人机系统可靠性设计基本原则(设备改善遵循的原则)
系统可靠性设计的核心原则
系统可靠性设计的核心原则在当今社会，系统可靠性设计已经成为各行各业的重要话题。
无论是电子产品、交通工具还是医疗设备，都需要经过可靠性设计来确保其稳定运行和安全性。
而系统可靠性设计的核心原则则是确保系统在各种条件下都能够稳定运行，不会出现故障或失效。
本文将从多个角度探讨系统可靠性设计的核心原则。
首先，系统可靠性设计的核心原则之一是系统的健壮性。
健壮性是指系统在面对各种异常情况时能够保持良好的性能和稳定性。
这意味着设计者需要考虑各种可能的故障情况，并采取相应的措施来防范和应对。
比如，在电子产品设计中，可以通过加入冗余电路来提高系统的健壮性，即使某个电路出现故障，系统仍然可以正常运行。
在交通工具设计中，可以采用多重安全系统来确保车辆在发生意外时能够保持稳定。
健壮性是系统可靠性设计中的重要原则，可以有效地提高系统的稳定性和安全性。
其次，系统可靠性设计的核心原则还包括系统的可维护性。
可维护性是指系统在发生故障时能够快速修复和恢复正常运行的能力。
设计者需要考虑如何降低系统维护的难度和成本，以及如何提高系统的自诊断和自修复能力。
在软件系统设计中，可以采用模块化设计和自动化测试来提高系统的可维护性。
在机械系统设计中，可以采用易于拆卸和更换的零部件来提高系统的可维护性。
提高系统的可维护性可以减少系统故障对生产和生活的影响，提高系统的可靠性和稳定性。
另外，系统可靠性设计的核心原则还包括系统的可用性。
可用性是指系统在用户需要时能够正常使用的能力。
设计者需要考虑如何降低系统的停机时间和提高系统的可用性。
在网络系统设计中，可以采用负载均衡和容错机制来提高系统的可用性。
在供水系统设计中，可以采用备用水源和水质检测系统来提高系统的可用性。
提高系统的可用性可以有效地满足用户的需求，提高系统的稳定性和可靠性。
此外，系统可靠性设计的核心原则还包括系统的安全性。
安全性是指系统在面对恶意攻击和意外事件时能够保持稳定和可靠的能力。
设计者需要考虑如何防范各种安全威胁，保护系统的数据和用户的安全。
人机设计的一般原则
人机设计的一般原则
答：人机设计的一般指导原则如下：1）工作空间应符合人体尺寸和工作类型，身体姿势、体力和运动三者应适宜操作并互相制约。
不同姿势下的工作空间和有利工作区域与方向在考虑工作空间时，应使四肢具有足够的活动空间。
工作器具应与人的四肢相适应。
各种操纵器具的布置应在人体功能可能实现的范围内。
2）信息的显示与信号的选择设计和布置，应与人的感觉能力（视觉、听觉、触觉）相适应。
信息的显示有视觉、听觉和触觉三类。
通常，信息通过视觉获得但在紧急情况下使用听觉显示的效果更大。
因为对于突然发生的声音，人具有特殊的反应能力。
但过度地应用听觉显示，易使人疲劳。
3）操纵、调节部件的选择造型和布置，应适合有关身体部位及其运动，并考虑有关灵敏度、精确度、速度、作用力等方面的要求。
4）环境、安全和技术文件等方面的考虑。
工作环境对人的工作能力和安全有巨大影响。
但广义工作环境设计的探讨已超出设备设计的范畴。
环境条件包括温度、湿度、辐射热、灰尘、射线、气体、气压、重力、加速度、照明、色彩、噪声、振动等。
在人-机设计中着重考虑的应是设备本身对人（操作人员或服务对象）所处环境的劣化和设备设计对人所处环境的改善两个方面。
在交通运输市亩中，设备为有关人员提供了“小”环境备件，空调、通风、减振、降噪等是此类设备的设计所必须考虑的人机界面问题。
医疗器械中的人机工程设计原则
医疗器械中的人机工程设计原则在医疗行业中，人机工程设计原则是确保医疗器械的设计能够更好地满足人类生理和心理特征的重要准则。
通过舒适性、易操作性和安全性的综合考虑，人机工程设计原则可以提高医疗器械的可用性和用户体验，从而为患者和医护人员提供更好的医疗服务。
本文将介绍医疗器械中的人机工程设计原则，并探讨其在提升医疗器械质量和效能方面的重要作用。
1. 强调人因工程设计人因工程设计是人机工程设计的核心理念，旨在将人类的认知、运动和感知能力与医疗器械的设计相融合。
通过理解用户的需求和行为模式，医疗器械可以更好地适应用户的身体特点和操作习惯。
例如，在手术器械的设计中，人因工程可以通过符合人体工程学的手柄形状和大小、灵活的操作按钮以及易于阅读的显示屏等方式，提高医护人员在手术操作中的舒适性和精确度。
2. 注重用户参与与反馈在医疗器械设计中，用户参与是保证人机工程设计原则有效落实的关键环节。
设计者应当与患者、医生和护士等用户密切合作，了解他们的需求和使用经验。
通过用户研究、访谈和测试等方法，设计者可以获取用户的反馈意见，并将其纳入到产品的设计和改进过程中。
例如，医疗器械可以增加人机交互界面的可调节性，以满足不同用户的操作需求，并通过用户界面的友好设计和智能反馈机制来提供实时的操作指导。
3. 确保安全和易操作性安全性是医疗器械设计的首要任务，而易操作性则是提高医疗器械可用性的基础。
医疗器械应当设计成符合人体工程学的形状和大小，以便用户能够轻松地握持和操作。
此外，医疗器械的控制按钮和操作界面应当设计成易于识别和操作的形式，以避免用户操作错误。
同时，医疗器械应当具备紧急停机和安全保护机制，以保障患者和医护人员的安全。
4. 考虑人体工程学和人体生理学人体工程学和人体生理学是医疗器械设计中的重要参考依据。
人体工程学研究人类的运动、感知和认知过程，以设计符合人体特点的器械形状和操作方式。
人体生理学研究人体的生理结构和功能，以保证医疗器械对人体的适应性和安全性。
人机系统可靠性
●02
第2章 人机界面设计与可 靠性
人机界面设计原 则
