人机功能匹配

2、人为失误分析
人为失误是在规定时间内和规定条件下， 人没有完成分配给它的功能。 人的失误导致灾害事故占有相当大的比例 （有的占70%-80%）。因此，必须重视和 认真研究人为失误的原因，从而找出防止 失误的措施，提高人机系统的安全性。
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（1）失误类型
1)没有执行分配给他的功能 2)执行了没有分配给他的功能 3)错误地执行了分配给他的功能 4)按错误的程序或错误的时间执行了分配 给他的功能
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素
温度、照明、 振动、噪声、 粉尘、毒物等
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素
训练程度、经验、 操作熟练度、 技术水平高低、 责任心强弱等
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
5、人机功能匹配应该注意问题
4）使用人机结合面的信息通道和传递频 率不能超过人的能力极限，并使机器适合 大多数人； 5）要考虑机器发生故障的可能性，以及 简单排除故障的方法和工具； 6）要考虑小概率事件的处理，对可能造 成破坏的小概率事件事先安排监督和控制 方法。
第二节 人机系统的安全可靠性
可靠性是指研究对象在规定条件下和规定 时间内完成规定功能的能力。
灵活性
如果是专用机械，不调整则不能改 变其作业用途
输入灵敏度 具有某些超人的感觉，如有感觉电 离辐射的能力
三、人机特性比较
项目
智力 操作处理 能力
机器
无（智能机除外）
人
拥有观察力、注意力、记忆力、思维 力、想象力、创造力
操纵力、速度、精密度、操作量、操 可进行各种控制，手具有非常大的自 作范围等均优于人的能力，在处 由度，能极巧地进行各种操作。 理液体、气体、固体方面比人强， 从视觉、听觉、变位和重量感觉 但对柔软物体的处理能力比人差 上得到的信息可以完全反馈给控 制器 恒定 最适用于文字的再现和长期存储 不能长时间地保持恒定功率，必须适 当休息，不能适应恶劣的环境 可存储大量信息，并进行多种途径存 取，擅长于对原则和策略的记忆
生理因素 心理因素 管理因素 人际关系 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素 操作的连续性 反复性、 持续时间 操作速度 操作频率
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
大脑意识水平与人的可靠性
规定时间依据不同对象和工作目的而异， 如火箭要求几秒或几分钟内工作可靠，而 一台机床要求的可靠使用时间则长得多。 一般地说，机器设备的可靠性随使用时间 的增加而逐渐降低，使用时间越长，可靠 性越低。使用时间不同，可靠性也不同。
第二节 人机系统的安全可靠性
可靠性是指研究对象在规定条件下和规 定时间内完成规定功能的能力。
3、人机功能匹配中不合理的表现
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，如汽车驾驶员驾驶 同时判断行驶里数； 2）人承担的负荷或速度超过人能力极限， 如缝纫机操作速度太快； 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，如设 计中没有考虑人的反应时间；
4、人机功能不匹配的影响
1）比较分配原则 2）剩余分配原则 3）经济分配原则 4）宜人分配原则 5）弹性分配原则
以经济效益为原则，合 理恰当地进行人机功能 分配。如对某一特定功 能．由机器承担时，需 要重新设计、生产和制 造；由人来承担时，则 需要培训、支付费用等。 这两者的经济效益通过 比较和计算来确定功能 的分配。
2、人机功能分配的原则
第四章 安全人机功能匹配
第一节 人机功能匹配
人机系统 在一定的环境条件下，人机系统包括人 和机两个基本组成部分，它们互相联系构 成一个整体。
一、人的主要功能
人在操作活动中的基本功能示意图
一、人的主要功能
人的主要功能
传感器：感受信息， 感知工作和机器情况
信息处理器： 对信息处理分析、判断
