洲，形成与美国，发展于日本。
经验期：以人适应机器为中心创建期：以机器适应人为中心成熟期：人机协调5.人机工程学的研究范围(1.研究人机系统中人的各种特性：人的生理特性和心理特性(2.研究人机功能合理分配：人和机各自的功能特性参数，适应能力和发挥其功能的条件，各种人机系统人机功能分配的方法等。
(3.各种人机界面的研究：人机在信息交换或功能上接触或互相影响的领域。
(4.作业方法与作业负荷研究:包括作业的姿势、体位、用力、作业顺序、合理的工作器具和工卡量具等的研究，目的是消除不必要的劳动消耗。
(5.作业空间的分析研究：包括人的最佳视区、最佳作业域、最小的装配作业空间以及最低限度的安全防护范围等。
(6.事故及其预防的研究：既是安全人机工程学的立足点，也是其根本目的，即应研究产生事故的各种人的因素、人的操作失误分析与预防措施等。
安全人机工程学-2-人机系统
过程 控制
机器
输出
2.2 人机系统类型及功能
按系统自动化程度分类 自动化系统
自动化系统由人和自动化设备构成。机器负责系统中信息的接收、储存、处理和执行等工作； 人只起到管理和监督的作用，只有在发生意外情况时，人才采取强制措施。 系统从外部获得所需的能源，人的具体功能是启动、制动、编程、维修和调试 系统必须对可能发生的意外情况设有预报及应急处理的功能 机 输入 感觉 信息储存 信息处理和决策 人（监视者） 信息储存 感觉 信息处理和决策 动作 动作
物理量的监测范围广，而且精 确；可监测如电磁波等一些人 不能监测的物理量 在力量、速度、精确、操作范 围、耐久性等方面远比人优越 ；对处理液体、气体、粉状体 等比人优越，但处理柔软物则 不如人 按预先编程可进行快速、准确 的数据处理；记忆正确并能长 时间储存，调出速度快；反应 速度快；学习能力较低，灵活 性差
适应性
环境
2.4 人机功能分配
2.4.3 人与机功能分配 人机特性比较 机 成本 器 人
包括工资、福利和教育培训费；如 果万一发生事故，可能失去宝贵生 命 具有特定的动机，渴望在集体中工 作和生活，得到集体保护，否则会 产生孤独感、疏远感，影响作业效 能
包括购置费、运转和保养维修 费；一旦出现事故，也只失去 机器本身价值
2.4 人机功能分配
2.4.3 人与机功能分配 人机特性比较 机 监测 器 人
具有与认知直接联系的监测能力， 凭感官接收信号，掌握标准困难， 易出错；具有味觉、嗅觉和触觉 肢体具有许多自由度，可在三维空 间进行多种运动，可进行微妙的协 调，但人的力量、速度有限；可通 过获取视觉、听觉、位移和重量等 信息控制运动器官灵活地操作 具有抽象、归纳能力以及模式识别 、联想、发明创造等高级思维能力 ；善于积累经验并运用经验判断； 记忆力有限；需要反应时间；具有 很强的学习能力，灵活性强
车辆人机工程学ppt课件
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
百分位数
百分位数Pk将随机变量的总体或样本 的全部观测值分为两部分，有k%的观测 值等于和小于它，有(100- k) %的观测值 大于它。
百分位数是一种位置指标、一个界值。 人体尺寸用百分位数表示时，称人体 尺寸百分位数。
工
程
学
1.4 人机工程学的发展史
➢ 人机学的萌芽期：
《考工记》：“凡兵无过三其身。过三其身，弗能用也，而无己， 又以害人。”“故攻国之兵欲短，守国之兵欲长。”“凡兵，句 兵欲无弹，刺兵欲无蜎，是故句兵椑，刺兵抟。”“凡为弓，各 因其君之躬志虑血气。丰肉而短，宽缓以荼，若是者为之危弓， 危弓为之安矢。骨直以立，忿埶以奔，若是者为之安弓，安弓为 之危矢。”
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
“人机工程学” ➢ Ergonomics （欧）/工效学、人类工效学 ➢ Human Engineering（美）/人体工程学 ➢ Human Factors Engineering /人因工程学、人因学 ➢ Human Factors （美） /人因工程学、人因学 ➢ 人间工学(日） ➢ 工程心理学 ➢ 人机工程学、人机学、
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
人－机关系
➢ 人机系统功能分配研究：系统中人的功能与机
的功能之间的联系和制约条件，研究人、机之 间的功能分配方法。
安全人机工程-ch04安全人机功能分配
三、人机特性比较：人机特性从11各方面进行了比较。
