第十三章_人機系統(tǒng)

1、 第十三章第十三章 人機系統(tǒng)人機系統(tǒng) 1、 人機系統(tǒng)概述人機系統(tǒng)概述 2、 人機系統(tǒng)設計思想與程序人機系統(tǒng)設計思想與程序 3、 人機系統(tǒng)評價概述人機系統(tǒng)評價概述 4、 人機系統(tǒng)分析評價方法人機系統(tǒng)分析評價方法 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 系統(tǒng)定義系統(tǒng)定義: 系統(tǒng)是由相互作用、相互依存的要素（部分）組系統(tǒng)是由相互作用、相互依存的要素（部分）組 成的、具有特定功能的有機整體。成的、具有特定功能的有機整體。 系統(tǒng)的特點系統(tǒng)的特點：目標性目標性；層次性層次性；功能性功能性。 人機系統(tǒng)人機系統(tǒng)是由相互作用、相互依存的人和機器兩個子系統(tǒng)是由相互作用、相互依存的人和機器兩個子系統(tǒng) 構(gòu)成，且能完成特定的目標的一個整體系

2、統(tǒng)。構(gòu)成，且能完成特定的目標的一個整體系統(tǒng)。 圖圖1 1 人機系統(tǒng)基本模式人機系統(tǒng)基本模式 由下列子系統(tǒng)組成由下列子系統(tǒng)組成 ： 人的子系統(tǒng)人的子系統(tǒng)SOR （感受刺激（感受刺激-信息加工信息加工-作出反應）作出反應） 機器的子系統(tǒng)機器的子系統(tǒng)CDM （控制機器運轉(zhuǎn)顯示器）（控制機器運轉(zhuǎn)顯示器） 人機界面人機界面 1.按有無反饋控制分類按有無反饋控制分類 （1）閉環(huán)人機系統(tǒng)）閉環(huán)人機系統(tǒng) （反饋控制人機系統(tǒng)）（反饋控制人機系統(tǒng)） （2）開環(huán)人機系統(tǒng)）開環(huán)人機系統(tǒng) 2.按系統(tǒng)自動化程度分類按系統(tǒng)自動化程度分類 （1）人工操作系統(tǒng)）人工操作系統(tǒng) （2）半自動化系統(tǒng)）半自動化系統(tǒng) （3）自動化系統(tǒng)）

3、自動化系統(tǒng) 人（動力源和控制者）人（動力源和控制者） 信信 息息 儲儲 存存 感感 覺覺信息處理與決策信息處理與決策執(zhí)執(zhí) 行行 信信 息息 反反 饋饋 輸輸 出出 輸輸 入入 圖圖1 1 人工系統(tǒng)人工系統(tǒng) 圖圖2 2 人工系統(tǒng)人工系統(tǒng) 圖圖3 3 半自動化系統(tǒng)半自動化系統(tǒng) 人（控制者）人（控制者） 信信 息息 儲儲 存存 感感 覺覺信息處理與決策信息處理與決策執(zhí)執(zhí) 行行 信信 息息 反反 饋饋 輸輸 出出 輸輸 入入 過程過程 控制控制 設設 備備 圖圖4 4 半自動化系統(tǒng)半自動化系統(tǒng) 圖圖5 5 自動化系統(tǒng)自動化系統(tǒng) 輸輸 出出 人（監(jiān)控）人（監(jiān)控） 信信 息息 儲儲 存存 感感 覺覺信息處

4、理與決策信息處理與決策執(zhí)執(zhí) 行行 信信 息息 反反 饋饋 輸輸 入入 過程過程 控制控制 設設 備備 人（監(jiān)視）人（監(jiān)視） 信信 息息 儲儲 存存 感感 覺覺信息處理與決策信息處理與決策執(zhí)執(zhí) 行行 機器機器 圖圖6 6 自動化系統(tǒng)（數(shù)控加工中心）自動化系統(tǒng)（數(shù)控加工中心） 3.按人機結(jié)合方式分類按人機結(jié)合方式分類 （1）人機串聯(lián)）人機串聯(lián) （2）人機并聯(lián)）人機并聯(lián) （3）人機串、并聯(lián)混合）人機串、并聯(lián)混合 p讓人適應機器思想讓人適應機器思想 先設計機器，然后根據(jù)機器的運行來選拔和培訓人員。先設計機器，然后根據(jù)機器的運行來選拔和培訓人員。 p讓機器適應人思想讓機器適應人思想 隨著自動化程度的提高

5、，人的能力遠遠不能適應機器的要隨著自動化程度的提高，人的能力遠遠不能適應機器的要 求，從而產(chǎn)生設計中考慮人的因素，讓機器適應人的設計求，從而產(chǎn)生設計中考慮人的因素，讓機器適應人的設計 的思想。的思想。 p人人機系統(tǒng)思想機系統(tǒng)思想 根據(jù)人的特性，設計出符合人操作的機器設備、器具和環(huán)根據(jù)人的特性，設計出符合人操作的機器設備、器具和環(huán) 境，合理地把系統(tǒng)的各項功能分配給機器和人，從而達到境，合理地把系統(tǒng)的各項功能分配給機器和人，從而達到 系統(tǒng)的最佳匹配。系統(tǒng)的最佳匹配。 正式投產(chǎn)正式投產(chǎn) 試制評價試制評價 系統(tǒng)分析評價系統(tǒng)分析評價 確定系統(tǒng)目標確定系統(tǒng)目標 人機功能分析人機功能分析 人機功能分配人機功

6、能分配 人機界面設計人機界面設計 作業(yè)輔助設計作業(yè)輔助設計 結(jié)構(gòu)設計 性能要求 總體設計 工工 程程 設設 計計 師師 施工設計 人力資源分析 功能要求 人員選擇 人因工程專家人因工程專家 人員訓練 人員開發(fā)人員開發(fā) 機器設計機器設計 優(yōu) 劣 圖圖 7 7 人人 機機 系系 統(tǒng)統(tǒng) 設設 計計 分分 析析 過過 程程 1 1、人機系統(tǒng)的目標、人機系統(tǒng)的目標 人機系統(tǒng)的目標即完成特定功能的目標。人機系統(tǒng)的目標即完成特定功能的目標。 在設計一個系統(tǒng)時，首先必須確定它作為一個整體所體現(xiàn)的目在設計一個系統(tǒng)時，首先必須確定它作為一個整體所體現(xiàn)的目 標，然后再討論為達到該目標，系統(tǒng)應該具備什么樣的功能。標，