人机界面设计的原则包括界面简洁明了、操作 流畅一致、提供清晰的反馈信息以及考虑用户 心理和习惯。这些原则可以帮助设计师创造出 更符合用户需求的界面设计，提升用户体验。
人机界面设计常见问题
操作流程复杂
导致用户迷失在操作过 程中
信息过载
用户难以从大量信息 中获取所需
语音识别技术 智能助手、语音输入
虚拟现实技术 沉浸式体验、虚拟环境
人机交互技术发展趋势
智能化 智能交互设计 智能语音助手
个性化 个性化推荐系统 定制化界面
多模态交互 结合触摸、声音、手势等多种交互 方式
跨平台整合 不同设备之间无缝衔接 数据同步
人机交互技术在 人机系统可靠性
中的应用
人机交互技术在人机系统可靠性方面扮演着重 要的角色。通过提升用户体验，减少操作失误， 增加系统稳定性，人机交互技术能够有效提高 系统的可靠性，从而确保系统的正常运行和用 户满意度。
●05
第5章 人机系统安全性与 可靠性保障
系统安全性概述
系统安全性是指系统对于外部威胁和攻击的抵 抗能力，对于保障信息系统的安全至关重要。 安全漏洞可能导致信息泄露、系统崩溃等严重 后果，因此系统安全性需要得到充分重视和保 障。
安全措施与保障方法
加密技术 数据加密保障信息安全
审计跟踪
记录系统操作痕迹以 便追踪
人机交互技术发展趋势
智能化
智能交互设计、智能语 音助手
多模态交互
结合触摸、声音、手 势等多种交互方式
个性化
个性化推荐系统、定制 化界面
跨平台整合
不同设备之间无缝衔接、 数据同步
人机交互技术在可靠性中的作用
第六章 人机系统的可靠性
人机工程学 Ergonomics
1.2.2 介绍S－O－R (b)
1) S（刺激）方面 由信号源的刺激能力低所造成，其中包括人机系统设计不合理及 外部环境干扰，使作业者对输人刺激S的反应下降。 2)O（机体）方面 即人本身的生理和心理原因对信息的误判断所致，如人的年龄、 体力、精神状态、作业技能等，都会影响到对信息的处理能力。 3)R（反应）方面 即输出行动的错误所造成的失误，其中包括人机系统设计不合理、 违章操作、环境干扰等因素。
人机工程学 Ergonomics
1.3.2.1 分析1 (a)
因守旧，弃难就易图省力、走捷径而造成违 章作业。通常由于系统的变化和更新改变了作业工 序。
工人对已经掌握的操作方法和工艺流程已形成 习惯。因为人长期工作，运用自如的操作已经通过 信息输人一判断一功率输出的全过程渗透于脑、其 他神经、肌肉和四肢，形成了一套成熟的人机程序。
人机工程学 Ergonomics
1.3.2.1 分析1 (c)
例如：某热轧车间，一挂吊工与吊车司机配合 进行钢管的包装作业，即将已捆扎后的钢管吊运到 小车上。这是一个较简单的作业且长时间形成了一 种习惯性的配合作业。一次，挂吊工在完成挂吊之 后，突然发现小车上的隔杠窜动，他即上小车拔隔 杠，这时司机将刚挂吊完的一捆钢管吊起，恰好落 在挂吊工的后背上，挂吊工被重压而死。
人机工程学 Ergonomics
1.2.3 人为失误的定量分析(a)
人为失误的定量分析可以用人的失误率来表示：
F＝l－R
（6－l）
式中：F——人的失误率；
R——人的行为可靠度。
人机工程学 Ergonomics
1.2.3 人为失误的定量分析(b)
可靠性设计的原则与措施总结-精品
可靠性设计的原则与措施总结对于一个复杂的产品来说，为了提高整体系统的性能，都是采用提高组成产品的每个零部件的制造精度来达到；这样就使得产品的造价昂贵，有时甚至难以实现(例如对于由几万甚至几十万个零部件组成的很复杂的产品)。
事实上可靠性设计所要解决的问题就是如何从设计中入手来解决产品的可靠性，以改善对各个零部件可靠度(表示可靠性的概率)的要求。
可靠性设计的原则(1)选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。
(2)结构简化，零件数削减。
如日本横河记录仪表10年中无件数削减30%,大大提高了可靠性。
(3)考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。
(4)设置故障监测和诊断装置。
(5)保证零件部设计裕度(安全系数/降额)。
(6)必要时采用功能并联、冗余技术。
如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。
(7)考虑零件的互换性。
(8)失效安全设计(FailureSafe),系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。
(9)安全寿命设计(SafeLife),保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。
例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车，转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。
(10)防误操作设计(Foolproof)(11)加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。
考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。
(12)可靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。
尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。
主要通过试验确认。
系统可靠性设计的核心原则(七)
