第9章安全人机功能匹配=安全人机工程学课件

第九章安全人机功能匹配安全人机工程学（第九章）第九章安全人机功能匹配安全人机工程学（第九章）1第一节

人机功能匹配

一、人的主要功能l、人的第一种功能——传感器

通过感觉器官（视觉、听觉、触觉等）接受信息，感知系统的作业情况和机器的状态

2、人的第二种功能——信息处理器

将接受的信息和已储存在大脑中的经验和知识信息进行比较分析后，作出决第一节人机功能匹配一、人的主要功能2定，如作出继续、停止或改变操作的决定3、人的第三种功能——操纵器（见图9-4）

根据决定采取相应行动，如开关机器或增减其速度等定，如作出继续、停止或改变操作的决定3图9－1人在操作活动中的基本功能示意图

图9－1人在操作活动中的基本功能示意图4二、机的主要功能

l、接受信息

2、储存信息

3、处理信息

4、执行功能

二、机的主要功能5三、人机特性比较

在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安全状态，做到安全生产。

三、人机特性比较在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析6人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表现在四个方面：

人的功能的限度是准确性、体力、速度和知觉能力；

机器功能的限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表现在四个方面：7表9—1人与机的优缺点比较项目机器人速度占优势时间延时为1s逻辑推理擅长于演绎而不易改变其演绎程序擅长于归纳，容易改变其推理程序计算快且精确，但不善于修正误差慢且易产生误差，但善于修正误差可靠性按照恰当设计制造的机器，在完成规定的作业中可靠性很高，而且保持恒定，不能处理意外的事态。在超负荷条件下可靠性突降人脑可靠性远超过机械，但极度疲劳与紧急事态下很可能变成极不可靠，人的技术水平、经验以及生理和心里状况对可靠性很有影响，可处理意外紧急事态连续性能长期连续工作，适应单调专业，需要适当维护容易疲劳，不能长时间连续工作，且受性别、年龄和健康状态等影响，不适应单调作业灵活性如果是专用机械，不经调整则不能改作其它用途通过教育训练，可具有多方面的适应能力表9—1人与机的优缺点比较项目机器8表9—1人与机的优缺点比较（续）项目机器人输入灵敏度具有某些超人的感觉，如有感觉电离辐射的能力在较宽的能量范围内承受刺激因素，支配感受器适应刺激因素的变化，如眼睛能感受各种位置、运动和颜色，善于鉴别图象，能够从高噪声中分辨信号，易受（超过规定限度的）热、冷、噪声和振动的影响智力无（智能机例外）能应付意外事件和不可能预测事件，并能采取预防措施操作处理能力操纵力、速度精密度、操作量、操作范围等均优于人的能力。在处理液体、气体、粉体方面比人强，但对柔软物体的处理能力比人差可进行各种控制，手具有非常大的自由度，能极巧妙地进行各种操作。从视觉、听觉、变位和重量感觉上得到的信息可以完全反馈给控制器表9—1人与机的优缺点比较（续）项目机9表9—1人与机的优缺点比较（续）项目机器人功率输出恒定——不论大的，固定的或标准的1471KW的功率输出只能维持10s，367.75KW的功率输出可维持几分钟，150KW以下的功率输出能持续一天综合能力多种途径单一手段记忆最适用于文字的再现和长期存储可存储大量信息，并进行多种途径的存取，擅长于对原则和策略的记忆表9—1人与机的优缺点比较（续）项目机10四、人机的功能分配

1、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，称为人机的功能分配。

人与机器的结合形式，依复杂程度不同可分为：劳动者-工具；操作者-机器；监控者-自动化机器；监督者-智能机器等几种。四、人机的功能分配1、人机功能分配的含义11人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表现在四个方面：

人的功能的限度是准确性、体力、速度和知觉能力；

机器功能的限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。人机结合的原则改变了传统的只考虑机器设计的思想，提出了同时考虑人与机器两方面因素，即在机器设计的同时把人看成是有知觉有技术的控制机、能量转换机、信息处理机。人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表现在四个方面：12凡需要由感官指导的间歇操作，要留出足够间歇时间；机器设计中，要使操纵要求低于人的反应速度，这便是获得最佳效果的设计思想。

凡需要由感官指导的间歇操作，要留出足够间歇时间；机器设计中，132、人机功能分配的一般原则人能完成并能胜过机器的工作：发觉微量的光和声，接受和组织声、光的型式，随机应变和应变程度，长时间大量储存信息并能回忆有关的情节，进行归纳推理和判断并形成概念和创造方法等。2、人机功能分配的一般原则14目前机器能完成并胜过人的工作：对控制信号迅速作出反应，平稳而准确地产生“巨大力量，做重复的和规律性的工作，短暂地储存信息然后废除这些信息，快速运算，同一时间执行多种不同的功能。

目前机器能完成并胜过人的工作：对控制信号迅速作出反应，平稳而15表9—2采用人机时有利点

采用机器时的有利点采用人时的有利点1、重复性的操作、计算，大量的情报资料存储1、由于各种干扰，需要判断信息时2、迅速施加大的物理力时2、在图形变化情况下，要求判断图形时3、大量的数据处理3、要求判断各种各样的输入时4、根据某一特定范围，多次重复作出判断4、对发生频率非常低时的事态需要进行判断时5、由于环境约束，对人有危险或操作容易犯错误时5、解决问题需要归纳、判断时6、当调节、操作速度非常重要，具有决定意义时6、预测不测事件的发生时7、控制力的施加要求非常严格时

8、必须长时间地施加控制力时

表9—2采用人机时有利点采用机器时的有利点采用人时的有16人机功能分配的一般原则笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、支付大功率的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业，分配给机器承担指令和程序的安排，图形的辨认或多种信息输入时，机器系统的监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突然事件等工作，由人承担人机功能分配的一般原则173、人机功能匹配对人机系统的影响过去，由于不明人与机的匹配关系特性，使机的设计与人的功能不适应而造成的失误很多，如作战飞机的高度计等仪表的设计与人的视觉不适应是造成飞机失事的主要原因（见图4-5）在工作负荷过高的情况下，人往往出现应激反应（即生理紧张），导致重大事故的发生。3、人机功能匹配对人机系统的影响18进行合理的人机功能分配，也就是使人机结合面布置得恰当，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，进而采取改进对策。

进行合理的人机功能分配，也就是使人机结合面布置得恰当，从安全19图9－2设备设计中的人因工程

图9－2设备设计中的人因工程204、人机分工不合理的表现可以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与手段让人承担超过其能力所能承担的负荷或速度4、人机分工不合理的表现215、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