7、然后再討論為達到該目標，系統(tǒng)應該具備什么樣的功能。 2 2、人與機器的功能分析、人與機器的功能分析 人機特性比較見表人機特性比較見表131 人優(yōu)于機器的功能人優(yōu)于機器的功能： p在感知覺方面，人的感官的感受能力比機器優(yōu)越。在感知覺方面，人的感官的感受能力比機器優(yōu)越。 p人能運用多種通道接受信息。人能運用多種通道接受信息。 p人具有高度的靈活性和可塑性，能隨機應變，采用靈活的人具有高度的靈活性和可塑性，能隨機應變，采用靈活的 程序。程序。 p人能長期存儲大量信息并能綜合利用進行分析和判斷。人能長期存儲大量信息并能綜合利用進行分析和判斷。 p人具有創(chuàng)造性工作而機器只能按程序工作。人具有創(chuàng)造性工作而

8、機器只能按程序工作。 p人最重要的特點是人具有感情、意識和個性。人最重要的特點是人具有感情、意識和個性。 機器優(yōu)于人的功能機器優(yōu)于人的功能： p機器能提供巨大的動力。機器能提供巨大的動力。 p機器的動作速度快，信息傳遞、加工和反應的速度快。機器的動作速度快，信息傳遞、加工和反應的速度快。 p機器精度高。機器精度高。 p機器的穩(wěn)定性好。機器的穩(wěn)定性好。 p機器能同時完成多種操作，而且保持較高的準確度和效率。機器能同時完成多種操作，而且保持較高的準確度和效率。 p機器能在惡劣的環(huán)境條件下工作。機器能在惡劣的環(huán)境條件下工作。 3、功能分配、功能分配 人機功能分配應考慮的問題人機功能分配應考慮的問題：

9、 p人與機械的性能、負荷能力、潛力及局限性。人與機械的性能、負荷能力、潛力及局限性。 p人進行規(guī)定操作所需的訓練時間和精力限度。人進行規(guī)定操作所需的訓練時間和精力限度。 p對異常情況的適應性和反應能力的人機對比。對異常情況的適應性和反應能力的人機對比。 p人的個體差異的統(tǒng)計。人的個體差異的統(tǒng)計。 p機械代替人的效果和成本。機械代替人的效果和成本。 人機功能分配的原則人機功能分配的原則 p比較分配原則比較分配原則：人機要相互協(xié)調(diào)，相互補充。：人機要相互協(xié)調(diào)，相互補充。 p剩余分配原則剩余分配原則：盡可能多的分配給機器。：盡可能多的分配給機器。 p宜人分配原則宜人分配原則：工作體現(xiàn)價值，有意分配一

10、些挑戰(zhàn)性的工作：工作體現(xiàn)價值，有意分配一些挑戰(zhàn)性的工作 給人，充分發(fā)揮人的技能。給人，充分發(fā)揮人的技能。 p經(jīng)濟分配原則經(jīng)濟分配原則：以經(jīng)濟效益為基礎。：以經(jīng)濟效益為基礎。 p彈性分配原則彈性分配原則：人可以選擇參與系統(tǒng)行為的程度。：人可以選擇參與系統(tǒng)行為的程度。 4、設計與評價、設計與評價 人因工程學設計人因工程學設計 對機具進行設計，使其適應人的特性、保證人使用時得心應手對機具進行設計，使其適應人的特性、保證人使用時得心應手 l人機界面設計，主要是顯示器和控制器的選擇與設計。人機界面設計，主要是顯示器和控制器的選擇與設計。 l作業(yè)空間設計、作業(yè)輔助設計（作業(yè)幫助與指導、訓練的設作業(yè)空間設計

11、、作業(yè)輔助設計（作業(yè)幫助與指導、訓練的設 備和程序，如培訓計劃、用戶手冊、即時用戶幫助，作業(yè)指備和程序，如培訓計劃、用戶手冊、即時用戶幫助，作業(yè)指 導書）等。導書）等。 4 4、設計與評價、設計與評價 系統(tǒng)評價系統(tǒng)評價 試驗系統(tǒng)是否具備完成既定目標的功能，并進行試驗系統(tǒng)是否具備完成既定目標的功能，并進行安全性安全性、舒適性舒適性 及及社會性社會性因素的分析、評價。因素的分析、評價。 l人機功能分配與組合人機功能分配與組合 l人的特性人的特性 l適應的人群的百分位適應的人群的百分位 l作業(yè)是否舒適作業(yè)是否舒適 l防止人為失誤的措施。防止人為失誤的措施。 1 1、人機系統(tǒng)設計在工程設計中的地位、人

12、機系統(tǒng)設計在工程設計中的地位 工程設計的六個設計階段：工程設計的六個設計階段： 原理設計原理設計，主要解決功能問題；，主要解決功能問題； 初步設計初步設計，具有總體設計的性質(zhì)；，具有總體設計的性質(zhì)； 人機系統(tǒng)的設計人機系統(tǒng)的設計，主要是解決人機關(guān)系的一些問題；，主要是解決人機關(guān)系的一些問題； 結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)設計，解決結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和工藝問題；，解決結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和工藝問題； 造型設計造型設計，主要是整體外觀造型的美觀設計問題；，主要是整體外觀造型的美觀設計問題； 完成階段完成階段，包括施工圖設計和試制問題。，包括施工圖設計和試制問題。 圖圖8 8 工程設計的步驟工程設計的步驟 （1）明確系統(tǒng)的目