系统可靠性设计的核心原则一、引言系统可靠性设计是指在设计过程中考虑到系统的各种可能故障，并采取相应的措施来防范和应对这些故障，以确保系统能够持续、稳定地运行。
在当今信息化社会，各种系统的可靠性设计越发重要，从智能手机到航空航天系统，都需要考虑可靠性设计的原则。
本文将从几个核心原则出发，探讨系统可靠性设计的重要性和方法。
二、预防为主预防为主是系统可靠性设计的第一原则。
在设计系统时，需要充分考虑各种可能发生的故障，并采取相应的措施来预防这些故障的发生。
例如，在设计软件系统时，可以采用模块化设计，将系统拆分成多个相互独立的模块，以减少故障的传播范围。
另外，还可以采用冗余设计，增加备用部件或者机制，以确保系统在某个部件或机制发生故障时，仍然能够正常运行。
三、监控与反馈监控与反馈是系统可靠性设计的另一个核心原则。
通过监控系统的运行状态和性能指标，可以及时发现潜在的故障，并采取相应的措施来应对。
例如，在工业自动化系统中，可以通过传感器实时监测设备的运行状态，一旦发现异常，立即采取停机或者报警等措施，以避免事故的发生。
另外，还可以通过数据分析，发现系统的潜在问题，及时进行改进和优化。
四、灵活性与可维护性灵活性与可维护性是系统可靠性设计的重要原则之一。
在设计系统时，需要考虑到系统的灵活性和可维护性，以便在系统出现故障或者需要升级时，能够快速、灵活地进行维护和改进。
例如，在设计网络系统时，可以采用虚拟化技术，将硬件和软件分离，以便快速部署和升级系统。
另外，还可以采用模块化设计和标准化接口，以便快速替换和升级系统的各个部分。
五、安全性与隐私保护安全性与隐私保护是系统可靠性设计的另一个重要原则。
在当今信息化社会，系统的安全性和隐私保护越发重要，任何安全漏洞或者隐私泄露都可能对个人和社会造成严重影响。
因此，在设计系统时，需要充分考虑安全性和隐私保护，采取相应的措施来防范和应对安全威胁。
例如，在设计互联网系统时，可以采用加密技术来保护用户的隐私数据，以防止数据被不法分子窃取和滥用。
机械系统的可靠性设计与改进
机械系统的可靠性设计与改进一、引言机械系统的可靠性设计与改进是现代工业中非常重要的一项任务。
可靠性设计的目标是保证机械系统在其使用寿命内能够正常运行，不出现故障或停机的情况。
随着科技的进步和社会的发展，对机械系统的可靠性要求也越来越高。
本文将探讨机械系统可靠性设计的原则、方法和改进措施。
二、机械系统可靠性设计的原则1. 安全性原则机械系统可靠性设计的首要原则是确保使用过程中的安全性。
安全性包括保护人员和设备的安全。
在设计过程中，应考虑到可能出现的意外情况，并采取相应的措施来减少事故的发生。
例如，在机械系统中增加一些防护装置，以避免人员误入危险区域，或者增加自动停机装置，以防止设备过载使用。
2. 效率原则机械系统可靠性设计的另一个原则是考虑到系统的效率。
效率包括能源利用率、生产效率和维护效率等。
在设计过程中，需要综合考虑多个因素，如机械的传动方式、材料的选择、系统的结构和布局等，以最大程度地提高系统的效率。
例如，在机械系统的传动设计中，可以选择高效率的传动机构，并合理选择轴承和润滑材料等，以减少能量的损失。
3. 可维护性原则机械系统可靠性设计的最后一个原则是考虑到系统的可维护性。
可维护性包括设备的易损性、易检修性和易维修性等方面。
在设计过程中，应尽量采用易维修的构件和部件，并合理设置检修通道和操作空间，以提高机械系统的可维护性。
例如，可以在机械系统中设置易损件的快速更换装置，以减少因故障检修而导致的停机时间。
三、机械系统可靠性设计的方法1. 可靠性预测可靠性预测是机械系统可靠性设计的重要方法之一。
通过对系统各个组成部分的可靠性进行预测，可以评估系统的整体可靠性，并针对可能出现的故障情况进行改进。
常用的可靠性预测方法包括故障模式与影响分析法（FMEA）和可靠性块图法（RBD）等。
这些方法可以辅助工程师分析系统的故障原因和潜在风险，并采取相应的措施进行改进。
2. 优化设计优化设计是机械系统可靠性设计的另一个重要方法。
人机系统可靠性设计基本原则
人机系统可靠性设计的基本原则1．系统整体可靠性原则从人机系统的整体可靠性出发，合理确定人与机器的功能分配，从而设计出经济可靠的人机系统。
一般情况下，机器的可靠性高于人的可靠性，实现生产的机械化和自动化，人们可以从机器的危险点和危险环境中解脱出来，从根本上提高了人机系统可靠性。
2．高可靠性元件原理系统要采用经过检验的、用于设计的高可靠性单元元件。
3．带安全系数的设计原则由于负荷条件和环境因素随时间而变化，所以可靠性也是随时间变化的函数，并且随时间的增加，可靠性在降低。
因此，设计的可靠性和相关参数应具有一定的安全系数。
4．高可靠性模式原理为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动安全装置等高可靠性结构的组合方式。
(1)、系统“自动保险”装置。
自动保险，也就是说，即使它是由不懂商业或不熟练的人经营的，也能保证安全，不受伤害或不出故障。
这是机械设备设计和装置设计的基本指导思想，是本质安全化追求的目标。
要通过不断完善结构，尽可能地接近这个目标。
(2)、系统“故障安全”结构。
故障安全，即使单个零件出现故障或，系统性能不变，仍能可靠工作。
系统安全通常基于正常和准确地完成指定功能。
可是，由于组成零件产生故障而引起误动作，常常导致重大事故发生。
为达到功能准确性，采用保险结构方法可保证系统的可靠性。
从系统控制的功能来看，故障安全结构有以下几种：①消极被动式。
当组件单元发生故障时，机器变为停止状态。
②积极主动式。
