第八章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

1、第八章第八章人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)o人機(jī)系統(tǒng)概述人機(jī)系統(tǒng)概述o人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)o人機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)目標(biāo)體系人機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)目標(biāo)體系o人機(jī)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法人機(jī)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法第一節(jié)第一節(jié)人機(jī)系統(tǒng)概述人機(jī)系統(tǒng)概述 所謂系統(tǒng)是指由具有相互聯(lián)系、相互制約的所謂系統(tǒng)是指由具有相互聯(lián)系、相互制約的事物，以某種形式結(jié)合在一起并具有特定功能的事物，以某種形式結(jié)合在一起并具有特定功能的有機(jī)整體。有機(jī)整體。 整體系統(tǒng)的組成部分稱(chēng)為子系統(tǒng)。整體系統(tǒng)整體系統(tǒng)的組成部分稱(chēng)為子系統(tǒng)。整體系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間既有相對(duì)性也有統(tǒng)一性。與子系統(tǒng)之間既有相對(duì)性也有統(tǒng)一性。一、人機(jī)系統(tǒng)的定義o1、系統(tǒng)的概念o2、人機(jī)系統(tǒng)的概

2、念： 人機(jī)系統(tǒng)是由相互作用、相互聯(lián)系的人和機(jī)人機(jī)系統(tǒng)是由相互作用、相互聯(lián)系的人和機(jī)器兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的，且能完成特定目標(biāo)的一個(gè)器兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的，且能完成特定目標(biāo)的一個(gè)整體系統(tǒng)。整體系統(tǒng)。 人機(jī)系統(tǒng)中的人，是指機(jī)器的操作者和使用人機(jī)系統(tǒng)中的人，是指機(jī)器的操作者和使用者；機(jī)器的含義是廣義的，是指人所操縱和使用者；機(jī)器的含義是廣義的，是指人所操縱和使用的各種機(jī)器、設(shè)備、工具等物品的總稱(chēng)。的各種機(jī)器、設(shè)備、工具等物品的總稱(chēng)。 由于人機(jī)系統(tǒng)又都處于特定的環(huán)境中，所以在研究人機(jī)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)把環(huán)境當(dāng)作一個(gè)重要因素來(lái)考慮。環(huán)境因素包括照明、噪聲、振動(dòng)、溫度、濕度、空氣、顏色、工作地、工作空間以及一切影響軟件系

3、統(tǒng)的因素。 把人、機(jī)、環(huán)境三者相互聯(lián)系、相互作用構(gòu)成的主體系統(tǒng)場(chǎng)外人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。二、人機(jī)系統(tǒng)的基本形式和結(jié)合方式o1、人機(jī)系統(tǒng)的基本形式（1）手工操作系統(tǒng) 。例如：鉗工、木工等（2）半自動(dòng)化系統(tǒng)。例如：開(kāi)汽車(chē)、機(jī)床等（3) 自動(dòng)化系統(tǒng)。例如：自動(dòng)化生產(chǎn)線等。結(jié)合方式結(jié)合方式人與機(jī)串聯(lián)方式人與機(jī)串聯(lián)方式人與機(jī)并聯(lián)方式人與機(jī)并聯(lián)方式人與機(jī)串并聯(lián)方式人與機(jī)串并聯(lián)方式o2、人機(jī)系統(tǒng)的結(jié)合方式 三、人機(jī)系統(tǒng)的功能o信息接受：信息接受：人人感覺(jué)器官，機(jī)感覺(jué)器官，機(jī)傳感器。傳感器。o信息加工：信息加工：大腦分析、決策。大腦分析、決策。o信息儲(chǔ)存：信息儲(chǔ)存：記憶、文字、錄像、磁盤(pán)。記憶、文字、錄像、磁盤(pán)。