13、的和條件；）明確系統(tǒng)的目的和條件； （2）進行人和機械的功能分析；）進行人和機械的功能分析； （3）進行人和機械的功能分配；）進行人和機械的功能分配； （4）對系統(tǒng)或機械的設計；）對系統(tǒng)或機械的設計； （5）對系統(tǒng)進行分析評價。）對系統(tǒng)進行分析評價。 系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)開發(fā) 的各階段的各階段 各階段的各階段的 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 人機系統(tǒng)設計中人機系統(tǒng)設計中 應注意的事項應注意的事項 人因工程專家的人因工程專家的 設計任務舉例設計任務舉例 明確系統(tǒng)明確系統(tǒng) 的重要事的重要事 項項 確定目標確定目標主要人員的要求和制約條件主要人員的要求和制約條件 對主要人員的特性對主要人員的特性、訓練等有關(guān)、訓練等有關(guān)

14、 問題進行調(diào)查和預測問題進行調(diào)查和預測 確定使命確定使命 系統(tǒng)使用上的制約條件和環(huán)境上的制約條系統(tǒng)使用上的制約條件和環(huán)境上的制約條 件件 組成系統(tǒng)中人員的數(shù)量和質(zhì)量組成系統(tǒng)中人員的數(shù)量和質(zhì)量 對安全性和舒適性條件進行檢驗對安全性和舒適性條件進行檢驗 明確適用條件明確適用條件 能夠確保的主要人員的數(shù)量能夠確保的主要人員的數(shù)量 和質(zhì)量，能夠得到的和質(zhì)量，能夠得到的 訓練設備訓練設備 對精神、動機的影響進行預測對精神、動機的影響進行預測 系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析 和系統(tǒng)規(guī)和系統(tǒng)規(guī) 劃劃 詳細劃分系統(tǒng)的詳細劃分系統(tǒng)的 主要事項主要事項 詳細劃分系統(tǒng)的主要事項詳細劃分系統(tǒng)的主要事項設想系統(tǒng)的性能設想系統(tǒng)的性能

15、分析系統(tǒng)的功能分析系統(tǒng)的功能對各項設想進行比較對各項設想進行比較設計系統(tǒng)的輪廓及其分布圖設計系統(tǒng)的輪廓及其分布圖 系統(tǒng)構(gòu)思的發(fā)展系統(tǒng)構(gòu)思的發(fā)展 （對可能的構(gòu)思（對可能的構(gòu)思 進行分析評價）進行分析評價） 系統(tǒng)的功能分配系統(tǒng)的功能分配 與設計有關(guān)的必要條件，與設計有關(guān)的必要條件， 與人員有關(guān)的必要條件功能分析與人員有關(guān)的必要條件功能分析 主要人員的配備與訓練方案的制定主要人員的配備與訓練方案的制定 對人機功能分配和系統(tǒng)功能的各對人機功能分配和系統(tǒng)功能的各 種方案進行比較研究種方案進行比較研究 對各種性能的作業(yè)進行分析對各種性能的作業(yè)進行分析 調(diào)查、決定必要的信息顯示調(diào)查、決定必要的信息顯示 與控

16、制的種類與控制的種類 選擇最佳設想和選擇最佳設想和 必要設計條件必要設計條件 人機系統(tǒng)的試驗評價設想人機系統(tǒng)的試驗評價設想 與其他專家組進行權(quán)衡與其他專家組進行權(quán)衡 根據(jù)功能分配預測所需人員的數(shù)根據(jù)功能分配預測所需人員的數(shù) 量和質(zhì)量以及訓練計劃和設備量和質(zhì)量以及訓練計劃和設備 提出試驗評價方法提出試驗評價方法 設想與其他子系統(tǒng)的關(guān)系和設想與其他子系統(tǒng)的關(guān)系和 準備采取的對策準備采取的對策 表表1 1 人機系統(tǒng)的設計步驟人機系統(tǒng)的設計步驟 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 預備設計（大綱的設計）預備設計（大綱的設計）設計時應考慮與人有關(guān)的因素設計時應考慮與人有關(guān)的因素準備適用的人因工程數(shù)據(jù)準備適用的人因工程數(shù)據(jù)

17、 確定設計細則確定設計細則設計細則與人的作業(yè)的關(guān)系設計細則與人的作業(yè)的關(guān)系 提出人因工程設計標準提出人因工程設計標準 關(guān)于信息與控制必要性的研究與實現(xiàn)方法的關(guān)于信息與控制必要性的研究與實現(xiàn)方法的 選擇和開發(fā)選擇和開發(fā) 作業(yè)性能的研究作業(yè)性能的研究 居住性的研究居住性的研究 具體設計具體設計 在系統(tǒng)的最終構(gòu)成階段，協(xié)調(diào)人機在系統(tǒng)的最終構(gòu)成階段，協(xié)調(diào)人機 系統(tǒng)系統(tǒng) 操作和保養(yǎng)的詳細分析研究（提高操作和保養(yǎng)的詳細分析研究（提高 可靠性和維修性）可靠性和維修性） 設計適應性高的機器設計適應性高的機器 人所處空間的安排人所處空間的安排 參與系統(tǒng)設計最終方案的確定參與系統(tǒng)設計最終方案的確定 最后決定人機之

18、間的功能分配最后決定人機之間的功能分配 使人在作業(yè)過程中，信息、聯(lián)絡、行動能夠使人在作業(yè)過程中，信息、聯(lián)絡、行動能夠 迅速、準確地進行迅速、準確地進行 對安全性的考慮對安全性的考慮 防止作業(yè)者工作熱情下降的措施防止作業(yè)者工作熱情下降的措施 控制面板的配置控制面板的配置 空間設計、人員和機器的配置空間設計、人員和機器的配置 決定照明、溫度、噪聲等環(huán)境條件和保護措決定照明、溫度、噪聲等環(huán)境條件和保護措 施施 人員的培養(yǎng)計劃人員的培養(yǎng)計劃 人員的訓練和器材配備計劃人員的訓練和器材配備計劃 與其他專家小組的折衷方案與其他專家小組的折衷方案 決定使用說明書的內(nèi)容和式樣決定使用說明書的內(nèi)容和式樣 決定系統(tǒng)