操纵器： 通过动作进行操纵
2、人机功能分配的原则
1）比较分配原则 2）剩余分配原则 3）经济分配原则 4）宜人分配原则 5）弹性分配原则
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。在这当 中，必须掌握和了解机 器本身的可靠度，如果 盲目地将功能强加于机 器，则会造成系统的不 安全性。
2、人机功能分配的原则
四、人机功能匹配
人与机的几种结合形式
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
1、人机功能匹配的含义
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 地分配给人或机，叫人机功 能分配。
1、人机功能匹配的含义
人机功能匹配的内容
显示器与人的信息感觉通道特性匹配
控制器与人体运动特性的匹配
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素 情绪水平、 注意力水平等
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素 不正确的指令 不恰当的指导 人际关系不融洽 工作岗位不称心
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
（2）失误种类
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误 4)检验失误 5)维修保养不正确 6)操作失误 7)管理失误
如未严格按照规定全面检 修保养等。
（2）失误种类
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误 4)检验失误 5)维修保养不正确 6)操作失误 7)管理失误
操作中除了使用程序差错、 使用工具不当、记忆或注 意失误外，主要是信息的 确认、解释、判断和操作 动作的失误。
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
生理因素 心理因素 管理因素 环境因素 个人素质 社会因素 操作因素
体力、耐力、 疾病、饥渴、 环境承受能力
一、人的可靠性 1、影响人的可靠性的因素
规定条件包括使用条件、维护条件、环境 条件、贮存条件和工作方式等。某些电子 元器件在实验室中使用和在火箭上使用， 其可靠性就可以相差几个数量级。机器在 超负荷下使用和连续不断工作都会使可靠 性降低。相反，产品在减负荷（低于使用 负荷）下使用，可靠性提高。
第二节 人机系统的安全可靠性
可靠性是指研究对象在规定条件下和规 定时间内完成规定功能的能力。
三、人机特性比较
项目 连续性 机器 耐久性高，能长期连续工作，但需 要适当维护 人 容易产生疲劳，不能长时间的连续工 作，且受年龄，性别与健康状况 等因素的影响 通过教育训练，具有多方面的应变能 力，适应和应付突发事件能力强 在较宽的能量范围内承受刺激因素， 支配感受器适应刺激因素的变化， 如眼睛能感受各种位置、运动和 颜色，善于鉴别图像，能够从高 噪声中分辨信号，易受超过限度 的外界环境刺激的影响
二、机的主要功能
机的主要功能
接受信息: 通过传感器接受信息 储存信息: 通过储存装置储存信息 处理信息: 对信息加工处理 执行功能:1机器本身产生控制功能， 2借助信号把指令从这个环节传递到下个环节
三、人机特性比较
在人机系统设计中，首先要按照科学 的观点分析人和机器各自的不同特点， 以便研究人与机器的功能分配，从而 扬长避短，各尽所长，充分发挥人与 机器的各自优点；从设计开始就尽量 防止产生人的不安全行动和机器的不 安全状态，做到安全生产。
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误 4)检验失误 5)维修保养不正确 6)操作失误 7)管理失误
如错装零件，装错位置， 调整错误，接错电线等。
（2）失误种类
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误 4)检验失误 5)维修保养不正确 6)操作失误 7)管理失误
如安装了不符合要求的材 料、不合格配件及不合理 的工艺方法，或允许有违 反安全工程要求的情况存 在等。
