人机系统分析与评价

第十二章

人机系统分析与评价主讲：蒋熠

2010.12.2Evaluation

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Ltd.上章内容回顾一、人机系统的概述Evaluation

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w二it、h

A人s机po系se统.S基li本de模s

式fo及r.分N类ET

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Ltd.三、人机系统设计本章内容一、人机系统分析的概述二、人机系统分析方Ev法aluation

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Profile三、人C机o系py统ri评g价ht的2概00述4-2011

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Ltd.四、人机系统评价方法五、故障树分析法一、人机系统分析的概述设计人机系统的阶段：定义 执行 测试和评价人机系统分Ev析a主lu要at在i定on义o（nl概y念.构建）阶段，ed

with即A在s系po统se设.计Sl前id和e设s

计fo过r程.N中E进T

3行.。5

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ProfileCo1p、yr人i机gh系t统20分0析4-项20目11

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Ltd.2、人机系统中的人分析3、人机系统中的机分析4、工作环境分析5、人机系统可靠性的分析1、人机系统分析项目分析问题：系统的总目标和总任务••系统中的人机界面匹配要求系统的可行性系统对环境的要求系统建设的资金来源、经济效益和建设进度要求等系统中的人机功能E分va配luation

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wit•h

系As统p中o的se机.器S性l性i能d要es求及fo其r实.现N的ET可能3.性5

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Profile系C统o中p的yr人i力g资h资t源2要0求0及4-其2实0现11的A可s能p性ose

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Ltd.2、人机系统中的人分析人的功能分析人机系统对人的功能要求是多方面的，不同的功能人员素质分析要求需要不同的人Ev完a成lu。ation

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Profile1.体质因素C2o.p能y力ri因g素ht

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Ltd.3.知识经验4.个性因素人员培训分析培训规模、培训要求、培训设施3、人机系统中的机分析根据工程建设的总目标和总要求对系统中的机器设备 进行分析•显示器、控制器的安装位置、性能要求、安置方式、组人机界面装置分析Evaluation

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合As排po列se.Slides

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Profile系统C中op的y其ri它g物ht件2004-2011

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Ltd.工具的安放工作台、工作椅的设计原材料堆放、运送加工成品的收集、安放4、工作环境分析人和机器对工作环境都有一定的要求Evaluation

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A•sp温os度e.、Sl湿id度es、f振or动.、NE噪T

声3声.、5

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ProfileCo空py气ri成gh分t

等20因04素-2011

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Ltd.5、人机系统可靠性的分析串联的人或机越多，系统的可靠性越低

2.并联式人机系统的可靠性RS=1－（1－

R1）（1－

R2）………

（1－

Rn）并联的人和机越多，系统的可靠性越高可靠性一般用成功的概率或用差错、故障发生的平均时间来 表示串联式与并联式人机系统的可靠性串联式式人机系E统v的al可u靠a性tion

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As人p或o机se任.何Sl一i环d失es灵f都o会r使.整NE个T系3统.停5

止Client

ProfileCRSo=pR1y*Rr2i*gRh3

t*…2…0…0…4*-R2n

011

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Ltd.在监控室中出现告急信号时，3个值班员中要有2个人同意才能r 为需要得到同意的人数

R 为每个人的可靠度多人共决人机系统的可靠性有的人机系统采用多人或多重决定的方法如：一个保险装置的开E关v，al要u4a个t人io中n有o3n个l人y同.意才能打开ed

with切断A断s电p源ose.Slides

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Profiler-1Copyright

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Ltd.Rhn=

∑

nCi(1-R)iRn-Ii=0Rhn

为系统中n个人总的可靠度，nCi

为n个人中有i个人同意的事件数，二、人机系统分析方法1、连接分析法Evaluation

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Aspose2.、Sl作id业es分fo析r

法.NET

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Ltd.3、操作顺序图分析法1、连接分析法连接分析的目的：是合理配置各子系统的相对位置及其信息传递方式，减少信息传送环节，使信息简洁、通畅，提高系统的可靠性和工作效率。连接分析评价法(链式分析法)：是一种对人、机械、过程和系统进行评价的简便方法，它用“连接”来表示人、机之间Ev的a关lu系a。tion

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w•ith按A连s接po的s性e.质S，li连d接es方f式or分.对N应ET连3接.和5