4、o執(zhí)行功能：執(zhí)行功能：執(zhí)行人腦和機(jī)器指令。執(zhí)行人腦和機(jī)器指令。o信號(hào)反饋：信息逐步返回到輸入端。信號(hào)反饋：信息逐步返回到輸入端。o輸入與輸出：輸入與輸出：第二節(jié)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二節(jié)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)廣義的概念，人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)廣義的概念， 可以可以說(shuō)，說(shuō)， 凡是包括人和機(jī)相結(jié)合的設(shè)計(jì)，凡是包括人和機(jī)相結(jié)合的設(shè)計(jì)， 小至一個(gè)小至一個(gè)按鈕、按鈕、 開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)， 一件手工工具，一件手工工具， 大至一個(gè)大型復(fù)大至一個(gè)大型復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程、雜的生產(chǎn)過(guò)程、 一個(gè)現(xiàn)代化系統(tǒng)一個(gè)現(xiàn)代化系統(tǒng)( (如宇宙飛船如宇宙飛船) )的的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)， 均為人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)均為人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 它不僅它不僅包括某個(gè)系包

5、括某個(gè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)， 而且也而且也包括作業(yè)及作業(yè)輔助設(shè)計(jì)、包括作業(yè)及作業(yè)輔助設(shè)計(jì)、 人員培訓(xùn)和維修等。人員培訓(xùn)和維修等。 一、一、 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本思想及要求人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本思想及要求o1.人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想o將人機(jī)系統(tǒng)的性能、可靠性、費(fèi)用、時(shí)間和適應(yīng)性作為設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)，從功能分析入手，合理地將系統(tǒng)的各項(xiàng)功能分配給機(jī)器和人，從而達(dá)到系統(tǒng)的最佳匹配。o人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想和過(guò)程可總結(jié)為下圖所示的模型。 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型： o2.人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總目標(biāo)：o根據(jù)人的特性，設(shè)計(jì)出最符合人操縱的機(jī)器、最適合手動(dòng)的工具、最方便使用的控制器、最舒適的座椅、最舒適的工作姿勢(shì)和操作程序、最有效

6、最經(jīng)濟(jì)的作業(yè)方法和預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、最舒適的工作環(huán)境等，使整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)安全可靠、效益最佳。o3.對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求如下：o1) 能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)， 完成預(yù)定的任務(wù)。 o2) 人與機(jī)能充分發(fā)揮各自的作用和協(xié)調(diào)地工作。 o3) 人機(jī)系統(tǒng)接受輸入和輸出的功能，都必須符合設(shè)計(jì)的能力。 o4) 人機(jī)系統(tǒng)要考慮環(huán)境因素的影響，這些因素包括廠房建筑結(jié)構(gòu)、照明、噪聲、溫度等。 o5) 人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)完善的反饋閉環(huán)回路。 二、二、 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序o1. 人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)建立與功能分析 每個(gè)系統(tǒng)都有自己的客觀目標(biāo)。 系統(tǒng)的目標(biāo)的確定對(duì)于以后的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。 因此首先要確定包含人在內(nèi)的全系

7、統(tǒng)應(yīng)具有什么樣的目標(biāo)， 并詳細(xì)填寫(xiě)系統(tǒng)目標(biāo)說(shuō)明書(shū)。 在確定系統(tǒng)目標(biāo)時(shí)， 要對(duì)系統(tǒng)目標(biāo)進(jìn)行技術(shù)上的可行性、 制造成本和用戶(hù)要求等方面的比較。 然后再詳細(xì)討論并確定為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的手段， 亦即確定應(yīng)給予系統(tǒng)的功能是什么。 此時(shí)可能有多個(gè)可行方案， 可行方案越多， 選擇的余地越大， 從而在一定的限制條件下選出較好的方案。 圖中所示為功能設(shè)計(jì)展開(kāi)法的關(guān)連樹(shù)圖， 圖中的每一等級(jí)， 上位是目標(biāo)， 下位是功能。各等級(jí)的目標(biāo)和相應(yīng)的功能之間， 從目標(biāo)找功能時(shí)應(yīng)問(wèn)“怎么辦”， 從功能找目標(biāo)時(shí)則問(wèn)“為什么”。o2. 人機(jī)功能分配o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)

