人機工程學(xué)課件

1、第八章第八章人機系統(tǒng)設(shè)計與評價人機系統(tǒng)設(shè)計與評價o人機系統(tǒng)概述人機系統(tǒng)概述o人機系統(tǒng)設(shè)計人機系統(tǒng)設(shè)計o人機系統(tǒng)評價目標體系人機系統(tǒng)評價目標體系o人機系統(tǒng)分析評價方法人機系統(tǒng)分析評價方法第一節(jié)第一節(jié)人機系統(tǒng)概述人機系統(tǒng)概述o一、一、人機系統(tǒng)的定義人機系統(tǒng)的定義o1、系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的概念 所謂系統(tǒng)是指由具有相互聯(lián)系、相所謂系統(tǒng)是指由具有相互聯(lián)系、相互制約的事物，以某種形式結(jié)合在一起互制約的事物，以某種形式結(jié)合在一起并具有特定功能的有機整體。并具有特定功能的有機整體。 整體系統(tǒng)的組成部分稱為子系統(tǒng)。整體系統(tǒng)的組成部分稱為子系統(tǒng)。整體系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間既有相對性也有整體系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間既有相對性也有統(tǒng)一

2、性。統(tǒng)一性。2、人機系統(tǒng)的概念：、人機系統(tǒng)的概念： 人機系統(tǒng)是由相互作用、相互聯(lián)系的人和機人機系統(tǒng)是由相互作用、相互聯(lián)系的人和機器兩個子系統(tǒng)構(gòu)成的，且能完成特定目標的一個器兩個子系統(tǒng)構(gòu)成的，且能完成特定目標的一個整體系統(tǒng)。整體系統(tǒng)。 人機系統(tǒng)中的人，是指機器的操作者和使用人機系統(tǒng)中的人，是指機器的操作者和使用者；機器的含義是廣義的，是指人所操縱和使用者；機器的含義是廣義的，是指人所操縱和使用的各種機器、設(shè)備、工具等物品的總稱。的各種機器、設(shè)備、工具等物品的總稱。 由于人機系統(tǒng)又都處于特定的環(huán)境中，由于人機系統(tǒng)又都處于特定的環(huán)境中，所以在研究人機系統(tǒng)時，應(yīng)當把環(huán)境當作一所以在研究人機系統(tǒng)時，應(yīng)當

3、把環(huán)境當作一個重要因素來考慮。環(huán)境因素包括照明、噪個重要因素來考慮。環(huán)境因素包括照明、噪聲、振動、溫度、濕度、空氣、顏色、工作聲、振動、溫度、濕度、空氣、顏色、工作地、工作空間以及一切影響軟件系統(tǒng)的因素。地、工作空間以及一切影響軟件系統(tǒng)的因素。 把人、機、環(huán)境三者相互聯(lián)系、相互作把人、機、環(huán)境三者相互聯(lián)系、相互作用構(gòu)成的主體系統(tǒng)場外人用構(gòu)成的主體系統(tǒng)場外人- -機機- -環(huán)境系統(tǒng)。環(huán)境系統(tǒng)。二、人機系統(tǒng)的基本形式和結(jié)合方式o 1、人機系統(tǒng)的基本形式（1）手工操作系統(tǒng) 。例如：鉗工、木工等（2）半自動化系統(tǒng)。例如：開汽車、機床等（3) 自動化系統(tǒng)。例如：自動化生產(chǎn)線等。o 2、人機系統(tǒng)的結(jié)合方式

4、結(jié)合方式結(jié)合方式人與機串聯(lián)方式人與機串聯(lián)方式人與機并聯(lián)方式人與機并聯(lián)方式人與機串并聯(lián)方式人與機串并聯(lián)方式 三、人機系統(tǒng)的功能三、人機系統(tǒng)的功能o信息接受：信息接受：人人感覺器官，機感覺器官，機傳感器。傳感器。o信息加工：信息加工：大腦分析、決策。大腦分析、決策。o信息儲存：信息儲存：記憶、文字、錄像、磁盤。記憶、文字、錄像、磁盤。o執(zhí)行功能：執(zhí)行功能：執(zhí)行人腦和機器指令。執(zhí)行人腦和機器指令。o信號反饋：信息逐步返回到輸入端。信號反饋：信息逐步返回到輸入端。o輸入與輸出：輸入與輸出：第二節(jié)人機系統(tǒng)設(shè)計第二節(jié)人機系統(tǒng)設(shè)計一、一、 人機系統(tǒng)設(shè)計基本思想及要求人機系統(tǒng)設(shè)計基本思想及要求 人機系統(tǒng)設(shè)計是