逐Cl次i连en接t两P种ro。fileCopyright

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Ltd.要素符号、线形含义操作者控制器、显示器等设备装置操作连接听觉信息传递连接视觉观察连接分析的步骤：绘制连接图；对人、机位置E进v行al调ua整t，io使n交on叉l线y.尽量减少；ed

wit•h

A对s各po连se线.进Sl行i综d综e合s

评fo价r

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Ltd.Evaluation

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Ltd.逐次连接分析Evaluation

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Ltd.2、作业分析动作分析按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容，并将记录图表化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善点的一套分析方法。方法研究是指运用各种分析技术，对工作方法进行分析、设计和改进，寻E求v最al佳ua的t工io作n方on法l并y.使之标准化的ed

with一A系s列po活se动.。Slides

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Ltd.3、操作顺序图分析法•操作顺序图分析法（运营图法，OSD法）（Operational

Sequence

Diagramming）将由“信息—意Ev志al决u定at—io动n

作on”ly.之间的关系组ed

with成A的sp作o业s业e顺.S序li用de图s式fo表r示.N。ET

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Profile操作Co顺p序yr图ig的ht一2般00符4-号2用0用1圆1

A圈s○po表se示P接ty受L信td息.，方块□表示动作，三角▽表示传递信息。三、人机系统评价的概述评价--是指按照明确目标测定对象的属性，并把该属性变成主观效用的行为，也称为明确价值的过程。评价方法：定性评价和定量评价。评价目的：根据评价结果，对系统进行调整，发扬优点，改善薄弱环节，消除不良因素或潜在危险，以达到系统的最优化。Evaluation

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Ltd.评价分为：（1）对现有的工业产品的人机系统进行评价主要是使有关人员了解现有产品的优缺点和存在的问和存在不足，并及时改进。评价原则：评价方法的客观性评价方法的通用性评价方法的综合性题，为今后改进产品Ev设a计lu提a供t依io据n和o积nl累y资.料；ed

wit（h

2A）s对po人s机e.系S统l规id划e和s设f计or阶.段N的E评T

价3.5

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ProfileC主op要y是ri在g规h划t

和20设0计4阶-2段0预11测到As系p统os可e能P占t有y的Lt优d势.评价内容确定适用的评价方法、评价目标(指标)和评价标准；依据既定的评E价v程al序u和at方i法o、n对on系l统y进.行客观的、定ed

with性或A或s定p量os的e评.价S价l，i结de合s整f体o性r

、.N技E术T性3、.5宜人C人l性i、en安t全P性r、ofile经济C性o等py目r标i及g及h经t验2数00据4，-找20出1系1统A的sp最o优se方案Pt和y最L佳t工d工.作条件；在技术和经济条件上难以或不可能达到预期目标时，应对规划或设计方案进行可行性研究，反复评价，以达到符合最优化为目的。评价目标的建立(1)

技术评价目标工作性能、整体性、宜人性、安全性和使用维护等。(2)

经济评价目标Evaluation

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wit成h本A、s利p润o、se实.施S方l案i的de费s用和fo市r场情.N况E等T。3.5

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Profile(3)

社C会op评y价ri目g标ht

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Ltd.是否有益于改善环境，是否有利于人的文化技术水平的提高，是否改变人的道德标准和生活习惯，是否有利于人的审美观点提高等。环境光照、温度、湿度、粉尘、通风振动、噪声、放射线有毒有害物质等整体性创造性新颖性协调性完整性适应性易操作宜人性形象化醒目色调省力易辩识美观安全性本质安全可靠性可控性稳定性记忆性总目标设计评价目标（要素）体系Evaluation

o大n方ly.ed

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ProfileCopyright

2004-舒20适11

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Ltd.四、人机系统评价方法1、校核表（检查表）评价法Evaluation

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Asp2o、se工.S作li环de境s

f指or数.评NE价T

3法.5

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Ltd.3、海洛德分析评价法1、校核表评价法校核表进行评价法亦称为检查表法，是指利用人因工程学原理检查构成人机系统各种因素及作业过程中操作人员的能力、心理和生理反应状况的评价方法。1）校核表编制方法单元名称检查项目内容回答备注是否Evaluation

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Ltd.检查表评价法的主要内容作业空间分析作业方法Ev分a析luation