8、器的潛能， 合理地將系統(tǒng)各項(xiàng)功能分配給人和機(jī)器的過(guò)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。 o 功能分配也稱(chēng)劃定人機(jī)界限， 通常應(yīng)考慮： o1)人與機(jī)器的性能、負(fù)荷能力、潛力及局限性； o2)人進(jìn)行規(guī)定操作所需的訓(xùn)練時(shí)間和精力限度； o3) 對(duì)異常情況的適應(yīng)性和反應(yīng)能力的人機(jī)對(duì)比； o4) 人的個(gè)體差異的統(tǒng)計(jì)； o5) 機(jī)器代替人的效果和成本等。 o 人機(jī)功能分配的結(jié)果形成了由人、 機(jī)共同作用而實(shí)現(xiàn)的人機(jī)系統(tǒng)功能。 o3. 人員開(kāi)發(fā)o人員開(kāi)發(fā)包括作業(yè)描述和作業(yè)規(guī)范， 它為人機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行提供了合適的操作人員。 功能分配完成以后， 應(yīng)進(jìn)行作業(yè)描述， 通過(guò)作業(yè)

9、描述可以考查功能分配是否合適， 是否與人的能力、 特性相適應(yīng)。 作業(yè)描述可以通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)的分析來(lái)完成。 o4. 界面設(shè)計(jì)o人機(jī)界面是人和機(jī)在信息交換上和功能上接觸的或相互影響的領(lǐng)域。人機(jī)聯(lián)系的重要途徑是顯示器和控制器。人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要是指顯示器、 控制器以及它們之間關(guān)系的設(shè)計(jì)。作業(yè)空間分析也是人機(jī)界面的內(nèi)容。人機(jī)界面設(shè)計(jì)必須解決好兩個(gè)主要問(wèn)題：人控制機(jī)器和人接受信息。 前者主要是指控制器要適合于人的操作， 應(yīng)考慮人進(jìn)行操作時(shí)的空間與控制器的配置。o5. 系統(tǒng)的評(píng)價(jià)和發(fā)展o系統(tǒng)評(píng)價(jià)是系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)是一個(gè)連續(xù)不斷的過(guò)程。只有正確地分析評(píng)價(jià)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，才能提出對(duì)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。如果認(rèn)

10、為系統(tǒng)運(yùn)行以后設(shè)計(jì)任務(wù)就結(jié)束了， 則系統(tǒng)得不到進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。 因此， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)將是一個(gè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)再設(shè)計(jì)再評(píng)價(jià)， 不斷發(fā)展的過(guò)程。 o 人機(jī)工程學(xué)中有關(guān)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)的方法很多。 定性分析方法有： 人的失誤分析法， 操作順序圖法，連接分析法等。定量分析方法有：功能分析法，人機(jī)可靠性分析法，環(huán)境指數(shù)評(píng)價(jià)法， 人機(jī)安全性分析法等。還有些評(píng)價(jià)法是定性與定量相結(jié)合的方法，如人的因素評(píng)價(jià)法(主觀評(píng)價(jià)法、生理和心理指數(shù)評(píng)價(jià)法等)。 o人在閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)中的信息處理模型o三、 人機(jī)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容o人在人機(jī)系統(tǒng)中， 無(wú)論是起重機(jī)的操作員， 還是火車(chē)司機(jī)或輪船的操作員， 都可以看成一個(gè)封閉控制系統(tǒng)的元件，