19、的運行和保養(yǎng)所需的人員的數(shù)量和決定系統(tǒng)的運行和保養(yǎng)所需的人員的數(shù)量和 質(zhì)量、訓練計劃和器材的開展質(zhì)量、訓練計劃和器材的開展 系統(tǒng)的試驗和評系統(tǒng)的試驗和評 價價 規(guī)劃階段的評價規(guī)劃階段的評價 模型制作階段原型、最終模型制作階段原型、最終 模型缺陷診斷、修改的建模型缺陷診斷、修改的建 議議 人因工程學試驗評價人因工程學試驗評價 根據(jù)試驗數(shù)據(jù)的分析，修改設計根據(jù)試驗數(shù)據(jù)的分析，修改設計 設計圖紙階段的評價設計圖紙階段的評價 模型或操縱訓練用模擬裝置的人機關(guān)系評價模型或操縱訓練用模擬裝置的人機關(guān)系評價 確定評價標準（試驗法、數(shù)據(jù)種類、分析法確定評價標準（試驗法、數(shù)據(jù)種類、分析法 等）等） 對安全性、舒

20、適性、工作熱情的影響評價對安全性、舒適性、工作熱情的影響評價 機械設計的變動、使用程序的變動、人的作機械設計的變動、使用程序的變動、人的作 業(yè)內(nèi)容的變動、人員素質(zhì)的提高、訓練方法業(yè)內(nèi)容的變動、人員素質(zhì)的提高、訓練方法 的改善、對系統(tǒng)規(guī)劃的反饋的改善、對系統(tǒng)規(guī)劃的反饋 生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)以上幾項為準以上幾項為準以上幾項為準以上幾項為準 使用使用使用、保養(yǎng)使用、保養(yǎng)以上幾項為準以上幾項為準以上幾項為準以上幾項為準 p評價評價是指按照明確目標測定對象的屬性，并把它變成主觀是指按照明確目標測定對象的屬性，并把它變成主觀 效用的行為，即明確價值的過程。效用的行為，即明確價值的過程。 評價目的評價目的 根據(jù)

21、評價結(jié)果，了解系統(tǒng)中現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)缺點和存在的問根據(jù)評價結(jié)果，了解系統(tǒng)中現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)缺點和存在的問 題，為改進產(chǎn)品設計提供依據(jù)，消除不良因素，以達到系統(tǒng)題，為改進產(chǎn)品設計提供依據(jù)，消除不良因素，以達到系統(tǒng) 最優(yōu)化。最優(yōu)化。 評價原則評價原則 p評價方法的客觀性（數(shù)據(jù)的可靠性、全面性和正確性）。評價方法的客觀性（數(shù)據(jù)的可靠性、全面性和正確性）。 p評價方法的通用性。評價方法的通用性。 p評價指標的綜合性。評價指標的綜合性。 p技術(shù)評價指標。技術(shù)評價指標。 工作性能、整體性、宜人性、安全性和使用維護。工作性能、整體性、宜人性、安全性和使用維護。 p經(jīng)濟評價指標。經(jīng)濟評價指標。 成本、利潤、設施方案的

22、費用和市場情況。成本、利潤、設施方案的費用和市場情況。 p社會評價指標。社會評價指標。 是否有利于改善環(huán)境、文化技術(shù)水平的提高等。是否有利于改善環(huán)境、文化技術(shù)水平的提高等。 1 1、 指標體系確定原則指標體系確定原則 p系統(tǒng)性原則系統(tǒng)性原則 （指標體系盡可能完備，反映被評價對象的綜合情況）（指標體系盡可能完備，反映被評價對象的綜合情況） p獨立性原則獨立性原則 （各個指標相互獨立，盡量避免指標間過分包含問題）（各個指標相互獨立，盡量避免指標間過分包含問題） p可測性原則可測性原則 （指標要素盡量定量表達，至少可用文字定性具體表達）（指標要素盡量定量表達，至少可用文字定性具體表達） p重點性原則

23、重點性原則 2 2、評價指標體系、評價指標體系 整體性整體性 技術(shù)性技術(shù)性 宜人性宜人性 安全性安全性 經(jīng)濟性經(jīng)濟性 環(huán)境舒適性環(huán)境舒適性 總總 目目 標標 創(chuàng)造性創(chuàng)造性 新穎性新穎性 協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)性 完整性完整性 先進性先進性 工藝性工藝性 維修性維修性 適應性適應性 美觀美觀 舒適舒適 本質(zhì)安全本質(zhì)安全 可靠性可靠性 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 可控性可控性 光照、溫度、微氣候光照、溫度、微氣候 振動、噪聲等振動、噪聲等 成本、效益、時間、市場成本、效益、時間、市場 大方、醒目、色調(diào)和諧大方、醒目、色調(diào)和諧 省力、易辨識、易操作省力、易辨識、易操作 1、目標體系的簡化、目標體系的簡化 目標之間有相互聯(lián)系，

24、一項目標的變化，常會影響到另一些目標之間有相互聯(lián)系，一項目標的變化，常會影響到另一些 目標隨之變化。目標隨之變化。 在擬定評價目標時，目標數(shù)量不宜過多，否則，就難以突出在擬定評價目標時，目標數(shù)量不宜過多，否則，就難以突出 主要因素，反而不易分清主次。主要因素，反而不易分清主次。 2、權(quán)系數(shù)的確定、權(quán)系數(shù)的確定 求權(quán)數(shù)的方法數(shù)很多，如求權(quán)數(shù)的方法數(shù)很多，如 l專家評議法專家評議法 l層次分析法層次分析法 l模糊數(shù)學法等模糊數(shù)學法等 權(quán)系數(shù)的確定權(quán)系數(shù)的確定 被比者被比者 A A B B C C D D A BA B C D C D 1 0 1 2 0.087 1 0 1 2 0.087 3 1

25、2 6 0.250 3 1 2 6 0.250 4 3 3 10 0.417 4 3 3 10 0.417 3 2 1 6 0.25 3 2 1 6 0.25 比較者比較者 重要程度排序重要程度排序AB, DA AB, DA 通過連接關(guān)系來對人、機器、過程和系統(tǒng)進行評價的方法通過連接關(guān)系來對人、機器、過程和系統(tǒng)進行評價的方法 。 1、連接的方式、連接的方式 按人機系統(tǒng)關(guān)系分：按人機系統(tǒng)關(guān)系分： 人機，人機， 機機，人人連接。機機，人人連接。 按人的感覺特性：按人的感覺特性： 視覺連接，聽覺連接，控制（觸覺、操作）連接。視覺連接，聽覺連接，控制（觸覺、操作）連接。 按連接性質(zhì)：按連接性質(zhì)： 對應