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A（s3p）os环e.境S影li响d分e分s析for

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Profile（C4o）py作ri业g组ht织2分00析4-2011

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Ltd.机能的负担和总负担信息转入和输出分析国际人类工资学系统分析检核表详细项目共188项明标准？仪表控制台上的事故信号灯是否位于操作者的视野中心？标志记号是否简洁、意思明确？信号和显示装置的种类和数量是否符合信息的特性？仪表的安排是否符合按用途分组的要求？排列秩序是否符合与操作者的认读次序相一致？是否符合视觉运动规律？是否避免了因调节或操纵手把时遮挡视线？人机系统分析检查表（1）信息显示作业操作能得到充分的信息指示吗？信息数量合适否？Evaluation

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with作A业sp面o的s亮e度.能Sl否i满d足e视s觉f的o判r断.对N象E及T进3行.作5业C要li求e的n必t要P照rofile警报Co指p示y装r置i是gh否t配置20在0引4人-注2意01的1地方As？pose

Pty

Ltd.根据指针是否能容易地读出所需要的数字？指针运动方向符合习惯要求吗？音响信号是否受到噪声干扰？必要的会话是否受到干扰？最重要的仪表是否布置在最有利的视区内？显示仪表与控制装置在位置上对应关系如何？能否很容易地从仪表板上找出所需要的仪表？仪表刻度能否十分清楚地Ev分a辨l？uation

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wit仪h表A的s精p度o符se合.读S数l精i度de要s求吗fo？r

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Profile刻度盘C分o度p的yr特i点g不h同t，2能0否0引4-起2读0数1误1差A？spose

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Ltd.（2）操纵装置按钮的表面大小、揿压深度、表面形状是否合理？手控操纵机构的形状、大小、材料是否与施力大小相符合？从生理上考虑，施力大小是否合理？是否有静态施力状态？脚踏板是否必要Y是否坐姿操作脚踏板？操纵装置是否设置在手易达到的范围内？需要进行快而准确的操作动作是否用于操作？操纵装置是否按不E同va功l能u和a不ti同o系n统o分n组ly？.ed

with

A不s同p的os操e纵.装S置li在d形e状s、f大or小、.N颜E色T上3是.否5有C区li别e？nt

Profile操C作o极py快r、i使g用ht频2繁0的0操4纵-2装0置1是1否A用sp按o钮s？e

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Ltd.显示装置与操纵装置是否按使用顺序原则、使用频率原则扣重要性原则安排？能用复合的操纵装置(多功能的)吗？向一致？显示装置与操纵装置的空间位置协调性，运动上的协调性和紧急停车装置设置的位置是否合理？操纵装置的布置是否能保证操作者以最佳体位进行操作？操纵装置的运行方向是否Ev与a预l期ua的t功io能n和o被n控l制y.的部件运动方ed

w操it纵h装A置s的po设s计e是.S否l满i足de协s调f性o(r适.应N性E或T兼3容.5性C)的li要e求n（t即Profile概念C上o的py协r调i性gh）t？2004-2011

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Ltd.例：某生产线人因工程评价检查表序号内容是

否

不适用评价说明及结果行或升降运动34作业有足够的空间采取满意姿势√5有足够的空间变换姿势√6地面尽量平整，没有凹凸地方√水磨石地面，光洁平整7地面的硬度、弹性适当√水泥地面，长期站走姿势，地面不适8升降设备充分宽敞√9安全通道符合要求√1

尽量使作业人员避免不必E要v的al步uat√ion

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w2ith避免A长s时p间os站e立.Slides

for.N√ET

3.处5于长Cl期i走e、n站t姿P势r作o业file不频繁C出o现py前r曲i姿g势ht

2004-2011√Asp频o繁se弯腰P，t举y升L重t物d.2、工作环境指数评价法空间指数法•可视Ev性al指ua数tion

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ProfileCopyr•ig会ht话2指00数4-2011

