安全人机工程学第2章 人机系统

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2.Price决策图法
决策图由6个区域组成，每个区域对应于不同的人机绩效和分 配方案：①表示将功能分配给机器；②表示将功能分配给机 器；③表示既可分配给人也可分配给机器，存在一个最佳分 配点；④将功能分配给人；⑤将功能分配给人；⑥采用其他 的方法重新设计。
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3. Sheffield法
采用人时的有利点 由于各种干扰，需要判断信息时
在图形变化情况下，要求判断图形 时 要求判断各种各样的输入时 对发生频率非常低时的事态需要进 行判断时 解决问题需要归纳、判断时
预测不测事件的发生时
必须长时间地施加控制力时
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4.人机功能匹配对人机系统的影响
随着现代化的发展操作者的工作负荷已成为一个突出的问 题。在工作负荷过高的情况下，人往往出现应激反应，导 致重大事故的发生。
储存信息
机器一般要靠磁盘、磁带、磁鼓、打孔卡、凸轮、模板等储 存系统来储存信息。
处理信息
对接受的信息或储存信息，通过某种过程进行处理。
执行功能
一是机器本身产生控制作用，如车床自动加深或减少铣削深 度；二是借助声、光等信号把指令从这个环节输送到另一 个环节。
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2.4.3 人与机的功能分配 1.人机特性比较
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表2-1 人机特性比较
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2.人机功能分配的含义
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。
从安全的角度出发，人机匹配主要解决的问题是：信息由 机器的显示器传递到人，需要选择适宜的信息通道，避免 信息通道过载而失误，以及显示器的设计如何符合安全人 机工程学原则；信息从人的运动器官传递给机器，如何考 虑人的极限能力和操作范围，控制器如何设计得高效、安 全、可靠、灵敏；如何充分运用人和机各自的优势；怎样 使人机界面的通道数和传递频率不超过人的能力，以及机 如何适合大多数人的应用。
第2章 人机系统
2.1 人机系统概述 2.2 人机系统类型及功能 2.3 人机系统的基本模式 2.4 人机功能分配 2.5 人机系统事故模式与应用
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学习目标：
了解人机系统的类型； 掌握人的功能和机的功能及功能特性比较，能进行简单的人
机功能分配设计； 充分理解人机系统事故模式和安全人机系统事故模型的作用； 理解人机关系和人机系统基本模式。
图2-6人机系统的基本模式
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2.4人机功能分配
2.4.1 人的主要功能
图2-7人在操作活动中的基本功能示意图
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人在人机系统中的三种功能
人的第一种功能—传感器 人的第二种功能—信息处理器 人的第三种功能—操纵器
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2.4.2 机的主要功能
接受信息
对机器来说，信息的接受是通过机器的感觉装置，如电子、 光学或机械的传感装置来完成。
以及机适合大多数人的应用。 一定要考虑到机器发生故障的可能性，以及简单排除故障
的方法和使用的工具。 要考虑到小概率事件的处理，有些偶发性事件如果对系统
无明显影响，可以不必考虑，但有的事件一旦发生就会造 成功能的破坏，对这种事件就要事先安排监督和控制方法。
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2.4.4 人机系统功能分配方法
1.人机能力比较法（Fitts Lists分配方法）
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。
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5.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
百度文库
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自动化系统
图2-3自动化人机系统
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2.2.3 按人机结合方式分类 人机串联 人机并联 人与机串、并联混合
图2-4人与机的结合方式
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2.2.4人机系统的功能 信息接收 信息加工 信息贮存
执行功能 信息反馈 输入与输出
图2-5人机系统的功能
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2.3人机系统的基本模式
人的子系统可概括为S-O-R（感受刺激Stimulus-大脑信息 加工Organism-做出反应Response）；机器的子系统可概括 为C-M-D（控制装置Controller-机器运转Machine-显示装置 Display）。 人的子系统( S-O/O-R ) 机的子系统(C-M/M-D) 人机界面()
在分配过程中共需要 考虑100多项决策准则， 将其分为8 组。
优点是考虑的因素比 较全面，而且包含了系 统的静态和动态功能分 配过程。
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4.自动化分类与等级设计法
该方法由英国科学家Parasuraman和Sheridan提出，主要应 用于工业自动化系统如核电站监控中。该方法认为任何人机 自动化系统的工作过程类似于人类的信息处理，可分为四个 步骤即：获取、分析、决策、行动。
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2.5 人机系统事故模式与应用
2.5.1人机系统事故模式
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2.1人机系统概述
人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个 子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。
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2.2人机系统类型及功能
2.2.1按有无反馈控制分类 开环人机系统 闭环人机系统 2.2.2按系统自动化程度分类 人工操作系统
图2-1人工操作系统
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半自动化系统
图2-2半自动化人机系统
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3.人机功能分配的一般原则
表2-2 采用人机时有利点
采用机器时的有利点 重复性的操作、计算，大量的情报 资料存储 迅速施加大的物理力时
大量的数据处理 根据某一特定范围，多次重复作出 判断 由于环境约束，对人有危险或操作 容易犯错误时 当调节、操作速度非常重要，具有 决定意义时 控制力的施加要求非常严格时
互联系的途径和手段。
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6.人机功能分配应注意问题
信息由机器的显示器传递到人，选择适宜的信息通道，避 免信息通道过载而失误。同时，显示器的设计应符合安全 人机工程的原则。
信息从人的运动器官传递给机器，应考虑人的权限能力和 操作范围，控制器设计要安全、高效、可靠、灵敏。
充分考虑人和机的各自优势。 使人机结合面的信息通道数和传递频率不超过人的能力，