当组件单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。
③运行操作式。
即使组成单元发生故障，机器也可以运行，直到下一次定期检查。
通常在产业系统中，主要是被动结构。
5．标准化原则为减少故障环节，应尽可能简化结构，尽量采用标准化的结构和方法。
6．高维护原则为便于检修故障，故障时易于快速修复，同时为考虑经济性和备用方便，应采用零件标准化、部件通用化、设备系列化的产品。
7．提前测试和评估原则对于缺乏实践测试和实践经验的材料和方法，必须事先进行试验和科学评价，然后再根据其可靠性和安全性而选用。
《安全人机工程》PPT课件
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（二）安全人机工程的主要研究内容
主要内容包括如下四个方面：
（1）分析机械设备及设施在生产过程中的不安全因素， 并进行针对性的可靠性设计和维修性设计、安全装置设 计、安全启动和安全操作设计及安全维修设计等。
（2）研究人的生理和心理特性，分析研究人和机器各自 的功能特点，进行合理的功能分配以构成不同类型的最 佳人机系统。
（3）研究人与机器相互接触、相互联系的人机界面中信 息传递的安全问题。
（4）分析人机系统的可靠性，建立人机系统可靠性设计 原则，据此设计出经济、合理以及可靠性高的人机系统。
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在人机系统中人始终起着核心和主导作用，机器起着安 全可靠的保证作用。解决安全问题的根本方向是实现生 产过程的机械化和自动化，让工业机器人代替人的部分 危险操作，从根本上将人从危险作业和危险环境中彻底 解脱出来，实现安全生产。
安全是每个人的需要安全是每个人的需要也是家庭也是家庭社会社会工厂和国家的需要工厂和国家的需要只有将安全意识提高到这个水平只有将安全意识提高到这个水平安全管理人员才能各尽其安全管理人员才能各尽其责责操作人员才能自觉地遵守安全操作规程操作人员才能自觉地遵守安全操作规程才能杜绝重复事故的发生才能杜绝重复事故的发生达到满达到满足安全需要的目的足安全需要的目的
人在明暗急剧变化的环境中工作，会因受适应性的限制，使视力出 现短暂的下降，若频繁地出现这种情况，会产生视觉疲劳，并容易引起 事故发生。为此，在需要频繁改变光亮度的场所，应采用缓和照明，避 免光亮度的急剧变化。
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•2）眩光。当人的视野中有极强的亮度对比时，由光源直射或由光滑表面的反射 出的刺激或耀眼的强烈光线，称为眩光。
安全技术第一章第七节历年真题练习
第一章第七节安全人机工程[2011安全技术真题】《体力劳动强度分级》（GB3869-1997）将作业时间和单项动作能量消耗统一协调考虑，比较准确地反映了真实的劳动强度。
该标准将体力劳动强度分为（）级。
A.3B.4C.5D.6【答案】Bo【考点】我国的劳动强度分级。
【解析】劳动强度指数I是区分体力劳动强度等级的指标，指数大反映劳动强度大，指数小反映劳动强度小。
体力劳动强度I按大小分为4级。
[2011安全技术真题】故障诊断是通过诊断装置获取设备运行状态的信息，再对信息进行识别，以监视和预测设备运行状态的技术方法。
故障诊断的基本步骤的正确实施顺序是（）。
A.信号检测-信号处理∙•状态识别-诊断决策B.信号检测-状态识别-信号处理-诊断决策C.状态识别-信号检测-信号处理-诊断决策D.信号检测-状态识别-诊断决策-信号处理【答案】Ao【考点】故障诊断的实施步骤。
【解析】故障诊断实施过程是故障诊断的中心工作，它可以细分为4个基本步骤：（1）信号检测。
（2）信号处理。
（3）状态识别。
（4）诊断决策。
[2011安全技术真题】产品的维修性设计是设计人员从维修的角度考虑，当运行中的产品发生故障时，能够在早期容易、准确地发现故障，并且易于拆卸、检修和安装。
在进行维修性设计中不需要重点考虑的是（）oA.产品整体运输的快速性 B.可达性C.零部件的标准化及互换性D.检修人员的安全性【答案】Ao【考点】产品的维修性设计应考虑的主要问题。
【解析】产品的维修性设计应考虑的主要问题大致包括：（1）可达性。
（2）零组部件的标准化及互换性。
（3）检修人员的安全性。
[2011安全技术真题】生产作业环境的空气温度、空气相对湿度、热辐射、风速等都属于微气候环境的条件参数。
就温度而言，在无强迫热对流、员工穿薄衣服、员工未经过热环境习惯的条件下，感觉舒适的空气温度是（）℃。
A.31±3B.26±3C.21±3D.16±3【答案】Co【考点】微气候环境中感觉舒适的空气温度。
系统可靠性设计的核心原则(六)
系统可靠性设计的核心原则在现代社会，各种系统的可靠性对于保障人们的生活和工作至关重要。
无论是电子设备、交通系统还是工业生产线，都需要经过严格的可靠性设计，以确保系统的稳定性和安全性。
在可靠性设计的过程中，有一些核心原则是至关重要的，下面我们来逐一讨论。
一、全面的风险评估系统可靠性设计的第一步，就是进行全面的风险评估。
这一步需要考虑到系统可能面临的各种不确定因素和潜在风险，包括技术、环境、人为因素等。
只有当我们充分了解系统所面临的各种风险之后，才能有针对性地制定可靠性设计方案，从而最大程度地降低风险对系统稳定性的影响。
二、多层次的容错设计在系统设计中，容错设计是确保系统可靠性的重要手段之一。
而在容错设计中，多层次的容错是非常重要的。
这意味着系统在硬件、软件甚至人员层面都应该具备容错能力，以应对不同层次的故障和问题。