11、 都是這一封閉系統(tǒng)的有機(jī)組成部分， 如上圖所示。 將這一概念進(jìn)一步加深， 如下圖所示的簡(jiǎn)單方框圖， 該圖示出了操作者的工作過(guò)程。 這個(gè)系統(tǒng)中的三個(gè)主要子系統(tǒng)， 即感知子系統(tǒng)、 信息處理子系統(tǒng)和人的反應(yīng)子系統(tǒng)， 是人機(jī)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 o人的操作過(guò)程的信息處理系統(tǒng) o四、 人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟o人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如表所示。 首先設(shè)定一系統(tǒng)， 然后分析研究該系統(tǒng)的目標(biāo)和功能， 必要的和制約的條件， 然后，進(jìn)行系統(tǒng)的分析和規(guī)劃。這里主要是指系統(tǒng)的功能分析、 人的時(shí)間和動(dòng)作分析，工序分析、職務(wù)分析等， 其中包括提供人進(jìn)行作業(yè)的必要條件和必須的信息， 分析人的判斷和操縱動(dòng)作。 人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟可

12、歸納為：o1.明確系統(tǒng)的目的和條件；o2.進(jìn)行人和機(jī)械的功能分配；o3.進(jìn)行人和機(jī)械的相互配合；o4.對(duì)系統(tǒng)和機(jī)械的設(shè)計(jì)；o5.對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。第三節(jié)第三節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)目標(biāo)體系人機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)目標(biāo)體系一、評(píng)價(jià)的概念 評(píng)價(jià)是指：評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案對(duì)于預(yù)定目標(biāo)的“價(jià)值”及“效用”。 在評(píng)價(jià)中，按評(píng)價(jià)方法可分為定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。二、評(píng)價(jià)內(nèi)容與評(píng)價(jià)原則 評(píng)價(jià)必須對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的人、機(jī)、環(huán)境三大要素的整體性和各要素特性與功能等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 o1.評(píng)價(jià)內(nèi)容o（1）確定適用的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)目標(biāo)（指標(biāo)）和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).o（2）依據(jù)既定的評(píng)價(jià)程序和方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行客觀、定性或定量地評(píng)價(jià)，結(jié)合整體性、技術(shù)性、宜人性、安全

13、性、經(jīng)濟(jì)性等目標(biāo)及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出系統(tǒng)的最優(yōu)方案和最佳工作條件。o2.評(píng)價(jià)原則o 在評(píng)價(jià)方法上要注意堅(jiān)持以下原則：o（1）評(píng)價(jià)方法的客觀性。評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)防止評(píng)價(jià)者的主觀因素的影響。o（2）評(píng)價(jià)方法的通用性。評(píng)價(jià)方法應(yīng)適用評(píng)價(jià)同一級(jí)的各種系統(tǒng)。o（3）評(píng)價(jià)方法的綜合性。能反映評(píng)價(jià)對(duì)象各個(gè)方面的重要功能和因素（實(shí)際情況）。o三、評(píng)價(jià)目標(biāo)的建立o 設(shè)定目標(biāo)一般都有多個(gè)，可概括為以下三個(gè)主要方面的內(nèi)容。o（1）技術(shù)目標(biāo)。評(píng)價(jià)方案在技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性，包括工作性能、整體性、宜人性、安全性和使用維護(hù)性等。o（2）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo)。評(píng)價(jià)方案的經(jīng)濟(jì)效益，包括成本、利潤(rùn)、實(shí)施方案的費(fèi)用和市場(chǎng)情況等o(3)社會(huì)評(píng)價(jià)目標(biāo)

14、。評(píng)價(jià)方案實(shí)施后對(duì)社會(huì)帶來(lái)的效益和影響。o四、評(píng)價(jià)目標(biāo)體系o評(píng)價(jià)前首先確定總目標(biāo)，然后將總目標(biāo)分解為各級(jí)分目標(biāo)，直至具體、直觀。在分解過(guò)程中，要注意使分解后的各級(jí)分目標(biāo)與總目標(biāo)保持一致。分目標(biāo)的集合一定要保證總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。o目標(biāo)分層次分析與設(shè)計(jì)，最后由復(fù)雜度最低的目標(biāo)層次中的分目標(biāo)導(dǎo)出評(píng)價(jià)要素。第四節(jié)第四節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法人機(jī)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法o一、連接分析評(píng)價(jià)法o1.連接及其表示方法o 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。 因此相應(yīng)的連接形式有： 人機(jī)連接、 機(jī)機(jī)連接和人人連接。 o人機(jī)連接是指作業(yè)者通過(guò)感覺(jué)器官接受機(jī)器發(fā)出的信息或作業(yè)者對(duì)機(jī)器實(shí)施控制操作