26、連接和逐次連接。對應連接和逐次連接。 p對應連接對應連接 作業(yè)者通過感覺器官接受他人或機器裝置發(fā)出的信息或作業(yè)作業(yè)者通過感覺器官接受他人或機器裝置發(fā)出的信息或作業(yè) 者根據(jù)獲得的信息進行操縱而形成的作用關(guān)系。者根據(jù)獲得的信息進行操縱而形成的作用關(guān)系。 p逐次連接逐次連接 人在作業(yè)過程中，需要多次逐個地連續(xù)動作才能達到目的，人在作業(yè)過程中，需要多次逐個地連續(xù)動作才能達到目的， 這種由逐次動作達到一個目的而形成的連接稱為這種由逐次動作達到一個目的而形成的連接稱為逐次連接逐次連接。 2、連接分析法的應用程序、連接分析法的應用程序 （1）繪制連接分析圖）繪制連接分析圖 （2）確定各連接的重要度和頻率）確

27、定各連接的重要度和頻率 （3）計算綜合評價值（連接值）計算綜合評價值（連接值） （4）優(yōu)化）優(yōu)化 （1）繪制連接分析圖）繪制連接分析圖 l 運用特定的符號把人機系統(tǒng)中的操作者、設備以及它們運用特定的符號把人機系統(tǒng)中的操作者、設備以及它們 之間的關(guān)系用連接關(guān)系圖表示出來。之間的關(guān)系用連接關(guān)系圖表示出來。 圖圖9 9 連接分析圖連接分析圖 設備設備 操作者操作者 視覺連接視覺連接 聽覺連接聽覺連接 觸覺連接觸覺連接 （2）確定各連接的重要度和頻率）確定各連接的重要度和頻率 l 各連接的重要度和頻率可根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計和經(jīng)驗確定其各連接的重要度和頻率可根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計和經(jīng)驗確定其 分數(shù)值。分數(shù)值。 l 分級：

28、分級：極重要和頻率極高極重要和頻率極高 4分分 重要和頻率高重要和頻率高 3分分 一般重要和一般頻率一般重要和一般頻率 2分分 不重要和頻率低不重要和頻率低 1分分 （3）計算綜合評價值（連接值）計算綜合評價值（連接值） 綜合評價值綜合評價值=重要程度重要程度*頻率頻率 用綜合評價值評價人機系統(tǒng)各連接設計的優(yōu)劣用綜合評價值評價人機系統(tǒng)各連接設計的優(yōu)劣 圖圖10 10 某企業(yè)人機系統(tǒng)連接分析某企業(yè)人機系統(tǒng)連接分析 綜合評價值高應布置在綜合評價值高應布置在最佳區(qū)最佳區(qū) 操作連接（人的最佳作業(yè)范操作連接（人的最佳作業(yè)范 圍）圍） 視覺連接（最佳視區(qū)）視覺連接（最佳視區(qū)） 聽覺連接（信號最清楚）聽覺連

29、接（信號最清楚） 行走連接（距離最短）行走連接（距離最短） 在連接分析圖在連接分析圖 中，兩個要素之中，兩個要素之 間的關(guān)系也有的間的關(guān)系也有的 直接在連線上描直接在連線上描 述述頻率得分頻率得分和和重重 要性得分。要性得分。 B N P W R H S C 444 3 4 3 4 4 3 4 3 4 4 23 3 繪圖板繪圖板 領航員領航員船長船長報務員報務員 電臺電臺 羅盤儀羅盤儀 舵輪舵輪 舵手舵手 圖圖11 11 船長與領航員、舵手及報船長與領航員、舵手及報 務員之間關(guān)系務員之間關(guān)系 （4）優(yōu)化）優(yōu)化 操作人員與其它操縱裝置的連線盡可能不交叉，以免操作操作人員與其它操縱裝置的連線盡可能

30、不交叉，以免操作 過程相互干擾。適合分析多工種，多人協(xié)同工作。過程相互干擾。適合分析多工種，多人協(xié)同工作。 按綜合值大小布置。按綜合值大小布置。 按感覺特性配置系統(tǒng)的連接。按感覺特性配置系統(tǒng)的連接。 作業(yè)空間的大小，應符合安全空間的要求，危險作業(yè)區(qū)和作業(yè)空間的大小，應符合安全空間的要求，危險作業(yè)區(qū)和 危險作業(yè)點應加隔離。危險作業(yè)點應加隔離。 操作人員與其它操縱裝置的連線盡可能不交叉，以免操作操作人員與其它操縱裝置的連線盡可能不交叉，以免操作 過程相互干擾。過程相互干擾。 1 BCF E D G 3 2 A 4 a 圖圖12 12 作圖分析法作圖分析法 改進后的位置安排改進后的位置安排 A E

31、1 D 2 F B 3 4 G C b 圖圖12 12 改進的方案改進的方案 通過對通過對信息信息、決策決策和和動作動作之間的關(guān)系來分析操作順序，將由之間的關(guān)系來分析操作順序，將由 “信息信息意志決定意志決定動作動作” 之間的關(guān)系組成的作業(yè)順序用圖之間的關(guān)系組成的作業(yè)順序用圖 式式 表示，以表示，以分析操作者的反應時間和人機系統(tǒng)的可靠性分析操作者的反應時間和人機系統(tǒng)的可靠性。 1、操作順序圖的符號和含義、操作順序圖的符號和含義 操作順序圖的一般符號：操作順序圖的一般符號： 用圓圈用圓圈表示表示接受信息接受信息， 方塊方塊表示表示動作動作， 三角三角表示表示傳遞信息傳遞信息。 表表2 2 操作順

32、序圖的符號和含義操作順序圖的符號和含義 2、操作順序描述、操作順序描述 p簡單作業(yè)順序簡單作業(yè)順序 圖圖13 13 外部信息、接受信息和行動的作業(yè)順序外部信息、接受信息和行動的作業(yè)順序 a）以作業(yè)者為對象來描述）以作業(yè)者為對象來描述 b）以系統(tǒng)為對象來描述）以系統(tǒng)為對象來描述 燈亮燈亮 看見燈看見燈 按電鈕按電鈕 燈亮燈亮 看見燈看見燈 按電鈕按電鈕 a a）b b） p存在操作失誤的作業(yè)順序存在操作失誤的作業(yè)順序 a）有信息顯示）有信息顯示 b）無信息顯示）無信息顯示 a a） 點燈點燈 看不見燈看不見燈 不按電鈕不按電鈕 看見燈看見燈 按電鈕按電鈕 看見燈看見燈 按電鈕按電鈕 b b） 不