“人机共存（同工）” 对人机共存的人机系统来说，设计的主要困难不在于产
品本身，而在于是否能找出人与技术之间最适宜的相互联
系的途径与手段，在于是否能全面考虑到操作者在人机系 统中的功能作用特点和机器与人的特性相吻合的程度。
《安全人机工程》
《安全人机工程》
《安全人机工程》
四、人机功能分配 1.人机功能分配的含义
定义：对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配
给人或机，称为人机功能分配。
进一步解释：人机功能分配就是通过合理地分配功能，将人与机器
的优点结合起来，使人体特性与机器特性做到合理匹配和互补，从而构
成高效与安全的人机系统。从安全的角度，人机匹配主要解决的问题：
应激反应，导致重大事故的发生。 • 进行合理的人机功能分配，也就是使人机结合面布
置恰当，就需要从安全人机工程学的观点出发分析
人机结合面失调导致工伤事故的原因，进而采取改 进对策。
《安全人机工程》
④人机分工不合理的表现
• 可由人很好执行的功能分配给机器，而把设备能更有效
地执行的功能分配给人； • 让人所承担的负荷或速度超过其能力极限； • 不能根据人执行功能的特点，而找出人机之间最适宜的 相互联系的途径和手段；
即①显示器与人的信息感觉通道特性的匹配；②控制器与人的运动反应 特性的匹配；③环境条件与人的生理、心理及生物力学特性的匹配等。
必须树立人机结合的理念，机器设计环节必须同时考虑人与机器两方面
因素，即在机器设计的同时把人看成有知觉有技术的控制机、能量转换 机、信息处理机。机器设计同工作设计（含人员培训、岗位设计、动作
《安全人机工程》
人机系统在机器人应用中的研究综述
的 输 入 信 息 ； 另 一 方 面 为 人 的 输 入 信 息 。 随 着 科 学 技 术 的 进
步 ，人 机 系 统 以 及 人 机 交 互 技 术 也 得 到 了深 入 的 研究 与发 展 。 人 机 工 程 学 是 运 用 生 理 学 、 心理 学 和 医 学 等
Ｙ Ａ ＮＧ Ｄ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｔ ｉ ｅ － ｊ ｕ ｎ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ｎ － ｙ ｕ ｅ
（ 河北 工业 大学，天 津 ３ ０ ０ １ ３ ０ ） 摘 要 ：针对人机 系统 的发展 、分类以及特点进行 了概述 ，并对人机 系统主要的研究热点—— 人机交互
计 中 。例 如 ， 冲 压 机 床 上 设 计 的 双 手 控 制 按 钮 ，
提 高 了设 备 操 作 的 安 全 性 ； 载 人 车 辆 要 根 据 人 体 动 力 学建 立 整 个人 机 系统 的 动 力 学模 型 ， 以 满足 更 高 的性 能 要 求 。科 技 水 平 的发 展 ，要 求 产 品设 计 过 程 中需 要 根 据 人 机 工 程 学 、人 体 动 力学 设 计 人机 交互 接 口 。 人 机 系 统 中人 机 直 接 进 行 信 息 交换 的 界 面 称 为 人 机 界 面 ， 是人 机 交互 的 一种 常 用形 式 。人机
Ｏ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ （ 上） ． ２ ６
０ 引言
人机 系统（ Ｍａ ｎ — Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 是 由相 互 作
用 ，相 互 联 系 的人 与机 器 两 个 子 系统 构 成 的 ， 能 实 现 特 定 功 能 并 完成 目标 任 务 的一 个 整 体 系统 。 人 机 系 统 是 一 个 多学 科 交 叉 的边 缘 科 学 ，它 涉 及 到 生 理 学 和 心 理 学 、行 为 科 学 、认 知 科 学 、人 类 工程 学、控制论、信息论、系统论、决策科学 、 知 识工程和计算机科 学等学科ｕ 。钱 学 森 在 １ ９ ９ １ 年 初 曾指 出 “ 我 们 要研 究 的 是 人 与 机 器 相 结 合 的 智 能 系 统 ，不 能 把 人 排 除 在 外 ， 是 一 个 人 机 智 能 系统 嵋 ’。美 国 学 者Ｌ ｅ ｎ ａ ｔ 和Ｆ ｅ ｉ ｇ ｅ ｎ ｂ ａ ｕ ｍ在 同年
(完整版)安全人机工程学试题(附答案)