15、而產(chǎn)生的作用關(guān)系；o機(jī)機(jī)連接是指機(jī)械裝置之間所存在的依次控制關(guān)系； o人人連接是指作業(yè)者之間通過(guò)信息聯(lián)絡(luò)， 協(xié)調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行而產(chǎn)生的作用關(guān)系。o（1）對(duì)應(yīng)連接o 對(duì)應(yīng)連接是指作業(yè)者通過(guò)感覺(jué)器官接受他人或機(jī)器發(fā)出的信息或作業(yè)者根據(jù)獲得的信息進(jìn)行操作而形成的作用關(guān)系。 人在進(jìn)行某一作業(yè)過(guò)程中， 往往不是一次動(dòng)作便能達(dá)到目的， 而需要多次逐個(gè)的連續(xù)動(dòng)作。 這種由逐次動(dòng)作達(dá)到一個(gè)目的而形成的連接稱(chēng)為逐次連接。 如內(nèi)燃機(jī)車(chē)司機(jī)啟動(dòng)列車(chē)的操作過(guò)程： 確認(rèn)信號(hào)(信號(hào)機(jī)的燈光顯示與車(chē)長(zhǎng)的發(fā)車(chē)指令)司機(jī)與副司機(jī)呼喚應(yīng)答(人與人連接)手操縱列車(chē)制動(dòng)器緩解鳴笛緩解機(jī)車(chē)制動(dòng)器置換向控制手柄于前進(jìn)位提主控手柄打開(kāi)撒砂開(kāi)

16、關(guān)提主控手柄關(guān)撒砂開(kāi)關(guān)置主控手柄于運(yùn)轉(zhuǎn)的合適位置。 這一復(fù)雜操作過(guò)程為一典型的逐次連接。 （2）逐次連接o（3）連接關(guān)系圖o連接由連接關(guān)系圖表示。 連接分析通過(guò)連接關(guān)系圖進(jìn)行。 人機(jī)系統(tǒng)中的各種要素均用符號(hào)表示， 各種要素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系根據(jù)不同連接形式用不同的線型表示， 如表8-3所示。 o表8-3 連接關(guān)系圖中的要素符號(hào)、 線型的含義 o2. 連接分析的目的o連接分析的目的有： o 根據(jù)視看頻率、重要程度，運(yùn)用連接分析合理配置顯示器與操作者的相對(duì)位置，以求達(dá)到視距適當(dāng)、視線通暢，便于觀察；o 根據(jù)作業(yè)者對(duì)控制器的操作頻率、重要程度，通過(guò)連接分析將控制器布置在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域內(nèi)，以便于操作，提高操作

17、準(zhǔn)確性；連接分析還可以幫助設(shè)計(jì)者合理配置機(jī)器之間的位置，降低物流指數(shù)。 o3. 連接分析的步驟 連接分析可分為繪制連接、 調(diào)整連接兩步。 o（1） 繪制連接關(guān)系圖o 根據(jù)人機(jī)系統(tǒng)，列出系統(tǒng)的主要要素， 并用相應(yīng)符號(hào)繪制連接關(guān)系圖。例如圖8 -5所示的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， 作業(yè)者3、1、4分別對(duì)顯示器和控制裝置C、A、D進(jìn)行監(jiān)視和控制，作業(yè)者2對(duì)顯示器C、A、B的顯示內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)作業(yè)者3、1、4發(fā)布指示，其連接關(guān)系如圖8-6所示。 o （2） 調(diào)整連接關(guān)系o 為了使各子系統(tǒng)之間達(dá)到相對(duì)位置最優(yōu)化，在調(diào)整連接關(guān)系時(shí)常使用以下三個(gè)優(yōu)化原則。 o 1) 減少交叉。 o 為了使連接不交叉或減少交叉環(huán)節(jié)