比如在电子设备中，可以通过硬件冗余和软件监控相结合的方式，实现多层次的容错设计，从而提高系统的稳定性和可靠性。
三、合理的负载能力评估在系统设计中，负载能力评估也是至关重要的一环。
系统的负载能力需要根据实际使用情况和需求来进行合理评估，以确保系统在承受正常工作负荷的同时不会出现过载而导致系统崩溃的情况。
这需要结合系统的实际情况和使用环境，进行综合评估和设计，以确保系统具备足够的负载能力和稳定性。
四、灵活的故障处理机制在系统设计中，灵活的故障处理机制也是非常重要的。
无论是硬件故障还是软件问题，系统都需要具备快速、灵活的故障处理能力，以确保系统在遇到问题时能够及时稳定下来，并且能够尽快恢复正常工作状态。
这需要在设计阶段就考虑到系统的故障处理机制，充分考虑到各种可能出现的故障情况，确保系统在出现问题时能够迅速做出相应的应对措施。
五、持续的改进和优化最后，系统可靠性设计的核心原则还包括持续的改进和优化。
随着科技的不断发展和社会的不断变化，系统的可靠性设计也需要不断跟进，不断进行改进和优化，以适应新的需求和挑战。
安全人机工程学原则
机械系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起着主导作用，是最活跃、最难把 握，同时也最容易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原则导致的事故时有发生， 据国外资料统计，生产中有 58％一 70％的事故是与忽视人的因素有关。因此，机械设计 应考虑与人体有关的人体测量参数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心理特征， 以减少人为差错，最大限度地减轻体力、脑力消耗及精神紧张感。
显示装置、操纵装置，以及与人的劳动姿势有关的工作空间和操作行为等，是人机要 求集中体现之处，应满足人体测量参数、人体的结构特性和机能特性、生理和心理条件， 合乎卫生要求。
2 在机械设计中，根据安全人机学原则，通过减小操作者心理和生理的不利影响，协调 好人、机的功能分配和相互作用来改善机器的操作性能和可靠性，从而减少机器使用各阶 段的差错概率，以保障安全。机械设计时应考虑以下几个方面：
（1）合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、比较人和机的各自特性， 合理分配人机功能。在可能的条件下，尽量通过实现机械化、 自动化，减少操作者干预或
1 （1）由于生理影响产生的危险。不利于健康的操作姿势、用力过度或重复用力等体
力消耗产生的疲劳所导致的危险。
（2）由于心理-生理影响产生的危险。在对机器进行操作、监视或维护时，由于精神 负担过重、缺乏思想准备以及过度紧张等原因，造成心理负担过重而导致的危险。
（3于人-机配合、协 调不当，使人产生各种错觉而引起误操作所造成的危险。
介入危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向机器转移，人从直接劳动 者向监控或监视转变的趋势，向安全化生产迈进。
可靠性设计的质量管理原则
可靠性设计的质量管理原则在工程设计中，可靠性是一个至关重要的方面，特别是在需要长期运行、性能稳定的产品或系统中。
可靠性设计的质量管理原则有助于确保产品或系统在整个生命周期中具有高度可靠性，提高用户满意度并减少维修成本。
本文将介绍几个关键的可靠性设计质量管理原则，以帮助工程师在项目中实现更可靠的设计。
一、全面分析需求可靠性设计的第一步是全面分析需求。
工程师应该与客户和利益相关者充分沟通，了解他们对产品或系统的要求和期望。
在分析需求过程中，应该综合考虑使用环境、寿命要求、性能需求等因素，并将其转化为具体的设计要求。
只有明确了需求，才能进行后续的设计和验证工作。
二、合理选择材料和组件选择合适的材料和组件对于可靠性设计至关重要。
工程师应该根据产品或系统的使用环境和性能需求，选择具有高可靠性和稳定性的材料和组件。
同时，还需要考虑材料和组件的可获得性、成本和维修难易度等因素，以确保在生产和维修过程中能够及时获得所需材料和组件。
三、进行可靠性分析与验证在设计过程中，进行可靠性分析与验证是至关重要的一步。
工程师可以使用各种可靠性分析方法，例如故障模式与影响分析（FMEA）、失效模式、效果和严重性分析（FMECA）等，来识别潜在的故障模式和影响，并采取相应的措施进行预防或纠正。
此外，还应该进行可靠性验证实验，以验证设计是否符合预期可靠性要求。
四、考虑冗余和备份策略冗余和备份策略是提高系统可靠性的常用方法之一。
通过在关键部件或子系统中引入冗余设计和备份设备，可以在发生故障时提供备用方案，确保系统的持续运行。
工程师在设计中应当考虑冗余和备份策略的实施方式，以满足可靠性要求。
五、进行持续监测与改进可靠性设计并非一次性的过程，而是需要持续监测与改进。
工程师应该建立完善的可靠性监测系统，定期对产品或系统进行故障记录、性能评估和用户反馈分析。
同时，还应该对设计进行持续改进，采取改进措施以提高产品或系统的可靠性。
六、培养可靠性意识和质量文化最后，企业应该注重培养可靠性意识和质量文化。
(完整word版)人机系统可靠性计算
人机系统可靠性计算（一)系统中人的可靠度计算由于人机系统中人的可靠性的因素众多且随机变化，因此人的可靠性是不稳定的。
人的可靠度计算(定量计算)也是很困难的。
1．人的基本可靠度系统不因人体差错发生功能降低和故障时人的成功概率，称为人的基本可靠度，用r表示。
人在进行作业操作时的基本可靠度可用下式表示:r＝a1a2a3 (1—26)式中a1——输入可靠度，考虑感知信号及其意义，时有失误;a2—-判断可靠度,考虑进行判断时失误；a3——输出可靠度，考虑输出信息时运动器官执行失误，如按错开关。