一、名词解释（每题4分，共20分）1．安全人机工程学安全人机工程学---是从安全的角度和着眼点研究人与机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，以活动过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。
2．人机功能分配人机功能分配---对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当的分配给人或机，称为人机的功能分配。
3．人机结合面人机结合面---就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域。
4．人的反应时间人的反应时间---人从接受外界刺激到作出反应的时间，叫做反应时间。
5.疲劳疲劳---就是人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。
二、填空题（每空1分，共20分）1．安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究的，其研究对象是人、机、人机结合面三个安全因素。
2．人能够产生视觉是由视觉对象、可见光、视觉器官这三个因素决定的。
3．情绪状态可分为心境、激情、应激。
4．颜色视觉的三种特性明度色调饱和度5.“三同时”是指同时设计同时施工同时投产运行6. 人的认知可靠性模型将人的行为分为技能性、规则性、知识性三种类型。
7. 所接受的信息中视觉信息所占比例最大、听觉信息次之三、多项选择题（每小题2分，共10分）1.生理性疲劳除与劳动速度、强度和身心活动简单的因素有关外，还与（AB）工作环境因素有关。
A.劳动方式B.持续时间C.温度D.照明E.色彩2.在生产过程中发生的事故中，由人的失误引起的事故占有较大比例，而不注意又是其中的重要原因，据研究引起不注意的原因有以下几方面（）A对对象目的、任务理解 B.注意对象设计欠佳 C.注意的起伏D事先有预定目的 E.对对象有间接兴趣3.从形态和功能上可将人的机体划分为运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统共九个子系统。
人机功能分配(完整篇)
编号：AQ-JS-00229( 安全技术)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑人机功能分配(完整篇)Man machine function distribution人机功能分配(完整篇)使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。
在人机系统中，人与机完成各自的功能，只有二者合理配合，协调一致，才能使人机系统达到最佳效果。
为此，需要深入了解和研究人机各自的特征，进行比较，扬长避短，充分发挥各自的特长。
．(一)、人在人机系统中的主要功能人在人机系统中主要有3种功能：(1)、传感功能。
通过人体感觉器官的看、听、摸等感知外界环境的刺激信息，如物体、事件、机器、显示器、环境或工作过程等，将这些刺激信息作为输入传递给人的中枢神经。
(2)、信息处理功能。
大脑对感知的信息进行检索、加工、判断、评价，然后做出决策。
(3)、操纵功能。
将信息处理的结果作为指令，指挥人的行动，即人对外界的刺激作出反应，如操纵控制器、使用工具、处理材料等，最后达到人的预期目的，如机器被开动运转、零件被加工成形、机器的故障已被排除、缺陷零件已被修复或者更换等。
(二)、人机特性的比较人体本身就是一部复杂的、特殊的机器。
人与机器的特性包括许多内容，但就从人机系统中信息及能量的接受、传递、转换过程来讲，我们可以归纳为以下4个方面来比较，即信息感受、信息处理和决策、操作反应、工作能力等，详见表4—4。
由表4—4可见，人优于机器的能力主要有：信号检测、图像识别、灵活性、随机应变、归纳、推理、判断、创造性等；机器优于人的能力主要有反应、操作速度快，精确性高，输表4—4人与机器的特性比较出功率大，耐久力强，重复性好，短期记忆，能同时完成多种操作、演绎推理以及能在恶劣环境下工作等。
安全人机工程学-人机系统
可检测如电磁波等一些人不能检测的 收信号，掌握标准困难，易出错；具有味觉、
物理量
嗅觉和触觉
在力量、速度、精确、操作范围、 肢体具有许多自由度，可在三维空间进行多
耐久性等方面远比人优越；对处理液 种运动，可进行微妙的协调，但人的力量、速
体、气体和粉状体等比人优越，但处理 度有限；可通过获取视觉、听觉、位移和重量
功率可大可小；可以根据目的设计 适于功率小于 100 W 的轻巧的作业；人是综 必要的功能，避免浪费；功能简单的机 合整体，有多种功能，需要补充能耗，还必须