18、，通過(guò)調(diào)整人機(jī)關(guān)系及其相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 圖8-7 連接方案的優(yōu)化 (a) 初步方案；(b) 修改后方案圖8- 7(a)為某人機(jī)系統(tǒng)的初步配置方案， 圖8-7(b)為修改后方案。 修改后交叉點(diǎn)消失， 顯然(b)方案比(a)方案合理。 這樣經(jīng)過(guò)多次作圖分析， 直至取得簡(jiǎn)單、 合理的配置為止。o2) 綜合評(píng)價(jià)o 對(duì)于較為復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)，僅使用上述圖解很難達(dá)到理想的效果。必須同時(shí)引入系統(tǒng)的“重要程度“和“使用頻率”兩個(gè)因素進(jìn)行分析優(yōu)化。 o 相對(duì)重要性。請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的人員確定連接的重要程度， 根據(jù)“重要就近”原則進(jìn)行配置。 o 使用頻率。按使用頻率的大小對(duì)連接進(jìn)行評(píng)價(jià)。 o 綜合評(píng)價(jià)。將相對(duì)重要性和使用頻

19、率兩者相對(duì)值之乘積的大小作為綜合評(píng)價(jià)值， 進(jìn)行優(yōu)化配置。 圖8-8(a)是某連接圖， 連線上所標(biāo)的數(shù)值是重要性和使用頻率的乘積值， 即綜合評(píng)價(jià)值。 圖8-8 采用綜合評(píng)價(jià)的連接分析 (a)初始方案； (b) 改進(jìn)后方案在進(jìn)行方案分析中，既考慮減少交叉點(diǎn)數(shù)，又考慮綜合評(píng)價(jià)值，將方案(a)調(diào)整為方案(b)(如圖8-8(b)所示)，與改進(jìn)前相比，連接變得流暢且易使用。o二、 檢查表評(píng)價(jià)法o檢查表評(píng)價(jià)法， 是指利用人機(jī)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(guò)程中操作人員的能力、 心理和生理反應(yīng)狀況的評(píng)價(jià)方法。是一個(gè)較為普遍的初級(jí)評(píng)價(jià)方法。 o它是指對(duì)整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行檢查時(shí)使用的檢查表。國(guó)際人機(jī)工程學(xué)

20、學(xué)會(huì)提出的“人機(jī)工程學(xué)系統(tǒng)分析檢查表”的主要內(nèi)容如下： o1) 作業(yè)空間分析。 分析作業(yè)場(chǎng)所的寬敞程度， 影響作業(yè)者活動(dòng)的因素，顯示器和控制器的位置能否方便作業(yè)者的觀察和操作。 o2) 作業(yè)方法分析。 分析作業(yè)方法是否合理， 是否會(huì)引起不良的體位和姿勢(shì)，是否存在不適宜的作業(yè)速度，以及作業(yè)者的用力是否有效。 o 3) 環(huán)境分析。 對(duì)作業(yè)場(chǎng)所的照明、氣溫、干濕、氣流、噪聲與振動(dòng)條件進(jìn)行分析，考察是否符合作業(yè)者的心理和生理要求，是否存在能引起疲勞和影響健康的因素。 o4) 作業(yè)組織分析。 分析作業(yè)時(shí)間、休息時(shí)間的分配以及輪班形式，作業(yè)速率是否影響作業(yè)者的健康和作業(yè)能力的發(fā)揮。 o5) 負(fù)荷分析。 分

