最新人因工程学第13章-人机系统教学讲义PPT.ppt

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1、人因工程学第13章-人机系统第十三章人机系统第一节人机系统概述第二节人机系统设计思想与程序第三节人机系统评价概述第四节人机系统分析评价方法第一节人机系统概述内容：一、人机系统的含义二、人机系统基本模式三、人机系统的类型人的子系统可概括为感受刺激—大脑信息加工—做出反应机器的子系统可概括为控制装置—机器运转—显示装置在人机系统中，人与机器之间存在着信息环路，人机相互具有信息传递的性质。系统能否正常工作，取决于信息传递过程能否持续有效地进行。二、人机系统基本模式三、人机系统的类型1.按有无反馈控制分类（1）闭环人机系统（2）开环人机系统2.按系统自动化程度分类（1）人工

2、操作系统（2）半自动化系统（3）自动化系统3.按人机结合方式分类（1）人机串联（2）人机并联（3）人机串、并联混合1.按有无反馈控制分类反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新对系统发生作用。(1)闭环人机系统也叫反馈控制人机系统，其特点是：系统的输出直接作用于系统的控制。(2)开环人机系统特征是：系统中没有反馈回路，系统输出不对系统的控制发生作用，所提供的反馈信息不能控制下一步的操作。即系统的输出对系统的控制作用没有直接影响。2.按系统自动化程度分类(1)手工操作系统人使用机械与工具工作，但机械与工具不具备动力，能源是体力，控制凭技能。例如，钳工锉削、刮研、木工

3、作业、手工造型等人（动力源和控制者）信息储存感觉信息处理与决策执行信息反馈输出输入2.按系统自动化程度分类（2）半自动化系统这种系统中，人操纵具有动力的设备工作。如，操纵机床加工零件，驾驶汽车、火车等。人（动力源和控制者）信息储存感觉信息处理与决策执行信息反馈b）过程控制输入设备输出2.按系统自动化程度分类（3）自动化系统这种系统中，机器完全代替了人的工作，生产过程的信息接受、信息处理和执行等均由机器来完成，人只起启动、停止、编程、监控、修理、调试的作用。但是，这种系统的投资大，非大量生产采用它是不经济的。3.按人机结合方式分类可分为人机串联，人机并联和人机串、并联

4、混合三种方式。如图所示:机器人人机器机器机器人（1）人机串联人与机任何一方停止活动或发生故障，都会使整个系统中断工作。人和机的特性相互增强、相互干扰。机器人（2）人机并联人、机两者可以相互取代，具有较高的可靠性。作业时人间接介入工作系统，人的作用以监视、管理为主，手工作业为辅。这种结合方式，人与机的功能互相补充，自动化系统中多采用这种人机结合方式。人机器机器机器人（3）人机串、并联混合这种结合方式多种多样，实际上都是人机串联和人机并联的两种方式的综合，往往同时兼有这两种方式的基本特性第二节人机系统设计思想与程序一、人机系统设计思想的发展二、人机系统设计程序三、人机系

5、统设计步骤一、人机系统设计思想的发展让人来适应机器的设计思想先设计好机器，再根据机器的运行要求来选拔和培训人员。让机器适应人的设计思想即根据人的特性，设计出最符合人操作的机器设备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的控制器，如何使设计的机器尽可能地代替人的工作等。人与机器相互适应的系统设计思想在机器和人中间进行合理的功能分配，从而达到系统的最佳匹配二、人机系统设计程序（一）人-机系统的目标（二）人与机器的功能分析（三）功能分配（四）设计与评价正式投产试制评价系统分析评价确定系统目标人机功能分析人机功能分配人机界面设计作业辅助设计结构设计性能要求总体设计工程设计师施工设

6、计人力资源分析功能要求人员选择人因工程专家人员训练人员开发机器设计优劣二、人机系统设计程序（一）人-机系统的目标在设计一个系统时，首先必须确定它作为一个整体所体现的目标，然后再讨论为达到该目标，系统应该只备什么样的功能。（二）人与机器的功能分析1．人机特性比较详细比较见下表能力种类机器的特性人的特性信息接收物理量的检测范围广，而且正确可检测如电磁波等一些人不能检测的物理量能够在视觉范围以外用红外线和电磁波工作具有与认知有直接联系的检测能力，凭感官接受信号，掌握标准困难，易出偏差具有味觉、嗅觉和触觉视觉范围有一定限制，能够识别物体的位置、色彩和物体的移动信息处理按预先

7、编程可进行快速、准确的数据处理。记忆正确并能长时间储存，调出速度快能连续进行超精密的重复操作和按程序常规操作，可靠性较高对处理液体、气体和粉状体等比人优越，但处理柔软物体则不如人计算速度快，能够正确地进行计算，但不会修正错误图形识别能力弱能进行多通道的复杂动作具有抽象、归纳能力以及模式识别、联想、发明创造等高级思维能力。善于积累经验并运用经验判断超精密重复操作易出差错，可靠性较低可通过获取视觉、听觉、位移和重量感等信息控制运动器官灵活地操作计算速度慢，常出差错，但能巧妙地修正错误图形识别能力强只能单通道信息交流与输出与人之间的信息交流只能通过特定的方式进行能输出