人機(jī)功能分配

第三節(jié)人機(jī)功能分配人的主要功能1.機(jī)的主要功能2.人機(jī)特性比較3.人機(jī)功能分配4.人機(jī)功能分配圖4－7人在操作活動(dòng)中的基本功能示意圖

一、人的主要功能人機(jī)功能分配一、人的主要功能人在人機(jī)系統(tǒng)中主要有三種功能：（一）人的第一種功能——傳感器（二）人的第二種功能一一信息處理器（三）人的第三種功能——操縱器人機(jī)功能分配二、機(jī)的主要功能（一）接受信息如電子、光學(xué)或機(jī)械的傳感裝置來完成。（二）儲(chǔ)存信息一般要靠磁盤、磁帶、磁鼓、打孔卡、凸輪、模板等儲(chǔ)存系統(tǒng)來儲(chǔ)存信息。（三）處理信息（四）執(zhí)行功能一是機(jī)器本身產(chǎn)生控制作用，如車床自動(dòng)加深或減少銑削深度，二是借助于聲、光等信號(hào)把指令從這個(gè)環(huán)節(jié)輸送到另一個(gè)環(huán)節(jié)。人機(jī)功能分配三、人機(jī)特性比較在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分析人和機(jī)器各自所具有的不同特點(diǎn)，以便研究人與機(jī)器的功能分配，從而揚(yáng)長避短，各盡所長，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動(dòng)和機(jī)器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。人和機(jī)各有自己的能力和長處，歸納起來各表現(xiàn)在四個(gè)方面：

人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺能力；

機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動(dòng)作、判斷能力、造價(jià)及運(yùn)營費(fèi)用。人機(jī)功能分配表4—1人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目機(jī)器人速度占優(yōu)勢時(shí)間延時(shí)為1s邏輯推理擅長于演繹而不易改變其演繹程序擅長于歸納，容易改變其推理程序計(jì)算快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差可靠性按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)制造的機(jī)器，在完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而且保持恒定，不能處理意外的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降人腦可靠性遠(yuǎn)超過機(jī)械，但極度疲勞與緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)連續(xù)性能長期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)容易疲勞，不能長時(shí)間連續(xù)工作，且受性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)單調(diào)作業(yè)靈活性如果是專用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途通過教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能力人機(jī)功能分配表4—1人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較（續(xù)）項(xiàng)目機(jī)器人輸入靈敏度具有某些超人的感覺，如有感覺電離輻射的能力在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如眼睛能感受各種位置、運(yùn)動(dòng)和顏色，善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨信號(hào)，易受（超過規(guī)定限度的）熱、冷、噪聲和振動(dòng)的影響智力無（智能機(jī)例外）能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測事件，并能采取預(yù)防措施操作處理能力操縱力、速度精密度、操作量、操作范圍等均優(yōu)于人的能力。在處理液體、氣體、粉體方面比人強(qiáng)，但對(duì)柔軟物體的處理能力比人差可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從視覺、聽覺、變位和重量感覺上得到的信息可以完全反饋給控制器人機(jī)功能分配表4—1人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較（續(xù)）項(xiàng)目機(jī)器人功率輸出恒定——不論大的，固定的或標(biāo)準(zhǔn)的1471KW的功率輸出只能維持10s，367.75KW的功率輸出可維持幾分鐘，150KW以下的功率輸出能持續(xù)一天綜合能力多種途徑單一手段記憶最適用于文字的再現(xiàn)和長期存儲(chǔ)可存儲(chǔ)大量信息，并進(jìn)行多種途徑的存取，擅長于對(duì)原則和策略的記憶人機(jī)功能分配四、人機(jī)的功能分配1、人機(jī)功能分配的含義對(duì)人和機(jī)的特性進(jìn)行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機(jī)，稱為人機(jī)的功能分配。人與機(jī)器的結(jié)合形式，依復(fù)雜程度不同可分為：勞動(dòng)者-工具；操作者-機(jī)器；監(jiān)控者-自動(dòng)化機(jī)器；監(jiān)督者-智能機(jī)器等幾種。機(jī)器的自動(dòng)化與智能化使操縱復(fù)雜程度提高因而對(duì)操縱者提出了嚴(yán)格要求。同時(shí)操縱者的功能限制也對(duì)機(jī)器設(shè)計(jì)提出特殊要求。人機(jī)功能分配