器速度快而且准确；新机器从设计、制 适应处理必要功能以外的时间；必须采取绝对
造到运转需要一定时间
安全措施；需要教育和训练
专用机械的用途不能改变，只能按 程序运转，不能随机应变；比较容易进 行改造和革新
柔软物体则不如人
感等信息控制运动器官灵活地操作
按预先编程可进行快速、准确的数 具有抽象、归纳能力以及模式识别、联想、
据处理；记忆正确并能长时间储存，调 发明创造等高级思维能力；善于积累经验并运
出速度快；反应速度快；学习能力较低， 用经验判断；记忆力有限；需要反应时间；具
灵活性差
有很强的学习能力，灵活性强
33
图2-9 Price决策图
34
3. Sheffield法 Sheffield法是由英国Sheffield大学在对海军的舰艇控制系 统进行设计时所开发的一种功能分配方法。它在分配过程中共 需要考虑100多项决策准则，将其分为8组，其中不仅考虑了人 机能力特性，而且从工程的角度考虑了人员的作业设计、社会 性、训练、安全等因素，另外还包括自动化的精度、费用等。 它的主要流程如图2-10所示。
2
2.2 人机系统类型及功能
直升机机组成员人机功能分配方法研究
直升机机组成员人机功能分配方法研究赵然;马进;马如梦;李晓京;文治洪;申广浩;胡文东【摘要】目的:针对直升机人机功能分配特点开展深入系统的研究,建立任务负荷测量评价方法,提出直升机人机功能分配的方法及流程.方法:根据基于剩余能力的次任务负荷测量评价方法和任务执行过程中的负荷变化规律,设计了相应的实验流程,选取10名测试者共进行了51组相关实验,部分验证并确立了任务负荷的评价方法以及范围.结果:任务负荷测量评价实验的结果,部分验证了任务负荷测量评价方法的可行性和有效性；复杂作业任务负荷分析实验的结果,验证了任务负荷的累加性.结论:运用基于剩余能力的测量方法测量任务负荷水平是可行和有效的；复杂作业任务负荷水平可以通过测量其简单子任务的负荷水平,再通过累加原理计算得出；负荷指数应在一定范围内,否则作业任务质量明显下降.%Objective To study the task load measurement & evaluation as well as the human-machine functions allocation methods and flow in the helicopter. Methods The experiment flow was designed on the basis of the surplus-capability-based subtask load measurement & evaluation method and the load change law during the implementation of the task. Ten subjects were selected to go through 51 experiments, with the evaluation method and scope partly verified and determined. Results The task measurement & evaluation experiment result partly verified the feasibility and efficiency of the method, and the complicated task load analysis experiment results proved the tasks could be accumulated. Conclusion It's feasible and effective to measure task based on surplus capability, and to determine the complicated task bymeasuring the simple one and cumulative calculation. The load index hasto be limited in some range so as to ensure the work quality.