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Ltd.步行指数321）空间指数法空间指数法分为密集指数可行性指数如果工作空间过分窄小，环境很嘈杂的话，就会对工作效率和作业疲劳产生很大的影响。因此，采用“空间指数法”E。v评al价ua人t与io机n器on、l人y.与人、机器与ed

with机A器s等po互se相.的Sl位id置e安s

排fo。r

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Ltd.33指数值密集程度典

型

事

例3能舒适地进行作业在宽敞的地方操作机床2身体的一部分受到限制在无障碍空间的工作台上工作1身体的活动受到限制在高台上仰姿作业0操作受到显著限制，作业相当困难维修化铁炉内部（1）密集指数所谓密集指数，是指一定的占地面积中操作人员（工作者，作业者等）数目指标用评分的值来表示。下表是由张乃尔与托克特做出的一Ev个a示lu范a，t密io集n指o数nl共y分.四级，最好的状ed

with况为A为s3p分o；s最e.差S为li0。de另s外f，o也r

有.N反E过T来3分.5配平C平l分i值en的t。ProfileCopyright密2集00指4数-2分0级1级1

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Ltd.34（2）可行性指数可行性指数用来评价通行的入口宽度，如下表所示。当然，评分的有关数值只是作为一个基本标准。按不同的衣着状态，还必须适当地增加入Ev口a宽lu度a值t。ion

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Aspose.Slid可es行f性o指r

数.N划E分T分3.5

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ProfileCo指p数y值righ人t

口20宽0度4/-m2m

011

As说pose明Pty

L3>900可两人并行2600～900一人能自由通行1450～600仅可一人通行0<450通行相当困难td.2）可视性指数视觉环境综合评价指数是指在作业场所的能见度和差别对象（显示器、控制器等）能见状况的评价指标。（1）确定评价项目：对环境的第一印象；照度；眩光感觉；与陈设；室内外的视觉联系等。综合评价指数计算确定评价等级视觉环境指数SS=00<s≤1010<S≤50S>50等级1234评价意义毫无问题稍有问题问题较大问题很大亮度分布；光影；颜E色v显a现l；ua光t色i；o表n面o装n修ly与.色彩；室内结构ed

with

A（s2p）o确s定e.分S值l及i权de值s：f投o票r对.各N评E价T项3目.评5分C，li并e确n定t权P值r，ofile均分C为o由p好y到ri坏g4个h个t等级20，0相4应-值20为101、1A0s、p50o、s1e00P。ty

Ltd.363）会话指数会话指数是指房间中会话能够达到的通畅程度，它以考虑噪音、距离等因素评出一个数值作为基准，该基准能达到二人之间自由地进行一般会话的水平。距E离v与a会l话u妨a害t度i(oSInL)关o系nly.ed

wleith

As讲p话o者与se.Sl听者的距离（m）ides

for.会N话E妨T害度3（.SI5L）C（ldBi）ent

Profi正常声

高声

大声

呼喊Co0.p15yright71

200477-201183Aspo89sePtyLtd.0.30657177830.61586571770.91556167731.22535965711.52515763691.83495561673.6643455561374）步行指数步行指数是指人在作业时来回走动的距离总和。不必E要v的al联ua系ti或on者o操nl作y工.具的安置ed

with不A适sp当os，e.就Sl会i使de距s

离fo增r

多.多N，ET指3数.5上C升li。ent

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Ltd.3、海洛德分析评价法人机系统的可靠度：可靠性的数量指标。为系统在规定的条件下和预期的使用期内完成其功能 的概率。Evaluation

only.方法：先求出人们在执行任务时成功与失误的概率，ed

with然A后s进po行s系e.统S评li价des

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Profile海洛C德op法y(rHiumgahntE2rr0o0r4a-n2d0R1e1liAabsiploitsyeAPntalyysLitsdL.ogic

Development,HERALD)，也称为人的失误与可靠性分析逻辑推算法。它用计算系统的可靠性，分析评价仪表、控制器的配置和安装位置是否适合于人的操作。一般先求出人执行任务时的成败概率，而后对系统进行评介。五、故障树分析法“果”。定义：故障树分析(Fault

TreeAnalysis，FTA)采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。事故树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它 用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各 种事件之间的因E果v关al系ua。t逻io辑n门on的l输y.入事件是输出ed

with事A件s的po“se因.”Sl，id逻e辑s

门fo的r输.N出E事T

3件.是5

输Cl入ie事n件t

的ProfileCopyright

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Ltd.Evaluation

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Profile中常用符号Copyright

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Ltd.故障数分析的方法有定性分析和定量分析两种。 定性分析是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式,既求出Ev故a障lu的at所i有on最o小nl割y集.(MCS).ed

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As定p量os分e.析Slides

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Profile最小