21、析作業(yè)的強(qiáng)度、感知系統(tǒng)的信息接受通道與容量的分配是否合理， 操縱控制裝置的阻力是否滿足人的生理特性。 o6) 信息輸入和輸出分析。 分析系統(tǒng)的信息顯示、信息傳遞是否便于作業(yè)者觀察和接受，操縱裝置是否便于區(qū)別和操作。 o三、 海洛德分析評(píng)價(jià)法o 1. 人機(jī)系統(tǒng)的可靠度o 可靠性的數(shù)量指標(biāo)為可靠度。人機(jī)系統(tǒng)的可靠度(RS)由機(jī)器的可靠度(RM)與人的操作可靠度(RH)確定。人機(jī)系統(tǒng)通常由多個(gè)子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)連接方式不同，其系統(tǒng)的可靠度計(jì)算方法也不同。 o1) 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算。 o 一個(gè)系統(tǒng)如果至少有一個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障，即可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障，或各子系統(tǒng)都正常系統(tǒng)才正常，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為串聯(lián)系

22、統(tǒng)，如圖8-19所示。其系統(tǒng)可靠度的表達(dá)式為：式中： RS系統(tǒng)的可靠度； Ri各子系統(tǒng)的可靠度。 iniSRR1 圖8-19 串聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)o 2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算o 一個(gè)系統(tǒng)若至少有一個(gè)子系統(tǒng)正常， 系統(tǒng)即正常， 或各子系統(tǒng)都不正常， 系統(tǒng)才不正常， 這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為并聯(lián)系統(tǒng)， 如圖8-20所示。 并聯(lián)系統(tǒng)可靠度的一般表達(dá)式為：)1 (11iniSRR 圖8-10 并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)o3) 人機(jī)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算o 人機(jī)系統(tǒng)可分為： 串聯(lián)人機(jī)系統(tǒng)和冗余人機(jī)系統(tǒng)， 如表10-12所示。 把多余的要素加入到系統(tǒng)中構(gòu)成并聯(lián)系統(tǒng)稱(chēng)為冗余系統(tǒng)。 冗余系統(tǒng)具有冗余度， 這是提高系統(tǒng)可靠性的一種有效方法。 o 表

23、8-6 人機(jī)系統(tǒng)結(jié)合形式及可靠度o2. 海洛德分析評(píng)價(jià)法o 海洛德法是人的失誤與可靠性分析邏輯推演法。它是通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)的可靠性，分析評(píng)價(jià)儀表、控制器的配置和安裝位置是否適合于人的操作。一般先求出人執(zhí)行任務(wù)時(shí)的成敗概率，而后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 o 人眼在視中心線上下各15的正常視線區(qū)域內(nèi)，最不容易發(fā)生錯(cuò)誤。因此，在該范圍內(nèi)設(shè)置儀表或控制器時(shí)，誤讀率或誤操作率極小，離開(kāi)該區(qū)域越遠(yuǎn)，則誤讀率和誤操作率將逐漸增大。表8-7表示了從視中心線為基準(zhǔn)向外，每15劃分一個(gè)區(qū)域，在不同的扇形區(qū)域內(nèi)規(guī)定相應(yīng)的誤讀概率即劣化值Di。 o 如果顯示控制板上的儀表被安排在15以?xún)?nèi)最佳位置上，其劣化值為0.00010.00

24、05；如果將該儀表安排在80的位置上，則相應(yīng)劣化值Di增加到0.003。 o 所以，在進(jìn)行儀表配置時(shí)，應(yīng)該研究如何使其劣化值盡量小些。有效作業(yè)概率可用下式計(jì)算： o例 8-1 某儀表顯示板安裝6種儀表，其中有5種儀表安裝在中心視線15之內(nèi)， 有1種儀表安裝在中心視線50的位置上， 求操作人員有效作業(yè)概率。 )1(1iniDPo 表8-7 視區(qū)與劣化值D的關(guān)系o解： 由表8-7查得，視線15以?xún)?nèi)儀表的劣化值D0.0001， 視線50的儀表劣化值為0.002， 則：9975. 0)002. 01 ()0001. 01 ()1 (51iniDPo四、 人機(jī)系統(tǒng)安全分析o 1.事故原因分析o（1） 事