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】3页(P13-15)【关键词】直升机;人机功能分配;任务负荷;作业任务分配【作者】赵然;马进;马如梦;李晓京;文治洪;申广浩;胡文东【作者单位】第四军医大学生物医学工程学院军队卫生装备与计量学教研室,西安710038;第四军医大学航空航天医学院医学装备教研室,教育部重点实验室,西安710032;第四军医大学唐都医院实验外科,西安710038;第四军医大学航空航天医学院医学装备教研室,教育部重点实验室,西安710032;第四军医大学航空航天医学院医学装备教研室,教育部重点实验室,西安710032;第四军医大学生物医学工程学院军队卫生装备与计量学教研室,西安710038;第四军医大学航空航天医学院医学装备教研室,教育部重点实验室,西安710032【正文语种】中文【中图分类】R318.60 引言随着航空电子技术的不断发展和计算机技术在直升机操控系统中不断应用，自动化、智能化已经成为新型直升机的重要发展方向[1-3]。
安全人机工程学课件：人机功能分配
主要内容
CONTENTS
1
2
3
人机功能分配的含义
人机功能分配的原则 人机分工不合理的表现
一、人机功能分配的含义
对人和机的特性进行权衡分析，将人机系统的不同功能分配给人或机， 叫人机功能分配。
一、人机功能分配的含义
依据复杂程度不同可将人与机的结合形式分为：
劳动者—工具
操作者—机器
监控者—自动化机器 监督者—智能机器
二、人机功能分配的原则
美国人机学 家麦克考米
克总结
人能完成并能胜过机器的工作有： 发觉微量的光和声，接受和组织声、 光的型式，随机应变和应变程度，长 时间大量储存信息并能回忆有关的情 节，进行归纳整理和判断并形成概念 和创造方法等。
目前机器能完成并胜过人的工作有： 对控制信号迅速做出反应，平稳而准 确地产生“巨大力量”，做重复和规 律性的工作，短暂地储存信息然后删 除这些信息，快速运算，同一时间执 行多种不同的功能。
分配给人的工作： 指令和程序的安排，图形的辨认 或多种信息的输入，机器系统的 监控、维修、设计、创造、故障 处理及应付突发事件等工作。
分配给机的工作： 笨重、快速、精细、规律性、单 调、高阶运算、支付大功率、操 作复杂、环境条件恶劣的作业以 及分工不合理的表现
1. 把适合人的功能分配给机器，把适合机 器的功能分配给人。
2. 人承担的负荷或速度超过人能力极限。
3. 不能根据人执行功能的特点找出人机 之间最适宜相互联系的途径和手段。
操作速度太快（1min可缝6000针）
《安全人机工程》
人机功能分配的原则
人机功能分配的原则1. 什么是人机功能分配人机功能分配是指根据任务的需求，将特定的任务部分分配给人类，将其它任务部分分配给计算机完成。
它是现代人机交互中的核心概念之一，通常是通过分析任务的目标和要求，将任务适当地分配给人类和计算机，以最大限度地提高任务效率，并在不影响任务质量的同时尽可能地减轻人们的负担。
2. 人机功能分配的原则2.1 任务分析与目标导向任务分析是人机功能分配的前提，它是指对任务进行分解和分析，确定任务的目标、需求、限制和操作流程等，以便进一步确定人机功能分配的原则。
这样，能够尽可能符合任务目标和要求，以及用户的需求和习惯。
2.2 侧重特长人类和计算机在不同方面都有其特长。
人类善于处理面对不同场景下的非规则化、模糊或不确定的信息，而计算机则擅长处理数据自动化、大量、重复的信息。
在人机功能分配时，需要考虑到人和机器的优势和劣势，并在任务分析的基础上确定结合人和机器的优势侧重，以便实现最佳的任务协同。
2.3 有效性与效率人机功能分配的目的是提高任务完成的效率和效果，因此，在确定任务分配时，需要遵循有效性和效率的原则。
有效性是指任务能够满足要求，并达到预期的目标；效率是指在保证有效性的基础上，最大限度地减少时间、资源和劳动力的消耗。
2.4 安全保密在人机功能分配时，需要考虑到任务的安全性和保密性，将安全问题分配给人类，而将高危、非保密的任务分配给计算机。
这有助于保障任务的安全性，防止任务泄露和滥用。
2.5 灵活性和可操作性人机功能分配需要灵活运用，以适应任务的变化和不确定性。
同时，在功能分配时可以考虑到用户的需要和便利，确保人机交互的可操作性，以便提高用户的舒适感和参与度。
3. 人机功能分配的应用人机功能分配的应用非常广泛，特别是在智能化信息系统开发、交通、医疗、安防等领域具有重要作用。
例如，在医疗系统中，医生可以通过人机交互技术，快速获取患者的病历和医学数据，并结合人机分配的原则进行分析交互，以便在规定时间内诊治患者。
复杂任务条件下人与武器装备作战功能分配研究
第５ 期
指挥控制 与仿 真
Ｃｏ ｍｍａ ｄＣｏ ｔ ｌ Ｓ ｍｕ ａｉ ｎ ｎ ｎｒ ＆ ｉ ｌｔ ｏ ｏ