33、按不按 電鈕電鈕 沒看見燈沒看見燈 沒點燈沒點燈 圖圖14 14 人操作失誤時的操作順序圖人操作失誤時的操作順序圖 3、操作順序圖法應用、操作順序圖法應用 將操作順序圖表現(xiàn)方法擴展，進行將操作順序圖表現(xiàn)方法擴展，進行反應時間反應時間分析分析 圖圖15 15 加進時間軸的操作順序圖加進時間軸的操作順序圖 a）操作者）操作者A b）操作者）操作者B a a） 燈亮燈亮 看見燈看見燈 按電鈕按電鈕 b b） 燈亮燈亮 看見燈看見燈 按電鈕按電鈕 時間軸時間軸 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 操作順序圖法應用操作順序圖法應用(系統(tǒng)功能分配和可靠性計算系統(tǒng)功能分配和可靠性計算) 燈亮燈亮 看見燈

34、亮看見燈亮不能看見不能看見 不按鈕不按鈕按電鈕按電鈕 90%90%10%10% 1%1% 99%99% 圖圖16 16 加進概率值的操作順序圖加進概率值的操作順序圖 校核表評價法校核表評價法也稱檢查表法是通過編制一系列的檢查項目，也稱檢查表法是通過編制一系列的檢查項目， 對系統(tǒng)的各種因素進行檢查。該方法既可用于系統(tǒng)評價，對系統(tǒng)的各種因素進行檢查。該方法既可用于系統(tǒng)評價， 也可用于單元評價。也可用于單元評價。 1、校核表編制方法、校核表編制方法 編制校核表應根據(jù)評價對象和要求有針對性地進行，要盡編制校核表應根據(jù)評價對象和要求有針對性地進行，要盡 可能可能 地系統(tǒng)和詳細，并編制如下的檢查表。地系統(tǒng)

35、和詳細，并編制如下的檢查表。 單元名稱單元名稱檢查項目內(nèi)容檢查項目內(nèi)容 回答回答 備注備注 是是否否 表表3 3 人機系統(tǒng)的檢查表人機系統(tǒng)的檢查表 2、人機系統(tǒng)分析校核表、人機系統(tǒng)分析校核表 （1）信息顯示）信息顯示 l作業(yè)操作能得到充分的信息指示嗎？作業(yè)操作能得到充分的信息指示嗎？ l信息數(shù)量合適否？信息數(shù)量合適否？ l作業(yè)面的亮度能否滿足視覺的判斷對象及進行作業(yè)要求作業(yè)面的亮度能否滿足視覺的判斷對象及進行作業(yè)要求 的必要照明標準？的必要照明標準？ l警報指示裝置是否配置在引人注意的地方？警報指示裝置是否配置在引人注意的地方？ l顯示儀表與控制裝置在位置上對應關(guān)系如何？顯示儀表與控制裝置在位

36、置上對應關(guān)系如何？ l能否很容易地從儀表板上找出所需要的儀表？能否很容易地從儀表板上找出所需要的儀表？ l儀表刻度能否十分清楚地分辨？儀表刻度能否十分清楚地分辨？ （2）操縱裝置）操縱裝置 l 操縱裝置是否設置在手易達到的范圍內(nèi)？操縱裝置是否設置在手易達到的范圍內(nèi)？ l 需要進行快而準確的操作動作是否用于操作？需要進行快而準確的操作動作是否用于操作？ l 操縱裝置是否按不同功能和不同系統(tǒng)分組？操縱裝置是否按不同功能和不同系統(tǒng)分組？ l 不同的操縱裝置在形狀、大小、顏色上是否有區(qū)別？不同的操縱裝置在形狀、大小、顏色上是否有區(qū)別？ l 操作極快、使用頻繁的操縱裝置是否用按鈕？操作極快、使用頻繁的操

37、縱裝置是否用按鈕？ l 按鈕的表面大小、撳壓深度、表面形狀是否合理？按鈕的表面大小、撳壓深度、表面形狀是否合理？ l 手控操縱機構(gòu)的形狀、大小、材料是否與施力大小相符合？手控操縱機構(gòu)的形狀、大小、材料是否與施力大小相符合？ l 從生理上考慮，施力大小是否合理？是否有靜態(tài)施力狀態(tài)？從生理上考慮，施力大小是否合理？是否有靜態(tài)施力狀態(tài)？ （3）作業(yè)空間）作業(yè)空間 l 作業(yè)地點是否有足夠?qū)挸ǎ孔鳂I(yè)地點是否有足夠?qū)挸ǎ?l 儀表操縱機構(gòu)是否便于操作者采取方便的工作姿勢？儀表操縱機構(gòu)是否便于操作者采取方便的工作姿勢？ l 如果是坐姿，是否有放腳的空間？如果是坐姿，是否有放腳的空間？ l 設備布置是否考慮人

38、的作業(yè)姿勢及退出作業(yè)姿勢的充分空間？設備布置是否考慮人的作業(yè)姿勢及退出作業(yè)姿勢的充分空間？ l 危險作業(yè)點是否留出足夠的退避空間？危險作業(yè)點是否留出足夠的退避空間？ （4）環(huán)境因素）環(huán)境因素 l 作業(yè)區(qū)溫度是否適宜？作業(yè)區(qū)溫度是否適宜？ l 照明是否恰當？照明是否恰當？ l 噪聲是否超標？噪聲是否超標？ l 作業(yè)區(qū)的通風條件怎么樣？作業(yè)區(qū)的通風條件怎么樣？ l 是否有刺眼或不協(xié)調(diào)的顏色存在？是否有刺眼或不協(xié)調(diào)的顏色存在？ 海洛德法海洛德法(Human Error and Reliability Analysis Logic Development )，也稱為人的失誤與可靠性分析邏輯推算法。，也