5、一個廣義的概念，人機系統(tǒng)設(shè)計是一個廣義的概念， 可以可以說，說， 凡是包括人和機相結(jié)合的設(shè)計，凡是包括人和機相結(jié)合的設(shè)計， 小至一小至一個按鈕、個按鈕、 開關(guān)，開關(guān)， 一件手工工具，一件手工工具， 大至一個大至一個大型復(fù)雜的生產(chǎn)過程、大型復(fù)雜的生產(chǎn)過程、 一個現(xiàn)代化系統(tǒng)一個現(xiàn)代化系統(tǒng)( (如宇如宇宙飛船宙飛船) )的設(shè)計，的設(shè)計， 均為人機系統(tǒng)設(shè)計。均為人機系統(tǒng)設(shè)計。 它不它不僅包括某個系統(tǒng)的具體設(shè)計，僅包括某個系統(tǒng)的具體設(shè)計， 而且也包括作而且也包括作業(yè)及作業(yè)輔助設(shè)計、業(yè)及作業(yè)輔助設(shè)計、 人員培訓(xùn)和維修等。人員培訓(xùn)和維修等。 1.1.人機系統(tǒng)設(shè)計的基本思想人機系統(tǒng)設(shè)計的基本思想o 將人機系統(tǒng)

6、的性能、可靠性、費用、時間和適應(yīng)性作為設(shè)計所追求的目標，從功能分析入手，合理地將系統(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。o 人機系統(tǒng)設(shè)計的思想和過程可總結(jié)為下圖所示的模型。 人機系統(tǒng)設(shè)計模型： 2.人機系統(tǒng)設(shè)計的總目標：o 根據(jù)人的特性，設(shè)計出最符合人操縱的機器、最適合手動的工具、最方便使用的控制器、最舒適的座椅、最舒適的工作姿勢和操作程序、最有效最經(jīng)濟的作業(yè)方法和預(yù)定標準時間、最舒適的工作環(huán)境等，使整個人機系統(tǒng)安全可靠、效益最佳。3.對人機系統(tǒng)的設(shè)計要求如下：1) 能達到預(yù)定目標， 完成預(yù)定的任務(wù)。 2) 人與機能充分發(fā)揮各自的作用和協(xié)調(diào)地工作。 3) 人機系統(tǒng)接受輸入和輸出的

7、功能，都必須符合設(shè)計的能力。 4) 人機系統(tǒng)要考慮環(huán)境因素的影響，這些因素包括廠房建筑結(jié)構(gòu)、照明、噪聲、溫度等。 5) 人機系統(tǒng)應(yīng)有一個完善的反饋閉環(huán)回路。 二、二、 人機系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機系統(tǒng)設(shè)計的一般程序o 1. 人機系統(tǒng)的目標建立與功能分析 每個系統(tǒng)都有自己的客觀目標。 系統(tǒng)的目標的確定對于以后的設(shè)計至關(guān)重要。 因此首先要確定包含人在內(nèi)的全系統(tǒng)應(yīng)具有什么樣的目標， 并詳細填寫系統(tǒng)目標說明書。 在確定系統(tǒng)目標時， 要對系統(tǒng)目標進行技術(shù)上的可行性、 制造成本和用戶要求等方面的比較。 然后再詳細討論并確定為實現(xiàn)該目標的手段， 亦即確定應(yīng)給予系統(tǒng)的功能是什么。 此時可能有多個可行方案， 可行

8、方案越多， 選擇的余地越大， 從而在一定的限制條件下選出較好的方案。 o 圖中所示為功能設(shè)計展開法的關(guān)連樹圖， 圖中的每一等級， 上位是目標， 下位是功能。 各等級的目標和相應(yīng)的功能之間， 從目標找功能時應(yīng)問“怎么辦”， 從功能找目標時則問“為什么”。 2. 2. 人機功能分配人機功能分配o 功能分配是指為了使系統(tǒng)達到最佳匹配， 在研究分析人和機器特性的基礎(chǔ)上， 充分發(fā)揮人和機器的潛能， 合理地將系統(tǒng)各項功能分配給人和機器的過程。 功能分配的任務(wù)是決定系統(tǒng)的哪一部分功能由人完成， 哪一部分功能由機器完成。 功能分配也稱劃定人機界限， 通常應(yīng)考慮： 1)人與機器的性能、負荷能力、潛力及局限性；

9、2)人進行規(guī)定操作所需的訓(xùn)練時間和精力限度； 3) 對異常情況的適應(yīng)性和反應(yīng)能力的人機對比； 4) 人的個體差異的統(tǒng)計； 5) 機器代替人的效果和成本等。 人機功能分配的結(jié)果形成了由人、 機共同作用而實現(xiàn)的人機系統(tǒng)功能。 3. 3. 人員開發(fā)人員開發(fā)o 人員開發(fā)包括作業(yè)描述和作業(yè)規(guī)范， 它為人機系統(tǒng)的運行提供了合適的操作人員。 功能分配完成以后， 應(yīng)進行作業(yè)描述， 通過作業(yè)描述可以考查功能分配是否合適， 是否與人的能力、 特性相適應(yīng)。 作業(yè)描述可以通過對一個或多個活動的分析來完成。 4. 4. 界面設(shè)計界面設(shè)計o 人機界面是人和機在信息交換上和功能上接觸的或相互影響的領(lǐng)域。人機聯(lián)系的重要途徑是