Ｖｂ ．２ ＮＯ５ １ ３ ．
０ｃ ．０１ ｔ２ ０
２１ ０ ０年 １ ０月
文章 编 号 ： １７ ．８ ９２ １）５０ ３ ．３ ６ ３３ １（０ ００ —０ ８０
武器 系统 人机 功能 分配 是武器研 制 中的复 杂环 节 ，通常所说 的人机功能分配主要指执行 和控制方式 的分配 ，是基于武器作 战任务和功能分析 ，采用人机 工程等多学科进行人机特点研究和任务执行分配的反
１ 武 器 系统 人机 功 能 分 配基 本 原 则
把什么任务分配给人 ，把什 么任务分配给武器 ， 这是研究人机分配的根本。功能分配是在研究 人和武 器特性基础上 ，充分发挥人机潜能 ，合理地将 系统各
武器效能评估方法很多其中美国工业界武器系统效能咨询委员会提出的adc模型是一种普遍被接受的效能评估模型它认为武器系统的效能由可用性可信性和能力三部分决定即adc为系统效能a为系统在执行任务开始时刻可用程度的量度反应武器系统的使用准备程度为系统执行任务的可信性矩阵表示系统在使用过程中完成规定功能的概率c为系统的能力向量表示系统处于可用及可信状态下达到任务目标概率
４） 自动控制和人工控制要有相对独立性 ， 防止任 务重叠 ；
作战过程 中的工作负担 ，使得作战指挥流程 、信息传 输方式 和任务操控执行方式发生深刻变化 。然而 ，复 杂的战斗过程和战场环境对武器投入 战斗的快速性 、 安全性及可靠性提出更 高的要求 ，实践证 明任何智能
化的武器装备都不能完全取代战争中人 的指挥和操作 的干预 ，如何根据人和武器各 自的特点 ，权衡人和武 器作 战使用时 的任务分工，合理分配人机功能 ，对提 高武器作 战效能具有重要意义。本文采用定性和定量 结合 的方法 ，对武器 系统人机功能分配进行探讨 。
安全人机工程学课后习题集答案解析
安全⼈机⼯程学课后习题集答案解析安全⼈机⼯程学第⼀章⼀，⼈机关系随社会的发展有很⼤的变化，请举例说明其变化及其特点答：1 原始⼈机关系，旧⽯器时代的⽯⼑、⽯枪、⾻针等⼯具⼤部分呈直线形状，有利于⼈使⽤；到新⽯器时代，⼈类所⽤的锄头、铲⼑及⽯磨等的形状，更适合⼈的使⽤。
那是的⼈类在⽤这些⼯具进⾏笨重的体⼒劳动时，就⾃发地存在保护⾃⼰和提⾼劳动效率两⽅⾯需要解决的问题。
2 经验⼈机关系，这些⼯具由于⼈的使⽤经验、体会促使⼈机关系有简单到复杂，由低级到⾼级，由⾃发到⾃觉，逐渐科学化。
但这个时期的⼈机关系及发展只是建⽴在⼈类不断积累经验和⾃发的基础上。
3 ⼈机关系越来越复杂，机器要求操作者接受⼤量的劳动成果，例如：飞机的飞⾏，座舱及仪表位置设计考虑⼈的⽣理、⼼理和⽣物⼒学特性等。
⼆，如何理解⼈机⼯程学的含义？答：⼈机⼯程学是根据⼈的⼼理、⽣理和⾝体结构等因素，研究系统中⼈、机械、环境相互间的合理关系，以保证⼈们安全、健康、舒适地⼯作，并取得满意的⼯作效果的⼀门科学。
三，阐述⼈机⼯程学与安全⼈机⼯程学的联系与区别。
答：安全⼈机⼯程学是从安全的⾓度和⼈机⼯程学的着眼点研究⼈与机的关系，运⽤⼈机⼯程学的原理和⽅法去解决⼈机结合⾯的安全问题的⼀门新兴学科。
安全⼈机⼯程学基础研究的⽅法与⼈机⼯程学的研究⽅法基本相同，但是研究问题的⾓度和着眼点主要侧重于从适应⼈的安全性特征去研究⼈机界⾯。
四、举例分析你所熟悉的⼀个⼈机系统的⼈、机及其结合⾯答：计算机。
在⼈机系统中，存在⼀个⼈与机相互作⽤的“⾯”，所有的⼈机信息交流都发⽣在这个⾯上，通常把这个“⾯”称为⼈机界⾯。
在⼈机界⾯上，向⼈表达机械运转状况的仪表或器件叫做显⽰器。
对机械来说，显⽰器执⾏的功能是输出，⽽对⼈来说，是输⼊。
⽽显⽰器就是⼈与计算机的结合⾯。
⼈即安全主体。
机这⾥是指计算机。
五、请说明安全⼈机⼯程学在安全⼯程学中所处的地位与作⽤答：安全⼈机⼯程学是安全⼯程学学科体系的⼀部分也是实现安全⼯程学的科学依据和最活跃的⼈的作⽤因素，它与其他三个⼦系统相互交叉、渗透、影响、制约、互为补充，从⽽构成了安全⼯程学这⼀整体。
基于FAHP的舰艇模拟训练系统人机功能分配
３８
汪汇川，等：基于 ＦＡＨＰ 的舰艇模拟训练系统人机功能分配
第 ４０ 卷
表 １ 人机特性的比较
内容
人的特性
机的特性
１ 擅长于图形识别
特定图形才能识别
２
视觉、听觉可直接反映到中枢，快而准，监控简 便，不便于量的输出
感受机械位置、信息状态量敏感，有一定过程反 应，善于量的输出
监控能力 ３ 主动监控，动力与效应运动合为一体