上式是外部环境在理想状态下的可靠度值。
a1，a2，a3，各值如表1—11所示。
表1——11可靠度计算别说明这两种作业人的可靠度的确定方法。
(1）连续作业。
在作业时间内连续进行监视和操纵的作业称为连续作业,例如控制人员连续观察仪表并连续调节流量；汽车司机连续观察线路并连续操纵方向盘等.连续操作的人的基本可靠度可以用时间函数表示如下：+∞l（t)dt] (1—27)r（t）＝exp[∫式中 r（t)——连续性操作人的基本可靠度;t——连续工作时间；l(t)--t时间内人的差错率。
(2)间歇性作业。
在作业时间内不连续地观察和作业，称为间歇性作业，例如，汽车司机观察汽车上的仪表,换挡、制动等。
对间歇性作业一般采用失败动作的次数来描述可靠度，其计算公式为：r＝l一p(n／N） (1-28)式中 N--总动作次数；n-—失败动作次数；p——概率符号。
2．人的作业可靠度考虑了外部环境因素的人的可靠度RH为：RH＝1—bl·b2·b3·b4·b5（1—r）（1—29)式中 b1——作业时间系数;b2——作业操作频率系数；b3——作业危险度系数;b4—-作业生理和心理条件系数;b5-—作业环境条件系数；(1-r)--作业的基本失效概率或基本不可靠度.r可根据表1—1及式（1-26）求出.b1~b5;可根据表1—12来确定.表1-—12 可靠度RH的系数(bl～b5)人机系统组成的串联系统可按下式表达：Rs＝RH·RM （1-30)式中 Rs--人机系统可靠度;RH—-人的操作可靠度;RM——机器设备可靠度.人机系统可靠度采用并联方法来提高。
人机系统可靠性设计基本原则
人机系统可靠性设计基本原则一、概述人机系统可靠性设计是指在人机交互系统的设计过程中，通过合理的设计、可靠性测试和维护，以保证系统的质量和可靠性。
人机系统可靠性设计的目的是建立一个安全、高效、可靠、易用和可维护的系统，能够满足用户的需求和期望。
人机系统可靠性设计是一项复杂的任务，需要综合考虑多个因素，包括使用环境、用户需求和使用习惯、硬件和软件的可靠性、维护成本等。
本文将介绍人机系统可靠性设计的基本原则，以帮助设计人员建立高效、可靠和用户友好的人机系统。
二、基本原则1. 用户为中心人机系统的设计应该以用户为中心，强调用户需求和体验。
设计人员应该考虑用户的使用环境、心理和认知特点，设计易用性高、操作简洁、界面友好的系统。
设计人员还需考虑用户的使用习惯和习惯动作，避免用户在使用时出现不适应的情况。
2. 可靠性系统的可靠性是一个基本的设计原则。
为了提高系统的可靠性，需要关注软件和硬件的质量，以及系统的维护成本。
设计人员需要使用可靠的技术，进行可靠的计算和测试，并进行适当的维护和监测，以保证系统的稳定。
3. 系统安全系统的安全是一个重要的设计原则。
设计人员需要考虑安全问题的发生可能性，并采取相应的措施来保障用户的信息和隐私安全。
4. 可维护性系统的可维护性是一个重要的设计原则。
设计人员需要考虑系统的维护成本，并设计相应的功能和界面，以方便维修和维护。
5. 合理的反馈机制系统必须建立一套完善的反馈机制，帮助用户了解看到的操作结果，让用户知道操作的行为是否有效，反馈的内容应该具体且明确。
同时，反馈机制应该合理，不能因过度反馈，导致用户的疲劳和不适应。
6. 弹性和容错性在设计系统时，应该考虑到错误操作或系统故障的情况。
设计人员应该设计系统弹性和容错性，以防止错误和故障的发生，并提供相应的解决方案。
并且，设计人员也应该在用户错误操作，或系统故障时，给予用户积极的、及时的建议和解决方案。
7. 可定制化设计人员应该考虑到不同用户对系统的需求和使用情况，使用合适的机制和手段，以便用户可以定制化自己的操作界面或工具。
信息系统人机界面设计的基本原则
信息系统人机界面设计的基本原则信息系统人机界面设计的基本原则是指在设计信息系统时，考虑用户的需求和心理特点，以人为本，创造一个合理、易用、有效的界面。
下面将介绍信息系统人机界面设计的基本原则。
一、可用性原则可用性是指用户使用系统的便捷程度和满意度。
要提高信息系统的可用性，需要考虑以下几个方面：1. 易学性：界面设计应该简单直观，用户可以快速掌握系统的使用方法。
2. 易操作性：用户使用系统时，操作步骤应该简洁明了，避免复杂的操作流程和过多的输入。
3. 容错性：系统应该具备处理用户错误操作的能力，避免用户犯错时系统崩溃或无法恢复。
4. 反馈性：系统应该能够及时给出操作结果的反馈信息，告诉用户操作是否成功。
5. 一致性：系统的操作界面应该在整体上保持一致，操作方式、按钮位置等应该符合用户的习惯。
二、可视化原则可视化是指通过图形化、图像化方式来展示系统信息，使用户更容易理解和识别。
要提高信息系统的可视化，需要考虑以下几个方面：1. 简洁性：减少界面的冗余信息，突出重要信息，避免给用户带来困扰。
2. 色彩搭配：选择恰当的色彩搭配，使界面色彩和谐，易于识别和辨别。
3. 图标设计：用符号和图标代替文字，减少用户的阅读压力，提高操作效率。
4. 排版布局：合理设计界面的排版和布局，使信息分布均匀，界面整洁美观。
5. 图表设计：当需要展示大量数据时，可以通过图表的形式进行可视化展示，方便用户理解。
四、美观性原则美观性是指系统的界面设计应该美观大方，给人以愉悦感。
要提高信息系统的美观性，需要考虑以下几个方面：1. 颜色搭配：选择适合的颜色搭配，使界面色彩和谐统一。
2. 字体选择：使用适应系统风格的字体，大小要合适，避免字体过小或过大给用户带来困扰。