39、稱為人的失誤與可靠性分析邏輯推算法。 常用來分析常用來分析評價儀表評價儀表與與控制器控制器的配置的配置和安裝位置對人是否適當和安裝位置對人是否適當。 方法：先求出人們在執(zhí)行任務時成功與失誤的概率，然后進方法：先求出人們在執(zhí)行任務時成功與失誤的概率，然后進 行系統(tǒng)評價。行系統(tǒng)評價。 最佳視野：水平視線上下各最佳視野：水平視線上下各15度的正常視線的區(qū)域。度的正常視線的區(qū)域。 圖圖17 17 最佳視野最佳視野 15 15 根據(jù)人的視線，把向外的區(qū)域每隔根據(jù)人的視線，把向外的區(qū)域每隔15度劃分為一個區(qū)域，在各度劃分為一個區(qū)域，在各 個扇形區(qū)域內(nèi)規(guī)定相應數(shù)值，稱為個扇形區(qū)域內(nèi)規(guī)定相應數(shù)值，稱為劣化值劣

40、化值，如下表所示。，如下表所示。 表表6 6 區(qū)域與區(qū)域與DeDe值值 在配置儀表時，應該研究如何使其劣化值盡量地小。在配置儀表時，應該研究如何使其劣化值盡量地小。 有效作業(yè)概率有效作業(yè)概率為：為： n i ei DP 1 )1 ( P為有效作業(yè)概率；為有效作業(yè)概率； Dei為各儀表放置位置對應的劣化值。為各儀表放置位置對應的劣化值。 例題：例題：儀表室顯示控制板裝有儀表室顯示控制板裝有6種儀表，其中有種儀表，其中有5種儀表在水種儀表在水 平視線平視線15內(nèi)，有內(nèi)，有1種儀表裝在水平視線種儀表裝在水平視線50 的位置上，求操的位置上，求操 作人員有效工作概率。作人員有效工作概率。 解：解：5種

41、儀表都在水平視線種儀表都在水平視線15 以內(nèi)，從表中可查得值為以內(nèi)，從表中可查得值為 0.0001； 在在50 位置上的位置上的1種儀表的值為種儀表的值為0.0020。 操作者能有效完成工作的概率為：操作者能有效完成工作的概率為： P=(1-0.0001) (1-0.0001) (1-0.0001) (1-0.0001) (1-0.0001) (1-0.0020) =0.9975 P操作者有效工作概率；操作者有效工作概率； n 主操作和輔助操作的人數(shù)；主操作和輔助操作的人數(shù)； T1輔助人員修正主操作人員的潛在差錯而進行行動的輔助人員修正主操作人員的潛在差錯而進行行動的 寬裕時間，以百分比表示；

42、寬裕時間，以百分比表示； T2輔助人員剩余時間的百分比。輔助人員剩余時間的百分比。 21 21 )1 (1 TT TPTP R n 如果監(jiān)視面板的人員除了主操作人員外，考慮到寬裕率，還配如果監(jiān)視面板的人員除了主操作人員外，考慮到寬裕率，還配 備輔助人員，這備輔助人員，這 時該系統(tǒng)的可靠性概率可以用下式計算：時該系統(tǒng)的可靠性概率可以用下式計算： 用海洛德法進一步分析各種儀表和功能，表中列出了用海洛德法進一步分析各種儀表和功能，表中列出了3種指示種指示 儀表與不同使用功能的對應關(guān)系，其數(shù)值為評價的劣化值。儀表與不同使用功能的對應關(guān)系，其數(shù)值為評價的劣化值。 功能功能 指針運動式指針運動式刻度盤運動

43、式刻度盤運動式 數(shù)數(shù) 字字 式式 讀書用讀書用0.00100.00100.00100.00100.00050.0005 檢查用檢查用0.00050.00050.00200.00200.00200.0020 調(diào)節(jié)用調(diào)節(jié)用0.00050.00050.00100.00100.00050.0005 追蹤用追蹤用0.00050.00050.00100.00100.00200.0020 合合 計計0.00250.00250.00500.00500.00500.0050 表表8 8 各種類型儀表與使用功能組合各種類型儀表與使用功能組合DeDe值值 從從1989年開始持續(xù)了年開始持續(xù)了5年對瑞典的汽車生產(chǎn)企業(yè)

44、年對瑞典的汽車生產(chǎn)企業(yè)Volvo的一條的一條 汽車生產(chǎn)線進行研究。研究涉及汽車生產(chǎn)線進行研究。研究涉及生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程、工作設計工作設計、生產(chǎn)生產(chǎn) 過程研究過程研究、作業(yè)姿勢作業(yè)姿勢、肌肉負擔肌肉負擔以及以及生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率等方面，以提等方面，以提 高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)率和員工的健康、滿意水平。高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)率和員工的健康、滿意水平。 為了提高企業(yè)的生產(chǎn)量，為了提高企業(yè)的生產(chǎn)量，Volvo決定在瑞典的決定在瑞典的Uddevalla建立建立 一個新的汽車生產(chǎn)廠，年產(chǎn)一個新的汽車生產(chǎn)廠，年產(chǎn)4萬輛汽車，并在新廠采用并行萬輛汽車，并在新廠采用并行 生產(chǎn)線。本研究從系統(tǒng)的高度對整個生產(chǎn)線進行研究和評生產(chǎn)

45、線。本研究從系統(tǒng)的高度對整個生產(chǎn)線進行研究和評 估，以提高新的生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和員工的生理心理健康。估，以提高新的生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和員工的生理心理健康。 研究方法可以分為兩個方面：一個方面是研究方法可以分為兩個方面：一個方面是研究如何改善和評研究如何改善和評 估生產(chǎn)率的方法估生產(chǎn)率的方法，另一個方面是，另一個方面是研究如何提高和評估健康水研究如何提高和評估健康水 平的方法平的方法等。等。 生產(chǎn)率的指標：裝配時間、系統(tǒng)失誤次數(shù)、需要使用工具數(shù)生產(chǎn)率的指標：裝配時間、系統(tǒng)失誤次數(shù)、需要使用工具數(shù) 量、生產(chǎn)質(zhì)量、靈活性、模具變化成本和空間需求。量、生產(chǎn)質(zhì)量、靈活性、模具變化成本和空間需求。 人的因素