10、顯示器和控制器。人機界面設(shè)計主要是指顯示器、 控制器以及它們之間關(guān)系的設(shè)計。作業(yè)空間分析也是人機界面的內(nèi)容。人機界面設(shè)計必須解決好兩個主要問題：人控制機器和人接受信息。 前者主要是指控制器要適合于人的操作， 應(yīng)考慮人進行操作時的空間與控制器的配置。5. 5. 系統(tǒng)的評價和發(fā)展系統(tǒng)的評價和發(fā)展o 系統(tǒng)評價是系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)，系統(tǒng)評價是一個連續(xù)不斷的過程。只有正確地分析評價現(xiàn)實系統(tǒng)，才能提出對系統(tǒng)的改進設(shè)計。如果認為系統(tǒng)運行以后設(shè)計任務(wù)就結(jié)束了， 則系統(tǒng)得不到進一步的改進和完善。 因此， 系統(tǒng)設(shè)計將是一個設(shè)計評價再設(shè)計再評價， 不斷發(fā)展的過程。 o 人機工程學(xué)中有關(guān)系統(tǒng)分析評價的方法很多。 定性分析

11、方法有： 人的失誤分析法， 操作順序圖法，連接分析法等。定量分析方法有：功能分析法，人機可靠性分析法，環(huán)境指數(shù)評價法， 人機安全性分析法等。還有些評價法是定性與定量相結(jié)合的方法，如人的因素評價法(主觀評價法、生理和心理指數(shù)評價法等)。 人在閉環(huán)人機系統(tǒng)中的信息處理模型三、三、 人機系統(tǒng)分析設(shè)計的主要內(nèi)容人機系統(tǒng)分析設(shè)計的主要內(nèi)容o 人在人機系統(tǒng)中， 無論是起重機的操作員， 還是火車司機或輪船的操作員， 都可以看成一個封閉控制系統(tǒng)的元件， 都是這一封閉系統(tǒng)的有機組成部分， 如上圖所示。 將這一概念進一步加深， 如下圖所示的簡單方框圖， 該圖示出了操作者的工作過程。 這個系統(tǒng)中的三個主要子系統(tǒng)，

12、即感知子系統(tǒng)、 信息處理子系統(tǒng)和人的反應(yīng)子系統(tǒng)， 是人機系統(tǒng)分析設(shè)計的主要內(nèi)容。 人的操作過程的信息處理系統(tǒng)人的操作過程的信息處理系統(tǒng) 四、四、 人機系統(tǒng)的設(shè)計步驟人機系統(tǒng)的設(shè)計步驟o 人機系統(tǒng)的設(shè)計步驟如表所示。 首先設(shè)定一系統(tǒng)， 然后分析研究該系統(tǒng)的目標和功能， 必要的和制約的條件， 然后，進行系統(tǒng)的分析和規(guī)劃。這里主要是指系統(tǒng)的功能分析、 人的時間和動作分析，工序分析、職務(wù)分析等， 其中包括提供人進行作業(yè)的必要條件和必須的信息， 分析人的判斷和操縱動作。 人機系統(tǒng)的設(shè)計步驟可歸納為：o 1.明確系統(tǒng)的目的和條件；o 2.進行人和機械的功能分配；o 3.進行人和機械的相互配合；o 4.對系

13、統(tǒng)和機械的設(shè)計；o 5.對系統(tǒng)進行分析評價。第三節(jié)第三節(jié) 人機系統(tǒng)評價目標體系人機系統(tǒng)評價目標體系一、評價的概念 評價是指：評價設(shè)計方案對于預(yù)定目標的“價值”及“效用”。 在評價中，按評價方法可分為定性評價和定量評價。二、評價內(nèi)容與評價原則 評價必須對人機系統(tǒng)的人、機、環(huán)境三大要素的整體性和各要素特性與功能等進行綜合評價。 1.評價內(nèi)容評價內(nèi)容（1）確定適用的評價方法、評價目標（指標）和評價標準.（2）依據(jù)既定的評價程序和方法，對系統(tǒng)進行客觀、定性或定量地評價，結(jié)合整體性、技術(shù)性、宜人性、安全性、經(jīng)濟性等目標及經(jīng)驗數(shù)據(jù)，找出系統(tǒng)的最優(yōu)方案和最佳工作條件。2.評價原則評價原則 在評價方法上要注意

14、堅持以下原則：o （1）評價方法的客觀性。評價時應(yīng)防止評價者的主觀因素的影響。o （2）評價方法的通用性。評價方法應(yīng)適用評價同一級的各種系統(tǒng)。o （3）評價方法的綜合性。能反映評價對象各個方面的重要功能和因素（實際情況）。三、評價目標的建立三、評價目標的建立 設(shè)定目標一般都有多個，可概括為以下三個主要方面的內(nèi)容。o （1）技術(shù)目標。評價方案在技術(shù)上的可行性和先進性，包括工作性能、整體性、宜人性、安全性和使用維護性等。o （2）經(jīng)濟評價目標。評價方案的經(jīng)濟效益，包括成本、利潤、實施方案的費用和市場情況等o (3)社會評價目標。評價方案實施后對社會帶來的效益和影響。四、評價目標體系o 評價前首先確