3. 图片选择：使用高质量的图片，并根据需要进行图片的裁剪和编辑。
4. 整洁美观：界面整体布局应该整洁美观，避免过多的装饰和冗余信息。
五、可靠性原则可靠性是指信息系统应该具备稳定、安全、可靠的特性。
人机工程学所有试题及答案
测试题答案二、简答题（30分）1.人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系, 简述这三者的含义。
答: 人——指操作者或使用者（1分）；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；（2分）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；（2分）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与它们所处的周围环境所构成的系统。
（1分）2.在设计室内空间的灯具安装位置时, 有空腔和空腔率的概念。
请简述空腔的种类与各类所包含的范围。
答: 空腔类型: 顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。
（0.5分／项）顶棚空腔: 天花板到灯具下母线之间的空间范围；（1.5分）房间空腔: 灯具下母线到操作面之间的空间范围；（1.5分）地板空腔: 操作面到地板之间的空间范围。
（1.5分）3、简述舒适性的类型, 并解释。
答: 类型: 行为舒适性（2分）、知觉舒适性（2分）。
解释（2分）。
4.使图形稳定、清楚的条件有哪些？（答出一点得1分, 总分6分）答: 1）面积小的部分比大的部分容易形成图形；2）同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。
3）亮的部分比暗的部分容易形成图形；4）含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形；5）向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形；6）对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形；7）具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形；8）与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形；9）与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。
5.什么是旷奥度？答: 空间的旷奥度: 空间的开放性与封闭性。
（2分）旷: 开放性（2分）奥: 封闭性（2分）1/ 14三、论述题（40分）1.知觉的基本特性有哪些？并举图例说明。
答：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉（4分, 少一项扣一分）, 举例说明（4分, 少一项扣一分）2.分析图2中的色视野图, 在空白位置填上合适的色觉, 并对色视野图进行分析, 最后举出在实际设计中的应用实例。
1 人机系统的可靠性
人机系统的可靠性和安全性一、基本概念1．可靠性定义：可靠性是指研究对象在规定条件下和规定时间内功能的能力。
研究对象：指系统、机器、部件或人员。
本学科只研究人的操作可靠性，即以引起系统故障或失效的人为因素为研究对象。
可靠性高低与研究对象所处的规定条件和规定时间有密切关系。
研究对象所处的条件包括温度、湿度、振动、冲击、负荷、压力等，还包括维护方法、自动操作还是人工操作、作业人员的技术水平等广义的环境条件。
规定的时间一般指通常的时间概念，根据研究对象的不同也使用周期、距离、次数等相当于时间指标的量。
研究对象的功能：是指对象的某些特定的技术指标。
2．可靠度定义：可靠度R是指在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的概率。
不可靠度或失效概率F：研究对象在规定的条件下、规定时间内丧失规定的功能的概率。
R十F＝1或R＝l—F可靠度的获得：研究对象的不可靠度可以通过大量的统计实验得出。
3．人的操作可靠度定义：作业者在规定条件下、规定时间内正确完成操作的概率，用R H表示。
人的操作不可靠度(人体差错率)F H，R H+F H=1。
人的操作可靠度计算：人的行动过程包括：信息接受过程、信息判断加工过程、信息处理过程。
人的可靠性也包活人的信息接受的可靠性、信息判断的可靠性、信息处理的可靠性。
这三个过程的可靠性就表达了人的操作可靠性。
（1）间歇性操作的操作可靠度计算。
间歇性操作的特点是在作业活动中，作业者进行不连续的间断操作。
例如，汽车换挡、制动等均属间歇性操作。
这种操作可能是有规律的，有时也可能是随机的。
因此，对于这种操作不宜用时间来表达其可靠度，一般用次数、距离、周期等来描述其可靠度。
若某人执行某项操作N次，其中操作失败n次，则当N足够大时，则此人的操作不可靠度为：F H＝n/N人在执行此项操作中，其操作可靠度为：R H＝1—F H＝1—n/N例如，汽车司机操纵刹车5000次，其中有1次失误项操作的可靠度为：R H＝1—1/5000＝0．9998（2）连续性操作的操作可靠度计算。
可靠性设计应遵循的原则
可靠性设计应遵循的原则1 简化设计应遵循的原则(1) 应对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能。
(2) 应在满足规定功能要求的条件下，使设计简单，尽可能减少产品层次和组成单元的数量。