三、人机特性比较
项目 速度 逻辑推理 计算 可靠性 占优势 擅长演绎而不易于改变演绎程序 快且精确，但不擅于纠正误差 按照恰当设计制造的机器，在完成规 定的作业中可靠性很高，而且保 持恒定，不能处理意外的事态。 在超负荷条件下可靠性突降。 可靠性与成本有关 机器 时间延时为1s 擅长于归纳，容易改变其推理程序 慢且易产生误差，但擅于修正误差 就人脑而言，其可靠性远远超过机械， 但在极度疲劳与紧急事态下，很可 能变得极不可靠，人的技术水平、 经验以及生理和心理状况对可靠性 有较大影响，可处理意外紧急事态 人
1）比较分配原则 2）剩余分配原则 3）经济分配原则 4）宜人分配原则 5）弹性分配原则
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。
2、人机功能分配的原则
1）比较分配原则 2）剩余分配原则 3）经济分配原则 4）宜人分配原则 5）弹性分配原则
系统的某些功能可以同 时分配给人或机器，这 样人可以自由选择参与 系统行为的程度。例如 许多控制系统可以自动 完成，也可手动完成， 尤其现代计算机的控制 系统，要有多种人机接 口，从而实现不同程度 的人机对话。
（2）失误种类
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误 4)检验失误 5)维修保养不正确 6)操作失误 7)管理失误
如管理出现松懈现象。
（3）失误后果
1)如果不考虑人和机的适应，那么人既不 会舒适，也不会高效工作。 2)人机不协调或协调性差是违章操作的主 要原因，而违章操作可能会导致人为失误 甚至安全事故；其次操纵器、显示器、报 警器设计上的缺陷，未能达到最佳匹配也 会造成违章操作，造成事故。
5、人机功能匹配应该注意问题
1）信息由机器显示器传递给人时，应该 选择适宜的信息通道，避免信息过载，同 时设计符合人机学原则； 2）信息从人的运动器官传递到机器时， 应该考虑人的能力极限和操作范围，控制 器应该高效、安全、灵活、可靠； 3）设计时，应该充分利用人和机的各自 优势；
规定功能是指机器设备本身的性能指标和 包括人方便、安全、舒适地操纵机器的使 用功能。当机器和设备达到规定功能，则 可靠；当产品丧失规定功能，则称其发生 故障、失效或不可靠。
第二节 人机系统的安全可靠性
可靠性是指研究对象在规定条件下和规 定时间内完成规定功能的能力。
能力是指可靠性的高低，如“平均无故障 时间”长，度量可靠性能力的指标很多， 如：可靠度、平均寿命等。
功率输出 记忆
三、人机特性比较
可以看出，人具有智能、复杂感觉能力、综合 判断能力、随机应变能力，对各种情况的决策 和处理能力等。而人的功能限度是准确性、体 力、速度和知觉能力； 机的优点是作用力大、速度快、高阶运算能力 和存储能力强、连续作业能力和耐久性能好。 机的功能限度是性能维持能力、正常动作、判 断能力、造价及运营费用。
显示器与控制器的匹配
环境条件与人心理生理及生物力学特性的匹配
2、人机功能分配的原则
1）比较分配原则 2）剩余分配原则 3）经济分配原则 4）宜人分配原则 5）弹性分配原则
通过人与机器的特性比 较，进行客观的和符合 逻辑的分配。如笨重的、
快速的、精细的、规律性的、单 调的、高阶运算的、支持大功率 的、操作复杂的、环境条件恶劣 的作业以及需要检测人不能识别 的物理信号的作业，分配给机器 承担。指令和程序的安排，图形 的辨认或多种信息输入时，机器 系统的监控、维修、设计、创造、 故障处理及应付突然事件等工作， 由人承担。
7)管理失误
（2）失误种类
1)设计失误 2)制造失误 3)组装失误 4)检验失误 5)维修保养不正确 6)操作失误 7)管理失误
如使用不合适的工具，采 用了不合格的零件或错误 的材料，不合理的加工工 艺，加工环境与使用环境 相差较大，作业场所或车 间配置不当，没有按设计 要求进行制造等。
（2）失误种类
（2）失误种类
如不恰当的人机功能分配， 1)设计失误 没按安全人机工程原理设 2)制造失误 计，载荷拟定不当，计算 用的数学模型错误，选用 3)组装失误 材料不当，机构或结构形 4)检验失误 式不妥，计算差错，经验 5)维修保养不正确 参数选择不当，显示器与 控制器距离太远，使操作 6)操作失误 感到不便等。