人機(jī)工程學(xué)第八章-人機(jī)系統(tǒng)分析與評價

第八章

人機(jī)系統(tǒng)分析與評價

第一節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)模式第二節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計模型

第三節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)分析

第四節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)評價

人機(jī)系統(tǒng)模式圖神經(jīng)中樞運動系統(tǒng)感覺系統(tǒng)人環(huán)境顯示系統(tǒng)控制系統(tǒng)機(jī)機(jī)器人機(jī)界面（能量）、（物料）輸出（能量、物料）輸入人機(jī)系統(tǒng)的基本類型按照有無反饋機(jī)制分:閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)開環(huán)人機(jī)系統(tǒng)按照自動化程度分:手工操作系統(tǒng)半自動化系統(tǒng)自動化系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)的基本類型按照人機(jī)結(jié)合方式分:人機(jī)串聯(lián)方式人機(jī)并聯(lián)方式人機(jī)串、并聯(lián)混合方式第二節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計模型

一、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的基本思想

二、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容、程序和步驟

人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的基本思想

系統(tǒng)目標(biāo)的建立功能分析功能分配人機(jī)界面設(shè)計設(shè)計與作業(yè)輔助設(shè)計人員開發(fā)系統(tǒng)分析評價機(jī)器設(shè)計功能要求人力資源分析人員選擇人員訓(xùn)練人機(jī)工程專家性能要求結(jié)構(gòu)設(shè)計總體設(shè)計施工設(shè)計工程設(shè)計師設(shè)計試制評價、投產(chǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容確定人機(jī)系統(tǒng)的功能及其在人、機(jī)間的合理分配人機(jī)界面設(shè)計人機(jī)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計作業(yè)環(huán)境的設(shè)計和控制人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與作業(yè)要求

定義人機(jī)系統(tǒng)的輸人/輸出及其功能初步設(shè)計人機(jī)界面設(shè)計作業(yè)輔助設(shè)計系統(tǒng)的驗證和發(fā)展①系統(tǒng)做什么？②做的標(biāo)準(zhǔn)是什么？③如何進(jìn)行測量？人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與作業(yè)要求定義人機(jī)系統(tǒng)的輸人/輸出及其功能

初步設(shè)計人機(jī)界面設(shè)計作業(yè)輔助設(shè)計系統(tǒng)的驗證和發(fā)展在系統(tǒng)功能定義階段,應(yīng)避免超前進(jìn)行“功能分配”,只定義功能是什么,不定義怎樣實現(xiàn)功能,特別不能將功能馬上“分配”給人或機(jī)器。圖8-5關(guān)連樹圖IDEF關(guān)連樹圖人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與作業(yè)要求定義人機(jī)系統(tǒng)的輸人/輸出及其功能初步設(shè)計

人機(jī)界面設(shè)計作業(yè)輔助設(shè)計系統(tǒng)的驗證和發(fā)展圍繞系統(tǒng)設(shè)計所進(jìn)行的功能分配、作業(yè)要求及作業(yè)分析。

圖8-5關(guān)連樹圖（1）功能分配。功能分配是指為了使系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配,在研究分析人和機(jī)器特性的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮人和機(jī)器的潛能,合理地將系統(tǒng)各項功能分配給人和機(jī)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(jī)器完成。因此,必須對人和機(jī)器的特性充分分析比較能力種類人的特性機(jī)器的特性物理方面的功率(能)10s內(nèi)能輸出1.5kW，以0.15kW的輸出能連續(xù)工作一天，并能作精細(xì)的調(diào)整能輸出極大和極小功率，但不能像人手那樣進(jìn)行精細(xì)地調(diào)整計算能力計算速度慢，常出差錯，但能巧妙地修正錯誤計算速度快，能夠正確地進(jìn)行計算，但不會修正錯誤記憶容量能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的、長期的記憶，并能實現(xiàn)同時和幾個對象聯(lián)系能進(jìn)行大容量的數(shù)據(jù)記憶和取出反應(yīng)時間最小值為200ms反應(yīng)時間可達(dá)微秒級通道只能單通道能夠進(jìn)行多通道的復(fù)雜動作監(jiān)控難以監(jiān)控偶然發(fā)生的事件監(jiān)控能力很強(qiáng)操作內(nèi)容

