安全人机工程学第2章人机系统

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1、1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。2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。32.1人机系统概述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

2、工操作系统42.2人机系统类型及功能图2-1人工操作系统半自动化系统5图2-2半自动化人机系统自动化系统6图2-3自动化人机系统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7图2-4人与机的结合方式2.2.4人机系统的功能信息接收信息加工信息贮存8执行功能信息反馈输入与输出图2-5人机系统的功能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Machi

3、ne-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()92.3人机系统的基本模式图2-6人机系统的基本模式2.4.1人的主要功能102.4人机功能分配图2-7人在操作活动中的基本功能示意图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112.4.2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。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

4、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。122.4.3人与机的功能分配1.人机特性比较1314表2-1人机特性比较152.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

5、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。16采用机器时的有利点采用人时的有利点重复性的操作、计算，大量的情报资料存储由于各种干扰，需要判断信息时迅速施加大的物理力时在图形变化情况下，要求判断图形时大量的数据处理要求判断各种各样的输入时根据某一特定范围，多次重复作出判断对发生频率非常低时的事态需要进行判断时由于环境约

6、束，对人有危险或操作容易犯错误时解决问题需要归纳、判断时当调节、操作速度非常重要，具有决定意义时预测不测事件的发生时控制力的施加要求非常严格时必须长时间地施加控制力时173.人机功能分配的一般原则表2-2采用人机时有利点174.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。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

7、对策。18195.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互联系的途径和手段。196.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

8、和传递频率不超过人的能力，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。201.人机能力比较法（FittsLists分配方法）212.4.4人机系统功能分配方法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