15、定總目標，然后將總目標分解為各級分目標，直至具體、直觀。在分解過程中，要注意使分解后的各級分目標與總目標保持一致。分目標的集合一定要保證總目標的實現(xiàn)。o 目標分層次分析與設(shè)計，最后由復(fù)雜度最低的目標層次中的分目標導(dǎo)出評價要素。第四節(jié)第四節(jié) 人機系統(tǒng)分析評價方法人機系統(tǒng)分析評價方法一、連接分析評價法一、連接分析評價法1.連接及其表示方法連接及其表示方法o 連接是指人機系統(tǒng)中， 人與機、 機與機、 人與人之間的相互作用關(guān)系。 因此相應(yīng)的連接形式有： 人機連接、 機機連接和人人連接。 o 人機連接是指作業(yè)者通過感覺器官接受機器發(fā)出的信息或作業(yè)者對機器實施控制操作而產(chǎn)生的作用關(guān)系；o 機機機連接是指機

16、械裝置之間所存在的依次機連接是指機械裝置之間所存在的依次控制關(guān)系；控制關(guān)系； o 人人人連接是指作業(yè)者之間通過信息聯(lián)絡(luò)，人連接是指作業(yè)者之間通過信息聯(lián)絡(luò)， 協(xié)調(diào)系統(tǒng)正常運行而產(chǎn)生的作用關(guān)系。協(xié)調(diào)系統(tǒng)正常運行而產(chǎn)生的作用關(guān)系。（1 1）對應(yīng)連接）對應(yīng)連接 對應(yīng)連接是指作業(yè)者通過感覺器官接受他對應(yīng)連接是指作業(yè)者通過感覺器官接受他人或機器發(fā)出的信息或作業(yè)者根據(jù)獲得的信息人或機器發(fā)出的信息或作業(yè)者根據(jù)獲得的信息進行操作而形成的作用關(guān)系。進行操作而形成的作用關(guān)系。（2）逐次連接逐次連接 人在進行某一作業(yè)過程中，人在進行某一作業(yè)過程中， 往往不是一往往不是一次動作便能達到目的，次動作便能達到目的， 而需要

17、多次逐個的連續(xù)而需要多次逐個的連續(xù)動作。動作。 這種由逐次動作達到一個目的而形成的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。連接稱為逐次連接。 如內(nèi)燃機車司機啟動列車如內(nèi)燃機車司機啟動列車的操作過程：的操作過程： 確認信號確認信號( (信號機的燈光顯示與信號機的燈光顯示與車長的發(fā)車指令車長的發(fā)車指令)司機與副司機呼喚應(yīng)答司機與副司機呼喚應(yīng)答( (人人與人連接與人連接)手操縱列車制動器緩解手操縱列車制動器緩解鳴笛鳴笛緩緩解機車制動器解機車制動器置換向控制手柄于前進位置換向控制手柄于前進位提提主控手柄主控手柄打開撒砂開關(guān)打開撒砂開關(guān)提主控手柄提主控手柄關(guān)撒關(guān)撒砂開關(guān)砂開關(guān)置主控手柄于運轉(zhuǎn)

18、的合適位置。置主控手柄于運轉(zhuǎn)的合適位置。 這一這一復(fù)雜操作過程為一典型的逐次連接。復(fù)雜操作過程為一典型的逐次連接。 （3 3）連接關(guān)系圖）連接關(guān)系圖o 連接由連接關(guān)系圖表示。連接由連接關(guān)系圖表示。 連接分析通過連接分析通過連接關(guān)系圖進行。連接關(guān)系圖進行。 人機系統(tǒng)中的各種要人機系統(tǒng)中的各種要素均用符號表示，素均用符號表示， 各種要素之間的對應(yīng)各種要素之間的對應(yīng)關(guān)系根據(jù)不同連接形式用不同的線型表關(guān)系根據(jù)不同連接形式用不同的線型表示，示， 如表如表8-38-3所示。所示。 o 表8-3 連接關(guān)系圖中的要素符號、 線型的含義 2. 2. 連接分析的目的連接分析的目的o 連接分析的目的有：連接分析的目

19、的有： 根據(jù)視看頻率、重要程度，運用連接分析根據(jù)視看頻率、重要程度，運用連接分析合理配置顯示器與操作者的相對位置，以求達合理配置顯示器與操作者的相對位置，以求達到視距適當、視線通暢，便于觀察；到視距適當、視線通暢，便于觀察； 根據(jù)作業(yè)者對控制器的操作頻率、重要程根據(jù)作業(yè)者對控制器的操作頻率、重要程度，通過連接分析將控制器布置在適當?shù)膮^(qū)域度，通過連接分析將控制器布置在適當?shù)膮^(qū)域內(nèi)，以便于操作，提高操作準確性；連接分析內(nèi)，以便于操作，提高操作準確性；連接分析還可以幫助設(shè)計者合理配置機器之間的位置，還可以幫助設(shè)計者合理配置機器之間的位置，降低物流指數(shù)。降低物流指數(shù)。 3. 連接分析的步驟連接分析的步

20、驟 連接分析可分為繪制連接、連接分析可分為繪制連接、 調(diào)整連接兩步調(diào)整連接兩步。 （1 1） 繪制連接關(guān)系圖繪制連接關(guān)系圖 根據(jù)人機系統(tǒng)，列出系統(tǒng)的主要要素，根據(jù)人機系統(tǒng)，列出系統(tǒng)的主要要素， 并用相應(yīng)符號繪制連接關(guān)系圖。例如圖并用相應(yīng)符號繪制連接關(guān)系圖。例如圖8 8 -5-5所示的控制系統(tǒng)設(shè)計中，所示的控制系統(tǒng)設(shè)計中， 作業(yè)者作業(yè)者3 3、1 1、4 4分別對顯示器和控制裝置分別對顯示器和控制裝置C C、A A、D D進行進行監(jiān)視和控制，作業(yè)者監(jiān)視和控制，作業(yè)者2 2對顯示器對顯示器C C、A A、B B的顯示內(nèi)容進行監(jiān)視，并對作業(yè)者的顯示內(nèi)容進行監(jiān)視，并對作業(yè)者3 3、1 1、4 4發(fā)布指