(3) 尽量减少执行同一（或相近）功能的零部件、元器件数量。
(4) 应优先选用标准化程度高的零部件、紧固件与连接件、管线、缆线等。
(5) 最大限度地采用通用的组件、零部件、元器件，并尽量减少其品种。
(6) 必须使故障率高、容易损坏、关键性的单元具有良好的互换性和通用性。
(7) 采用不同工厂生产的相同型号成品件必须能够实现安装互换和功能互换。
(8) 产品的修改不应改变其安装和联接方式以及有关部位的尺寸，应使新旧产品可以实现安装互换。
2 冗余设计应遵循的原则(1) 当简化设计、降额设计及选用的高可靠性零部件、元器件仍然不能满足任务的可靠性要求时，应采用冗余设计。
(2) 在重量、体积、成本允许的条件下，选用冗余设计比其他可靠性设计方法更能满足任务的可靠性要求。
(3) 影响任务成功的关键部件如果具有单点故障模式，则应考虑采用冗余设计技术。
(4) 硬件的冗余设计一般在较低层次（如设备、部件）使用，功能冗余设计一般在较高层次进行（如分系统、系统）。
(5) 冗余设计中应重视冗余转换的设计：在进行切换冗余设计时，必须考虑切换系统的故障概率对系统的影响，尽量选择高可靠的转换器件。
(6) 冗余设计应考虑对共模/共因故障的影响。
3 热设计应遵循的原则(1) 传导散热设计：如选用导热系数大的材料，加大与导热零件的接触面积，尽量缩短热传导的路径，在传导路径中不应有绝热或隔热件等。
(2) 对流散热设计：如加大温差，即降低周围对流介质的温度；加大流体与固体间的接触面积；加大周围介质的流动速度，使它带走更多的热量等。
(3) 辐射散热设计：如在发热体表面涂上散热涂层以增加黑度系数；加大辐射体的表面积等。
(4) 耐热设计：如接近高温区的所有操纵组件、电线、线束和其他附件均应采取防护措施并用耐高温材料制成；导线间应有足够的间隙，在特定高温源附近的导线要使用耐高温绝缘材料。
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人机系统可靠性设计基本原则
1．系统的整体可靠性原则
从人机系统的整体可靠性出发，合理确定人与机器的功能分配，从而设计出经济可靠的人机系统。
一般情况下，机器的可靠性高于人的可靠性，实现生产的机械化和自动化，就可将人从机器的危险点和危险环境中解脱出来，从根本上提高了人机系统可靠性。
2．高可靠性组成单元要素原则
系统要采用经过检验的、高可靠性单元要素来进行设计。
3．具有安全系数的设计原则
由于负荷条件和环境因素随时间而变化，所以可靠性也是随时间变化的函数，并且随时间的增加，可靠性在降低。
因此，设计的可靠性和有关参数应具有一定的安全系数。
4．高可靠性方式原则
为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动保险装置等高可靠度结构组合方式。
(1)、系统“自动保险”装置。
自动保险，就是即使是外行不懂业务的人或不熟练的人进行操作，也能保证安全，不受伤害或不出故障。
这是机器设备设计和装置设计的根本性指导思想，是本质安全化追求的目标。
要通过不断完善结构，尽可能地接近这个目标。
(2)、系统“故障安全”结构。
故障安全，就是即使个别零部件
发生故障或失效，系统性能不变，仍能可靠工作。
系统安全常常是以正常的准确的完成规定功能为前提。
可是，由于组成零件产生故障而引起误动作，常常导致重大事故发生。
为达到功能准确性，采用保险结构方法可保证系统的可靠性。
从系统控制的功能方面来看，故障安全结构有以下几种：
①消极被动式。
组成单元发生故障时，机器变为停止状态。
②积极主动式。
组成单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。
③运行操作式。
即使组成单元发生故障，机器也能运行到下次的定期检查。
通常在产业系统中，大多为消极被动式结构。
5．标准化原则
为减少故障环节，应尽可能简化结构，尽可能采用标准化结构和方式。
6．高维修度原则
为便于检修故障，且在发生故障时易于快速修复，同时为考虑经济性和备用方便，应采用零件标准化、部件通用化、设备系列化的产品。
7．事先进行试验和进行评价的原则
对于缺乏实践考验和实用经验的材料和方法，必须事先进行试验和科学评价，然后再根据其可靠性和安全性而选用。
8．预测和预防的原则
要事先对系统及其组成要素的可靠性和安全性进行预测。
对已发现的问题加以必要的改善，对易于发生故障或事故的薄弱环节和部位也要事先制定预防措施和应变措施。
9．人机工程学原则
从正确处理人---机---环境的合理关系出发，采用人类易于使用并且差错较少的方式。
10．技术经济性原则
不仅要考虑可靠性和安全性，还必须考虑系统的质量因素和输出功能指标。
其中还包括技术功能和经济成本。
11．审查原则
既要进行可靠性设计，又要对设计进行可靠性审查和其他专业审查，也就是要重申和贯彻各专业各行业提出的评价指标。
12．整理准备资料和交流信息原则
为便于设计工作者进行分析、设计和评价，应充分收集和整理设计者所需要的数据和各种资料，以有效地利用已有的实际经验。
13．信息反馈原则
应对实际使用的经验进行分析之后，将分析结果反馈给有关部门。
14．设立相应的组织机构
为实现高可靠性和高安全性的目的，应建立相应的组织机构，以
便有力推进综合管理和技术开发。
〘例题〙单项选择
在人机系统可靠性设计中，实现生产的机械化和自动化，逐步将人从机器的危险点和危险环境中解脱出来，体现了人机系统可靠性设计的（）原则。
A. 系统的整体可靠性原则
B. 高可靠性方式原则
C. 预测和预防的原则
D. 人机工程学原则〖答案〗A。