46、指標：工作姿勢分析、肌肉負擔和舒適度。人的因素指標：工作姿勢分析、肌肉負擔和舒適度。 圖圖1 1 傾斜裝置圖傾斜裝置圖 傾斜裝置在生產(chǎn)線設計中按照人機工程的原則設計傾斜裝置在生產(chǎn)線設計中按照人機工程的原則設計 工作姿勢采用工作姿勢采用觀察法觀察法、對比研究方法對比研究方法等，肌肉負擔主要通過等，肌肉負擔主要通過 對身體對身體4個部位完成個部位完成10個關(guān)鍵任務（表個關(guān)鍵任務（表1）的）的肌電圖肌電圖測定來進測定來進 行研究，舒適度研究主要要求被試回答哪些部位感覺不舒適，行研究，舒適度研究主要要求被試回答哪些部位感覺不舒適， 舒適采用舒適采用13點評分的方法（表點評分的方法（表2） 。 表表1

47、1 十個關(guān)鍵任務及大致需要的時間十個關(guān)鍵任務及大致需要的時間 表表2 2 舒適度測量表舒適度測量表 p 研究從調(diào)查分析開始，首先由研究從調(diào)查分析開始，首先由Volvo提供相關(guān)的背景資料，提供相關(guān)的背景資料， 然后從然后從19891991年三年間收集基本數(shù)據(jù)。年三年間收集基本數(shù)據(jù)。 p生產(chǎn)線開始全面進入建立和運行階段，這個階段主要是在傳生產(chǎn)線開始全面進入建立和運行階段，這個階段主要是在傳 統(tǒng)生產(chǎn)方式和現(xiàn)代生產(chǎn)方式之間分析，從人機工程學角度出統(tǒng)生產(chǎn)方式和現(xiàn)代生產(chǎn)方式之間分析，從人機工程學角度出 發(fā)，以設計出一條優(yōu)良的生產(chǎn)線。發(fā)，以設計出一條優(yōu)良的生產(chǎn)線。 p1993年，開始對生產(chǎn)率和人的因素等問題

48、展開全面評估研究，年，開始對生產(chǎn)率和人的因素等問題展開全面評估研究， 以便從系統(tǒng)高度獲得生產(chǎn)線的評價性指標。以便從系統(tǒng)高度獲得生產(chǎn)線的評價性指標。 生產(chǎn)率的研究結(jié)果證明了生產(chǎn)線的成功。在與另外一個生產(chǎn)生產(chǎn)率的研究結(jié)果證明了生產(chǎn)線的成功。在與另外一個生產(chǎn) 線的比較表明：線的比較表明： Uddevalla生產(chǎn)線具有顯著的優(yōu)勢。生產(chǎn)線具有顯著的優(yōu)勢。 表表3 3 兩種裝配生產(chǎn)率的比較兩種裝配生產(chǎn)率的比較 在工作姿勢上，研究者對某在工作姿勢上，研究者對某4個生產(chǎn)步驟工人姿勢進行了分個生產(chǎn)步驟工人姿勢進行了分 析析 ，Uddevalla生產(chǎn)線直立姿勢時間明顯較多，彎曲姿勢時生產(chǎn)線直立姿勢時間明顯較多，彎

49、曲姿勢時 間明顯較少。間明顯較少。 改變車的位置改變車的位置 可以影響人的可以影響人的 作業(yè)姿勢的任作業(yè)姿勢的任 務務 在系統(tǒng)分析的基礎上，研究者比較了在系統(tǒng)分析的基礎上，研究者比較了Uddevalla生產(chǎn)線和其他生產(chǎn)線和其他 生產(chǎn)線的情況認為：生產(chǎn)線的情況認為：Uddevalla生產(chǎn)線取得了巨大的成功，不生產(chǎn)線取得了巨大的成功，不 論是生產(chǎn)率還是工人的健康、舒適性都得到了提高。論是生產(chǎn)率還是工人的健康、舒適性都得到了提高。 在本研究中，系統(tǒng)研究方法是很明顯的。研究者在研究中把在本研究中，系統(tǒng)研究方法是很明顯的。研究者在研究中把 人、機和環(huán)境（包括社會環(huán)境）看做一個整體來研究，而不人、機和環(huán)境

50、（包括社會環(huán)境）看做一個整體來研究，而不 是孤立地研究其中某個因素。是孤立地研究其中某個因素。 系統(tǒng)的思想是人因工程研究中的重要思想。系統(tǒng)的思想是人因工程研究中的重要思想。 1 1、人機功能分配的原則是什么？、人機功能分配的原則是什么？ 2 2、人機系統(tǒng)的評價方法有哪些？、人機系統(tǒng)的評價方法有哪些？ 能力種類能力種類機器的特性機器的特性人的特性人的特性 信息接收信息接收 物理量的檢測范圍廣，而且正確物理量的檢測范圍廣，而且正確 可檢測如電磁波等一些人不能檢測可檢測如電磁波等一些人不能檢測 的物理量的物理量 能夠在視覺范圍以外用紅外線和電能夠在視覺范圍以外用紅外線和電 磁波工作磁波工作 具有與認知有直接聯(lián)系的檢測能力，憑具有與認知有直接聯(lián)系的檢測能力，憑 感官接受信號，掌握標準困難，易出感官接受信號，掌握標準困難，易出 偏差偏差 具有味覺、嗅覺和觸覺具有味覺、嗅覺和觸覺 視覺范圍有一定限制，能夠識別物體的視覺范圍有一定限制，能夠識別物體的 位置、色彩和物體的移動位置、色彩和物體的移動 信息處理信息處理 按預先編程可進行快速、準確的數(shù)按預先編程可進行快速、準確的數(shù) 據(jù)處理。記憶正確并能長時間儲據(jù)處理。記憶正確并能長時間儲 存，調(diào)出速度快存，調(diào)出速度快 能連續(xù)進行超精密的重復操作和按能連續(xù)進行超精密的重復操作和按 程序常規(guī)操作，可靠性較高程序常規(guī)操作，可靠性較高 對處理液體