１） 适合人执行的任务 适合人承担的任务包括：简单选择、输入、判断、确 认的操作；速度、精度要求不是很高的操作；变化频繁、 决策性的操作；各种信息之间判断且信息变化频繁度 高的操作；从图像图形上决策的操作；三维空间非线性 模糊性的操作；对突发事件而需要主观判断的操作；需 要对未来的不可预期状态做处理的操作。 ２） 适合机执行的任务 适合机器承担的任务包括：单调重复和高阶运算 的操作，大量信息存储检查、数据和资料整理的操作； 高可靠性、高 精 度 和 程 序 固 定 的 操 作； 高 级 运 算、 需 要 快速性的操作；控制精度要求严格的操作；长时间连续 运行的操作；大负荷、特殊环境的操作；人容易犯错误 的操作等。
程序监控，外加动力源才能发挥作用
４
倾向性，敏感度等随时间变化，受环境、情感影 响大
固定性良好、稳定
５ 随机处理能力强
无随机处理能力
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验， Ｒ１￣Ｒ６ 及 Ｒ 均为模糊一致判断矩阵。
２．４ 单一准则下方案的优度值
根据模糊一致判断矩阵的元素与权重的关系式给出的排
序方法［２，５］， 即：
ｉ＝１， ２， …， ｎ ｋ＝１，２，…， ｍ （ １）
式中： α—满足 α’ ｎ－ １ 的参数。 ２
在对模糊一致判断矩阵的几种排序公式中， 上式（ １） 分辨 率最高， 再加上该式有可靠的理论基础， 因此在实际应用中采用 上式对模糊一致判断矩阵进行排序， 有利于提高决策的科学性， 避免决策失误［６］。计算方案 Ｃｉ 在目标准则 Ｂｋ 下的优度值 ｗｉｋ 式（ １） 中 α＝（ ３－ １） ／２＝１
（ ２ 西安建筑科技大学 机电学院， 西安 ７１００５５）
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ ｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａ ｌｌｏｃａ ｔｉｏｎ ｏｆ ｍａ ｎ－ ｍａ ｃｈｉｎｅ ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ
ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ ｇａｎｇ１， ＺＨＵ Ｘｕ－ ｚｈａｎｇ１，２， ＬＩ Ｄｏｎｇ２， ＧＵＯ Ｊｉｎ－ ｐｉｎｇ１ （ １Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ＇ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ＇ａｎ ７１００５５， Ｃｈｉｎａ） （ ２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｘｉ＇ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ＇ａｎ ７１００５５， Ｃｈｉｎａ）
述， 可以采用如下 ０．１￣０．９ 标度给予数量标度。
表１ ０．１－ ０．９ 数量标度
标度 ０．５ ０．６ ０．７ ０．８ ０．９ ０．１， ０．２， ０．３， ０．４
定义 同等重要 稍微重要 明显重要 重要的多 极端重要
反比较
说明 两元素相比较， 同等重要 两元素相比较， 一元素比另一元素稍微重要 两元素相比较， 一元素比另一元素明显重要 两元素相比较， 一元素比另一元素重要的多 两元素相比较， 一元素比另一元素极端重要 若元素 Ｃｉ 与元素 Ｃｊ 相比较得到判断 ｒｉｊ， 则元 素 Ｃｊ 与元素 Ｃｉ 相比较得到的判断为 ｒｊｉ＝１－ ｒｉｊ
汽轮机叶片并联抛光机系统的研究
－ １５３－
何克红 戴惠良 卢春强（ 东华大学， 上海 ２０１６２０）
Ｔｈｅ ｓ ｔｕｄｙ ｏｆ ｐａ ｒａ ｌｌｅ ｌ ｐｏｌｉｓ ｈｉｎｇ ｍａ ｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ ｆｏｒ ｔｕｒｂｉｎｅ ｂｌａ ｄｅ
ＨＥ Ｋｅ－ ｈｏｎｇ， ＤＡＩ Ｈｕｉ－ ｌｉａｎｇ， ＬＵ Ｃｈｕｎ－ ｑｉａｎｇ（ Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０， Ｃｈｉｎａ）
确定人机系统功能分配最优方案需要考虑的指标主要有： 支 持 费 用 、作 业 效 率 、乘 员 安 全 、对 完 成 任 务 需 要 的 特 殊 要 求 、采 取人工控制比 自 动 控 制 的 优 越 性 以 及 操 作 负 荷 等［４］。 针 对 载 人 航天器复杂人机系统座舱内装置、仪器运行状态的监视这一操 作功能的分配方案目标指标， 建立如图 １ 所示的多层次的递阶 结构模型。