21、示，其連接關(guān)系如圖發(fā)布指示，其連接關(guān)系如圖8-68-6所示。所示。 （2 2） 調(diào)整連接關(guān)系調(diào)整連接關(guān)系 為了使各子系統(tǒng)之間達到相對位置最為了使各子系統(tǒng)之間達到相對位置最優(yōu)化，在調(diào)整連接關(guān)系時常使用以下三優(yōu)化，在調(diào)整連接關(guān)系時常使用以下三個優(yōu)化原則。個優(yōu)化原則。 1) 1) 減少交叉。減少交叉。 為了使連接不交叉或減少交叉環(huán)節(jié)，為了使連接不交叉或減少交叉環(huán)節(jié)，通過調(diào)整人機關(guān)系及其相對位置來實現(xiàn)。通過調(diào)整人機關(guān)系及其相對位置來實現(xiàn)。 圖8-7 連接方案的優(yōu)化 (a) 初步方案；(b) 修改后方案o 圖圖8- 7(a)8- 7(a)為某人機系統(tǒng)的初步配置方案，為某人機系統(tǒng)的初步配置方案， 圖圖8-

22、7(b)8-7(b)為修改后方案。為修改后方案。 修改后交叉點修改后交叉點消失，消失， 顯然顯然(b)(b)方案比方案比(a)(a)方案合理。方案合理。 這樣經(jīng)過多次作圖分析，這樣經(jīng)過多次作圖分析， 直至取得簡單、直至取得簡單、 合理的配置為止。合理的配置為止。 2) 2) 綜合評價綜合評價 對于較為復(fù)雜的人機系統(tǒng)，僅使用上述圖對于較為復(fù)雜的人機系統(tǒng)，僅使用上述圖解很難達到理想的效果。必須同時引入系統(tǒng)的解很難達到理想的效果。必須同時引入系統(tǒng)的“重要程度重要程度“和和“使用頻率使用頻率”兩個因素進行分兩個因素進行分析優(yōu)化。析優(yōu)化。 相對重要性。請有經(jīng)驗的人員確定連接的重要相對重要性。請有經(jīng)驗的人

23、員確定連接的重要程度，程度， 根據(jù)根據(jù)“重要就近重要就近”原則進行原則進行配置。配置。 使用頻率。按使用頻率的大小對連接進行評價。使用頻率。按使用頻率的大小對連接進行評價。 綜合評價。將相對重要性和使用頻率兩者相對綜合評價。將相對重要性和使用頻率兩者相對值之乘積的大小作為綜合評價值，值之乘積的大小作為綜合評價值， 進行優(yōu)化配進行優(yōu)化配置。置。 o 圖圖8-8(a)8-8(a)是某連接圖，是某連接圖， 連線上所標的數(shù)連線上所標的數(shù)值是重要性和使用頻率的乘積值，值是重要性和使用頻率的乘積值， 即綜即綜合評價值。合評價值。o 在進行方案分析中，既考慮減少交叉點在進行方案分析中，既考慮減少交叉點數(shù)，又

24、考慮綜合評價值，將方案數(shù)，又考慮綜合評價值，將方案(a)(a)調(diào)整調(diào)整為方案為方案(b)(b)(如圖如圖8-8(b)8-8(b)所示所示) )，與改進前，與改進前相比，連接變得流暢且易使用。相比，連接變得流暢且易使用。 圖8-8 采用綜合評價的連接分析 (a)初始方案； (b) 改進后方案二、二、 檢查表評價法檢查表評價法o 檢查表評價法，檢查表評價法， 是指利用人機工程學(xué)原理是指利用人機工程學(xué)原理檢查構(gòu)成人機系統(tǒng)各種因素及作業(yè)過程中操檢查構(gòu)成人機系統(tǒng)各種因素及作業(yè)過程中操作人員的能力、作人員的能力、 心理和生理反應(yīng)狀況的評心理和生理反應(yīng)狀況的評價方法。是一個較為普遍的初級評價方法。價方法。是

25、一個較為普遍的初級評價方法。 o 它是指對整個人機系統(tǒng)進行檢查時使用的檢它是指對整個人機系統(tǒng)進行檢查時使用的檢查表。國際人機工程學(xué)學(xué)會提出的查表。國際人機工程學(xué)學(xué)會提出的“人機工人機工程學(xué)系統(tǒng)分析檢查表程學(xué)系統(tǒng)分析檢查表”的主要內(nèi)容如下：的主要內(nèi)容如下： o 1) 1) 作業(yè)空間分析。作業(yè)空間分析。 分析作業(yè)場所的寬敞程分析作業(yè)場所的寬敞程度，度， 影響作業(yè)者活動的因素，顯示器和控影響作業(yè)者活動的因素，顯示器和控制器的位置能否方便作業(yè)者的觀察和操作。制器的位置能否方便作業(yè)者的觀察和操作。 o 2) 2) 作業(yè)方法分析。作業(yè)方法分析。 分析作業(yè)方法是否合理，分析作業(yè)方法是否合理， 是否會引起不良