超精密重復(fù)操作易出差錯，可靠性較低能連續(xù)進(jìn)行超精密重復(fù)操作和按程序常規(guī)操作，可靠性高手指能力能進(jìn)行非常細(xì)致而靈活快速的動作只能進(jìn)行特定的工作圖形識別

圖形識別能力強(qiáng)圖形識別能力弱預(yù)測能力對事物的發(fā)展能做出相應(yīng)的預(yù)測預(yù)測能力有很大的局限性經(jīng)驗性能夠從經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的東西，并能夠根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行修正總結(jié)不能自動歸納經(jīng)驗創(chuàng)造能力具有創(chuàng)造能力，能夠?qū)Ω鞣N問題具有全新的、完全不同的見解，具有發(fā)現(xiàn)特殊原理或關(guān)鍵措施的能力完全沒有自發(fā)的創(chuàng)造能力，但可以在程序功能的范圍內(nèi)進(jìn)行一定的創(chuàng)造性工作功能分配一般原則。①對于要求圖形辨認(rèn)或者多種信息輸入形式的情況；需要歸納推理、判斷的情況；需要對未來的不能預(yù)期的狀態(tài)作處理的情況等,應(yīng)分配給人完成。②對于單一的重復(fù)性的計算、存貯、檢查、整理工作；長期支付大功率的作業(yè)、高速度的作業(yè)；環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需檢測人不能識別的物理信號的作業(yè)等,應(yīng)安排給機(jī)器完成功能分配考慮的因素。

①人與機(jī)器的性能、負(fù)荷能力、潛力及局限性；

②人進(jìn)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(jī)對比；

④人的個體差異的統(tǒng)計；

⑤機(jī)器代替人的效果和成本等。（2）作業(yè)要求。每一項分配給人的功能都對人提出作業(yè)品質(zhì)的要求,例如精度、速度、技能、培訓(xùn)時間、滿意度等。設(shè)計者必須確定作業(yè)要求,并作為以后人機(jī)界面設(shè)計、作業(yè)輔助設(shè)計的參考依據(jù)。（3）作業(yè)分析。作業(yè)分析是按照作業(yè)對人的能力、技能、知識、態(tài)度的要求,對分配給人的功能作進(jìn)一步的分解和研究。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與作業(yè)要求定義人機(jī)系統(tǒng)的輸人/輸出及其功能初步設(shè)計人機(jī)界面設(shè)計作業(yè)輔助設(shè)計系統(tǒng)的驗證和發(fā)展主要是指顯示器、控制器以及它們之間關(guān)系的設(shè)計、作業(yè)空間分析人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與作業(yè)要求定義人機(jī)系統(tǒng)的輸人/輸出及其功能初步設(shè)計人機(jī)界面設(shè)計作業(yè)輔助設(shè)計系統(tǒng)的驗證和發(fā)展①制定對使用者的素質(zhì)要求和選擇操作人員的標(biāo)準(zhǔn)。②設(shè)計操作手冊；設(shè)計作業(yè)輔助手段；設(shè)計培訓(xùn)方案。

人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般程序人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與作業(yè)要求定義人機(jī)系統(tǒng)的輸人/輸出及其功能初步設(shè)計人機(jī)界面設(shè)計作業(yè)輔助設(shè)計系統(tǒng)的驗證和發(fā)展系統(tǒng)驗證階段的工作包括制定驗證標(biāo)準(zhǔn),實施驗證和做出驗證結(jié)論。第三節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)分析

一、連接分析二、作業(yè)分析三、操作順序圖分析連接分析連接及其表示方法

連接是指人機(jī)系統(tǒng)中,人與機(jī)、機(jī)與機(jī)、人與人之間的相互作用關(guān)系。按連接的性質(zhì),人機(jī)系統(tǒng)的連接方式主要有對應(yīng)連接和逐次連接兩種。要素符號、線型

含義操作者控制器、顯示器等設(shè)備裝置操作連接聽覺信息傳遞連接視覺觀察連接汽車起步:一踏二掛三轉(zhuǎn)向四喇叭五手剎前方紅燈:踩剎車減速連接分析連接分析的目的連接分析的目的是合理配置各子系統(tǒng)的相對位置及其信息傳遞方式,減少信息傳遞環(huán)節(jié),使信息傳遞簡潔、通暢,提高系統(tǒng)的可靠性和工作效率。連接分析連接分析法的應(yīng)用1.對應(yīng)連接分析連接分析連接分析法的應(yīng)用2.逐次連接分析作業(yè)分析