其对于准则的优度， 并按事前规定的标度定量化， 建立模糊互补 矩阵。
（ ３） 一致性检验。对第二步所得的模糊互补矩阵进行一致 性检验， 将模糊互补矩阵转化为模糊一致判断矩阵。
（ ４） 计算单一准则下方案的优度值。这一步要解决在准则 Ｂｋ 下， ｎ 个方案，Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎ ， 对于该准则优度值的计算问题。
ｗｉ１＝（ ０．２，０．５，０．３） ｗｉ２＝（ ０．５，０．２，０．３） ｗｉ３＝（ ０．５３３，０．１３３，０．３３４） ｗｉ４＝（ ０．２，０．４，０．４） ｗｉ５＝（ ０．３３４，０．１３３，０．５３３） ｗｉ６＝（ ０．４６７，０．０６６，０．４６７） 因素 Ｂｋ 在目标层 Ａ 下的优度值 ｗｋ： 式（ １） 中 α＝（ ６－ １） ／２＝５／２ ｗｋ＝（ ０．１８，０．１４，０．２６，０．１，０．２２，０．１）
（ １） 明确问题， 建立一个多层次的递阶结构模型。根据具体 的目标， 全面讨论评价目标的各个指标因素情况， 建立一个多层 次的递阶结构。
（ ２） 构造模糊互补矩阵。用上一层次中的每一元素作为下
配是一种新的思路。
一层元素的判断准则， 分别对下一层的元素进行两两比较， 比较
１ 模糊层次分析法
层次分析法（ ＡＨＰ） 是将决策总是有关的元素分解成 目 标 、 准则、方案等层次， 在此基础之上进行定性和定量分析的决策方 法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于 ２０ 世 纪 ７０ 年代初， 在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的 贡献大小而进行电力分配”课题时， 应用网络系统理论和多目标 综合评价方法， 提出的一种层次权重决策分析方法。这种方法的 特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等 进行深入分析的基础上， 利用较少的定量信息使决策的思维过 程数学化， 从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题 提供简便的决策方法。但是层次分析法（ ＡＨＰ） 在判断矩阵建立 以 及 判 断 矩 阵 的 一 致 性 检 验 中 存 在 不 足 ［２］。
根据上面的数字标度理论， 元素 Ｃｉ 和元素 Ｃｊ 相对于上一 层元素 Ｂ 进行比较， 可得到模糊互补矩阵如下：
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０．６
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０．４０．１０．５源自图 １ 多层次的递阶结构模型
２．２ 模糊互补矩阵的建立
模糊互补矩阵 Ｒ 表示针对上一层次某元素， 本层次与之有 关的元素之间相对优度的比较， 假定上层次的元素 Ｂ 同下一层 次中的元素 Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎ 有联系， 则模糊互补矩阵可表示为：
ｒｉｊ 表 示 元 素 Ｃｉ 和 元 素 Ｃｊ 相 对 于 上 一 层 元 素 Ｂ 进 行 比 较 时 ， 元 素 Ｃｉ 和 元 素 Ｃｊ 具 有 模 糊 关 系“ … 比 … 重 要 得 多 ”的 隶 属 度。为了使任意两个方案关于某准则的相对优度得到定量的描
为了说明 ＦＡＨＰ 这一方法在人机系统功能分配中的应用， 我们以载人航天器复杂人机系统座舱内装置、仪器运行状态的 监视这一较细层次上的操作为例进行功能分配实例分析， 确定 其功能分配的最优方案。
＊ 来稿日期： ２００６－ １１－ １７
－ １５２－
杨宏刚等： 人机系统功能分配方法研究
第７期
２．１ 确定指标因素， 建立层次递阶结构模型
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中图分类号： ＴＰ２７３＋．４ 文献标识码： Ａ
目前， 已有的功能分配方法仍以定性分析为主， 人为主观 性比较突出， 特别对于一些复杂人机系统功能分配决策时缺乏 定量分析。将模糊层次分析法（ ＦＡＨＰ） 用于人机系统功能分配， 这种用定量计算的方法来进行任务由人或机器来完成的功能分