26、的體位和姿勢，是否存在不是否會引起不良的體位和姿勢，是否存在不適宜的作業(yè)速度，以及作業(yè)者的用力是否有適宜的作業(yè)速度，以及作業(yè)者的用力是否有效。效。 o 3) 3) 環(huán)境分析。環(huán)境分析。 對作業(yè)場所的照明、氣溫、對作業(yè)場所的照明、氣溫、干濕、氣流、噪聲與振動條件進行分析，考干濕、氣流、噪聲與振動條件進行分析，考察是否符合作業(yè)者的心理和生理要求，是否察是否符合作業(yè)者的心理和生理要求，是否存在能引起疲勞和影響健康的因素。存在能引起疲勞和影響健康的因素。 o 4) 4) 作業(yè)組織分析。作業(yè)組織分析。 分析作業(yè)時間、休息時分析作業(yè)時間、休息時間的分配以及輪班形式，作業(yè)速率是否影響間的分配以及輪班形式，作

27、業(yè)速率是否影響作業(yè)者的健康和作業(yè)能力的發(fā)揮。作業(yè)者的健康和作業(yè)能力的發(fā)揮。 o 5) 5) 負荷分析。負荷分析。 分析作業(yè)的強度、感知系統(tǒng)分析作業(yè)的強度、感知系統(tǒng)的信息接受通道與容量的分配是否合理，的信息接受通道與容量的分配是否合理， 操縱控制裝置的阻力是否滿足人的生理特性。操縱控制裝置的阻力是否滿足人的生理特性。 o 6) 6) 信息輸入和輸出分析。信息輸入和輸出分析。 分析系統(tǒng)的信息分析系統(tǒng)的信息顯示、信息傳遞是否便于作業(yè)者觀察和接受，顯示、信息傳遞是否便于作業(yè)者觀察和接受，操縱裝置是否便于區(qū)別和操作。操縱裝置是否便于區(qū)別和操作。 三、三、 海洛德分析評價法海洛德分析評價法 1. 1. 人

28、機系統(tǒng)的可靠度人機系統(tǒng)的可靠度 可靠性的數(shù)量指標為可靠度。人機可靠性的數(shù)量指標為可靠度。人機系統(tǒng)的可靠度系統(tǒng)的可靠度(RS)(RS)由機器的可靠度由機器的可靠度(RM)(RM)與人的操作可靠度與人的操作可靠度(RH)(RH)確定。人機系統(tǒng)確定。人機系統(tǒng)通常由多個子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)連接通常由多個子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)連接方式不同，其系統(tǒng)的可靠度計算方法也方式不同，其系統(tǒng)的可靠度計算方法也不同。不同。 1) 1) 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計算。串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計算。 一個系統(tǒng)如果至少有一個子系統(tǒng)發(fā)生一個系統(tǒng)如果至少有一個子系統(tǒng)發(fā)生故障，即可導(dǎo)致整個系統(tǒng)故障，或各子系統(tǒng)故障，即可導(dǎo)致整個系統(tǒng)故障，或各子系統(tǒng)

29、都正常系統(tǒng)才正常，這樣的系統(tǒng)稱為串聯(lián)系都正常系統(tǒng)才正常，這樣的系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)，如圖統(tǒng)，如圖8-198-19所示。其系統(tǒng)可靠度的表達式所示。其系統(tǒng)可靠度的表達式為：為：式中： RS系統(tǒng)的可靠度； Ri各子系統(tǒng)的可靠度。 iniSRR1 圖8-19 串聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2)2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計算并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計算 一個系統(tǒng)若至少有一個子系統(tǒng)正常，一個系統(tǒng)若至少有一個子系統(tǒng)正常， 系統(tǒng)系統(tǒng)即正常，即正常， 或各子系統(tǒng)都不正常，或各子系統(tǒng)都不正常， 系統(tǒng)才不正常，系統(tǒng)才不正常， 這樣的系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)， 如圖如圖8-208-20所示。所示。 并并聯(lián)系統(tǒng)可靠度的一般表達式為：聯(lián)系

30、統(tǒng)可靠度的一般表達式為：)1 (11iniSRR 圖8-10 并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3) 人機系統(tǒng)的可靠度計算 人機系統(tǒng)可分為： 串聯(lián)人機系統(tǒng)和冗余人機系統(tǒng)， 如表10-12所示。 把多余的要素加入到系統(tǒng)中構(gòu)成并聯(lián)系統(tǒng)稱為冗余系統(tǒng)。 冗余系統(tǒng)具有冗余度， 這是提高系統(tǒng)可靠性的一種有效方法。 表8-6 人機系統(tǒng)結(jié)合形式及可靠度2. 2. 海洛德分析評價法海洛德分析評價法 海洛德法是人的失誤與可靠性分析邏海洛德法是人的失誤與可靠性分析邏輯推演法。它是通過計算系統(tǒng)的可靠性，輯推演法。它是通過計算系統(tǒng)的可靠性，分析評價儀表、控制器的配置和安裝位分析評價儀表、控制器的配置和安裝位置是否適合于人的操作。一般先求出人