方法研究方法研究的定義和目的方法研究是對現(xiàn)行的或擬議的工作方法進(jìn)行系統(tǒng)的記錄和嚴(yán)格的考查,是開發(fā)和應(yīng)用更容易和更有效的工作方法的以及降低成本的一種手段。方法研究的目的在于改進(jìn)工藝和程序,改進(jìn)工廠、車間和工作場所的平面布置,改進(jìn)整個工廠和設(shè)備的設(shè)計,改進(jìn)物料、機(jī)器和人力的利用,經(jīng)濟(jì)地使用人力,減少不必要的疲勞以及改善工作環(huán)境。第四節(jié)

人機(jī)系統(tǒng)評價一、檢查表評價法二、工作環(huán)境指數(shù)評價法三、海洛德分析評價法檢查表評價法檢查表評價法,是指利用人因工程學(xué)原理檢查構(gòu)成人機(jī)系統(tǒng)各種因素及作業(yè)過程中操作人員的能力、心理和生理反應(yīng)狀況的評價方法。檢查表評價法的主要內(nèi)容

作業(yè)空間分析作業(yè)方法分析環(huán)境分析作業(yè)組織分析負(fù)荷分析信息輸入和輸出分析表8-17某生產(chǎn)線人因工程評價檢查表序號內(nèi)容是否不適用評價說明及結(jié)果1盡量使作業(yè)人員避免不必要的步行或升降運動√2避免長時間站立√處于長期走、站姿勢作業(yè)3不頻繁出現(xiàn)前曲姿勢√頻繁彎腰，舉升重物4作業(yè)有足夠的空間采取滿意的姿勢√5有足夠的空間變換姿勢√6地面盡量平整，沒有凹凸地方√水磨石地面，光潔平整7地面的硬度、彈性適當(dāng)√水泥地面，長期站走姿勢，地面不適8升降設(shè)備充分寬敞√9安全通道符合要求√工作環(huán)境指數(shù)評價法空間指數(shù)法:密集指數(shù)可通行指數(shù)表8-18密集指數(shù)指數(shù)值密集程度典型事例

3210能舒服地進(jìn)行作業(yè)身體的一部分受到限制身體的活動受到限制操作受到顯著限制，作業(yè)相當(dāng)困難在寬敞的地方操作機(jī)床在無容膝空間工作臺上工作在高臺上仰姿作業(yè)維修化鐵爐內(nèi)部工作環(huán)境指數(shù)評價法視覺環(huán)境綜合評價指數(shù)法:評價作業(yè)場所的能見度和判別對象(顯示器、控制器等)能見狀況的評價指標(biāo)。確定評價項目確定分值及權(quán)值綜合評價指數(shù)計算確定評價等級①對環(huán)境的第一印象；②照度；③眩光感覺；④亮度分布；⑤光影；⑥顏色顯現(xiàn),⑦光色；⑧表面裝修與色彩；⑨室內(nèi)結(jié)構(gòu)與陳設(shè)；⑩室內(nèi)外的視覺聯(lián)系。投票對各評價項目評分,并確定權(quán)值,均分為由好到壞4個等級,相應(yīng)的值為0、10、50、100。視覺環(huán)境指數(shù)SS=00<S≤1010<S≤50S>50等級1234評價意義毫無問題稍有問題問題較大問題很大工作環(huán)境指數(shù)評價法會話指數(shù):指工作場所中的語言交流能夠達(dá)到通暢的程度。通常采用語言干擾級(SIT)衡量某種噪聲條件下，人在一定距離講話必須達(dá)到多大強(qiáng)度的聲音才能使會話通暢，或相反在某一強(qiáng)度的講話聲音條件下，噪聲強(qiáng)度必須低于多少才能使會話通暢。海洛德分析評價法人機(jī)系統(tǒng)的可靠度:可靠性的數(shù)量指標(biāo)為可靠度?？煽慷榷x為系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和預(yù)期的使用期內(nèi)完成其功能的概