25、故原因o 由于人在一定的場(chǎng)所或環(huán)境中完成作業(yè)，因此事故的發(fā)生顯然與作業(yè)環(huán)境直接相關(guān)。從物理環(huán)境考慮，易于發(fā)生事故的作業(yè)場(chǎng)所有：機(jī)械、熱、火、化學(xué)、電、 放射性、噪聲等。 o 事故的物理?xiàng)l件因素：o 人與機(jī)功能分配不當(dāng)。 在作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有充分考慮人與機(jī)各自能的機(jī)能特征，如人在感覺(jué)、學(xué)習(xí)、處理緊急事件的應(yīng)變與反應(yīng)能力等方面優(yōu)于機(jī)器，而機(jī)器在動(dòng)作的速度、精度、操作的力度等方面優(yōu)于人。當(dāng)作業(yè)分配錯(cuò)誤時(shí)，人與機(jī)器都不能很好地完成指定的工作，并易于導(dǎo)致事故。 o 工具、作業(yè)場(chǎng)所等設(shè)計(jì)失誤。若設(shè)計(jì)時(shí)不考慮人機(jī)工程學(xué)原理，則作業(yè)場(chǎng)所諸要素可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。如顯示器與控制器的布局不合適，沒(méi)有考慮顯示控制兼容

26、性，警示裝置處在難以視聽(tīng)的位置等。 o 缺少必要的安全裝置與防護(hù)措施。o 在前述的七種易發(fā)生事故的作業(yè)場(chǎng)所， 設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮安全裝置的重要性，以避免可能的傷害；從個(gè)人防護(hù)方面來(lái)看，必要的設(shè)施有助于應(yīng)付緊急情況， 避免惡劣作業(yè)環(huán)境的影響。 o 物理環(huán)境對(duì)人造成生理、心理壓力。 作業(yè)場(chǎng)所不適當(dāng)?shù)奈锢憝h(huán)境，如溫度太高、濕度太大、光照不足、噪聲過(guò)強(qiáng)等， 都可能成為事故的誘發(fā)因素。 o 事故的人為因素： o 從人的原因考慮，管理人員或作業(yè)者本身都可能導(dǎo)致事故。人的因素可分為兩方面：人的行為因素以及人的生理與心理因素。關(guān)于作業(yè)事故人為因素的研究， 有很多分析模式，這里僅以“時(shí)間順序模式”為例簡(jiǎn)要說(shuō)明

27、。時(shí)間順序模式如圖8-11所示。該模式把發(fā)生事故的過(guò)程劃分為幾大階段。 o圖8-11 事故發(fā)生的時(shí)間順序圖o 按圖8-11所示模示，為了避免事故，從人o機(jī)工程學(xué)原理考慮重點(diǎn)可放在： o 準(zhǔn)確、及時(shí)、充分地傳示與危險(xiǎn)有關(guān)的信息(如顯示器設(shè)計(jì))； o 有助于避免事故的要素(如控制裝置、作業(yè)空間等)； o 作業(yè)人員培訓(xùn)，使其能面對(duì)可能出現(xiàn)的事故，采取適當(dāng)措施。 o根據(jù)研究，按照事故的時(shí)間順序模式，不同階段的失誤情況的比例如下： o對(duì)將要發(fā)生的事故，沒(méi)有感知 38%o已感知，但低估了發(fā)生事故的可能性 29%o已感知，但沒(méi)有作出反應(yīng) 19%o感知并作出反應(yīng)但無(wú)力防避 14% o2. 導(dǎo)致事故的行為因素o1) 訓(xùn)練與技能。 o 作業(yè)者已經(jīng)形成習(xí)慣的動(dòng)作或行為中，有些是安全的，有的則不安全。形成習(xí)慣是長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練過(guò)程導(dǎo)致的結(jié)果。如果長(zhǎng)時(shí)間按安全操作方式進(jìn)行作業(yè)，則不易發(fā)生作業(yè)事故。訓(xùn)練方面導(dǎo)致事故的原因是： o2) 記憶疏漏o 許多作業(yè)要求有很好的記憶，才能準(zhǔn)確無(wú)誤地按步驟完成各種操作。作業(yè)者須記住