31、置是否適合于人的操作。一般先求出人執(zhí)行任務(wù)時的成敗概率，而后對系統(tǒng)進執(zhí)行任務(wù)時的成敗概率，而后對系統(tǒng)進行評價。行評價。 o 人眼在視中心線上下各人眼在視中心線上下各1515的正常視線的正常視線區(qū)域內(nèi)，最不容易發(fā)生錯誤。因此，在該范區(qū)域內(nèi)，最不容易發(fā)生錯誤。因此，在該范圍內(nèi)設(shè)置儀表或控制器時，誤讀率或誤操作圍內(nèi)設(shè)置儀表或控制器時，誤讀率或誤操作率極小，離開該區(qū)域越遠，則誤讀率和誤操率極小，離開該區(qū)域越遠，則誤讀率和誤操作率將逐漸增大。表作率將逐漸增大。表8-78-7表示了從視中心線表示了從視中心線為基準向外，每為基準向外，每1515劃分一個區(qū)域，在不同劃分一個區(qū)域，在不同的扇形區(qū)域內(nèi)規(guī)定相應(yīng)的誤

32、讀概率即劣化值的扇形區(qū)域內(nèi)規(guī)定相應(yīng)的誤讀概率即劣化值D Di i。 如果顯示控制板上的儀表被安排在如果顯示控制板上的儀表被安排在1515以內(nèi)最佳位置上，其劣化值為以內(nèi)最佳位置上，其劣化值為0.00010.00010.00050.0005；如果將該儀表安排在；如果將該儀表安排在8080的位置上，則相應(yīng)劣化值的位置上，則相應(yīng)劣化值D Di i增加到增加到0.0030.003。 所以，在進行儀表配置時，應(yīng)該研究所以，在進行儀表配置時，應(yīng)該研究如何使其劣化值盡量小些。有效作業(yè)概如何使其劣化值盡量小些。有效作業(yè)概率可用下式計算：率可用下式計算： o 例例 8-1 8-1 某儀表顯示板安裝某儀表顯示板安裝

33、6 6種儀表，其種儀表，其中有中有5 5種儀表安裝在中心視線種儀表安裝在中心視線1515之內(nèi)，之內(nèi)， 有有1 1種儀表安裝在中心視線種儀表安裝在中心視線5050的位置上，的位置上， 求操作人員有效作業(yè)概率。求操作人員有效作業(yè)概率。 )1(1iniDP 表表8-7 8-7 視區(qū)與劣化值視區(qū)與劣化值D D的關(guān)系的關(guān)系解：解： 由表由表8-78-7查得，視線查得，視線1515以內(nèi)儀表的劣化值以內(nèi)儀表的劣化值D D0.00010.0001， 視線視線5050的儀表劣化值為的儀表劣化值為0.0020.002， 則：則：9975. 0)002. 01 ()0001. 01 ()1 (51iniDP四、四、

34、 人機系統(tǒng)安全分析人機系統(tǒng)安全分析 1.1.事故原因分析事故原因分析（1 1） 事故原因事故原因 由于人在一定的場所或環(huán)境中完成作由于人在一定的場所或環(huán)境中完成作業(yè)，因此事故的發(fā)生顯然與作業(yè)環(huán)境直業(yè)，因此事故的發(fā)生顯然與作業(yè)環(huán)境直接相關(guān)。從物理環(huán)境考慮，易于發(fā)生事接相關(guān)。從物理環(huán)境考慮，易于發(fā)生事故的作業(yè)場所有：機械、熱、火、化學(xué)、故的作業(yè)場所有：機械、熱、火、化學(xué)、電、電、 放射性、噪聲等。放射性、噪聲等。 事故的物理條件因素：事故的物理條件因素： 人與機功能分配不當。人與機功能分配不當。 在作業(yè)設(shè)計在作業(yè)設(shè)計時，沒有充分考慮人與機各自能的機能時，沒有充分考慮人與機各自能的機能特征，如人在感

35、覺、學(xué)習(xí)、處理緊急事特征，如人在感覺、學(xué)習(xí)、處理緊急事件的應(yīng)變與反應(yīng)能力等方面優(yōu)于機器，件的應(yīng)變與反應(yīng)能力等方面優(yōu)于機器，而機器在動作的速度、精度、操作的力而機器在動作的速度、精度、操作的力度等方面優(yōu)于人。當作業(yè)分配錯誤時，度等方面優(yōu)于人。當作業(yè)分配錯誤時，人與機器都不能很好地完成指定的工作，人與機器都不能很好地完成指定的工作，并易于導(dǎo)致事故。并易于導(dǎo)致事故。 工具、作業(yè)場所等設(shè)計失誤。若設(shè)計工具、作業(yè)場所等設(shè)計失誤。若設(shè)計時不考慮人機工程學(xué)原理，則作業(yè)場所時不考慮人機工程學(xué)原理，則作業(yè)場所諸要素可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。如顯示器諸要素可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。如顯示器與控制器的布局不合適，沒有考慮顯示與

36、控制器的布局不合適，沒有考慮顯示控制兼容性，警示裝置處在難以視聽的控制兼容性，警示裝置處在難以視聽的位置等。位置等。 缺少必要的安全裝置與防護措施。缺少必要的安全裝置與防護措施。 在前述的七種易發(fā)生事故的作業(yè)場所，在前述的七種易發(fā)生事故的作業(yè)場所， 設(shè)備設(shè)計時應(yīng)充分考慮安全裝置的重要設(shè)備設(shè)計時應(yīng)充分考慮安全裝置的重要性，以避免可能的傷害；從個人防護方性，以避免可能的傷害；從個人防護方面來看，必要的設(shè)施有助于應(yīng)付緊急情面來看，必要的設(shè)施有助于應(yīng)付緊急情況，況， 避免惡劣作業(yè)環(huán)境的影響。避免惡劣作業(yè)環(huán)境的影響。 物理環(huán)境對人造成生理、心理壓力。物理環(huán)境對人造成生理、心理壓力。 作業(yè)場所不適當?shù)奈锢?/p>

37、環(huán)境，如溫度太作業(yè)場所不適當?shù)奈锢憝h(huán)境，如溫度太高、濕度太大、光照不足、噪聲過強等，高、濕度太大、光照不足、噪聲過強等， 都可能成為事故的誘發(fā)因素。都可能成為事故的誘發(fā)因素。 事故的人為因素：事故的人為因素： 從人的原因考慮，管理人員或作業(yè)從人的原因考慮，管理人員或作業(yè)者本身都可能導(dǎo)致事故。人的因素可分者本身都可能導(dǎo)致事故。人的因素可分為兩方面：人的行為因素以及人的生理為兩方面：人的行為因素以及人的生理與心理因素。關(guān)于作業(yè)事故人為因素的與心理因素。關(guān)于作業(yè)事故人為因素的研究，研究， 有很多分析模式，這里僅以有很多分析模式，這里僅以“時時間順序模式間順序模式”為例簡要說明。時間順序為例簡要說明。

38、時間順序模式如圖模式如圖8-118-11所示。該模式把發(fā)生事故所示。該模式把發(fā)生事故的過程劃分為幾大階段。的過程劃分為幾大階段。 圖圖8-11 8-11 事故發(fā)生的時間順序圖事故發(fā)生的時間順序圖 按圖按圖8-118-11所示模示，為了避免事故，從人所示模示，為了避免事故，從人機工程學(xué)原理考慮重點可放在：機工程學(xué)原理考慮重點可放在： o 準確、及時、充分地傳示與危險有準確、及時、充分地傳示與危險有關(guān)的信息關(guān)的信息( (如顯示器設(shè)計如顯示器設(shè)計) )； o 有助于避免事故的要素有助于避免事故的要素( (如控制裝如控制裝置、作業(yè)空間等置、作業(yè)空間等) )； o 作業(yè)人員培訓(xùn)，使其能面對可能出作業(yè)人員

39、培訓(xùn)，使其能面對可能出現(xiàn)的事故，采取適當措施?，F(xiàn)的事故，采取適當措施。 根據(jù)研究，按照事故的時間順序模式，不同根據(jù)研究，按照事故的時間順序模式，不同階段的失誤情況的比例如下：階段的失誤情況的比例如下： 對將要發(fā)生的事故，沒有感知對將要發(fā)生的事故，沒有感知 38%38% 已感知，但低估了發(fā)生事故的可能性已感知，但低估了發(fā)生事故的可能性 29%29% 已感知，但沒有作出反應(yīng)已感知，但沒有作出反應(yīng) 19%19% 感知并作出反應(yīng)但無力防避感知并作出反應(yīng)但無力防避 14% 14% 2. 2. 導(dǎo)致事故的行為因素導(dǎo)致事故的行為因素1) 1) 訓(xùn)練與技能。訓(xùn)練與技能。 作業(yè)者已經(jīng)形成習(xí)慣的動作或行為中，作業(yè)

40、者已經(jīng)形成習(xí)慣的動作或行為中，有些是安全的，有的則不安全。形成習(xí)有些是安全的，有的則不安全。形成習(xí)慣是長時間訓(xùn)練過程導(dǎo)致的結(jié)果。如果慣是長時間訓(xùn)練過程導(dǎo)致的結(jié)果。如果長時間按安全操作方式進行作業(yè)，則不長時間按安全操作方式進行作業(yè)，則不易發(fā)生作業(yè)事故。訓(xùn)練方面導(dǎo)致事故的易發(fā)生作業(yè)事故。訓(xùn)練方面導(dǎo)致事故的原因是：原因是： 2) 2) 記憶疏漏記憶疏漏o 許多作業(yè)要求有很好的記憶，才能準許多作業(yè)要求有很好的記憶，才能準確無誤地按步驟完成各種操作。作業(yè)者確無誤地按步驟完成各種操作。作業(yè)者須記住作業(yè)的次序、位置、各種信息的須記住作業(yè)的次序、位置、各種信息的意義及作出的反應(yīng)等，但人們存貯有效意義及作出的反應(yīng)等，但人們存貯有效信息的能力往往是有限的，較為復(fù)雜的信息的能力往往是有限的