2、人機(jī)功能分配的一般原則人能完成并能勝過機(jī)器的工作：發(fā)覺微量的光和聲，接受和組織聲、光的型式，隨機(jī)應(yīng)變和應(yīng)變程度，長時(shí)間大量儲(chǔ)存信息并能回憶有關(guān)的情節(jié)，進(jìn)行歸納推理和判斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。目前機(jī)器能完成并勝過人的工作：對(duì)控制信號(hào)迅速作出反應(yīng)，平穩(wěn)而準(zhǔn)確地產(chǎn)生“巨大力量，做重復(fù)的和規(guī)律性的工作，短暫地儲(chǔ)存信息然后廢除這些信息，快速運(yùn)算，同一時(shí)間執(zhí)行多種不同的功能。人機(jī)功能分配表4—2采用人機(jī)時(shí)有利點(diǎn)

采用機(jī)器時(shí)的有利點(diǎn)采用人時(shí)的有利點(diǎn)1、重復(fù)性的操作、計(jì)算，大量的情報(bào)資料存儲(chǔ)1、由于各種干擾，需要判斷信息時(shí)2、迅速施加大的物理力時(shí)2、在圖形變化情況下，要求判斷圖形時(shí)3、大量的數(shù)據(jù)處理3、要求判斷各種各樣的輸入時(shí)4、根據(jù)某一特定范圍，多次重復(fù)作出判斷4、對(duì)發(fā)生頻率非常低時(shí)的事態(tài)需要進(jìn)行判斷時(shí)5、由于環(huán)境約束，對(duì)人有危險(xiǎn)或操作容易犯錯(cuò)誤時(shí)5、解決問題需要?dú)w納、判斷時(shí)6、當(dāng)調(diào)節(jié)、操作速度非常重要，具有決定意義時(shí)6、預(yù)測不測事件的發(fā)生時(shí)7、控制力的施加要求非常嚴(yán)格時(shí)

8、必須長時(shí)間地施加控制力時(shí)

人機(jī)功能分配

2.人機(jī)功能分配的一般原則笨重的、快速的、精細(xì)的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運(yùn)算的、支付大功率的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測人不能識(shí)別的物理信號(hào)的作業(yè)，分配給機(jī)器承擔(dān)

指令和程序的安排，圖形的辨認(rèn)或多種信息輸入時(shí)，機(jī)器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、故障處理及應(yīng)付突然事件等工作，由人承擔(dān)

人機(jī)功能分配

3、人機(jī)功能匹配對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的影響在設(shè)備（機(jī)器）的設(shè)計(jì)中，必須考慮人機(jī)之間的匹配關(guān)系，如果不考慮人與機(jī)器的適應(yīng)，那么人既不能舒適也不會(huì)高效工作，如上圖所示就說明了這個(gè)問題。人機(jī)功能分配4、人機(jī)分工不合理的表現(xiàn)可以由人很好執(zhí)行的功能分配給機(jī)器而把設(shè)備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人讓人承擔(dān)超過其能力所能承擔(dān)的負(fù)荷或速度不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點(diǎn)而找出人機(jī)之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑與手段人機(jī)功能分配5、人機(jī)功能分配應(yīng)注意問題(1)信息由機(jī)器的顯示器傳遞到人，選擇適宜的信息通道，避免信息通道過載而失誤，以及顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全人機(jī)工程的原則。(2)信息從人的運(yùn)動(dòng)器官傳遞給機(jī)器，應(yīng)考慮人的權(quán)限能力和操作范圍，控制器設(shè)計(jì)要安全、可靠、靈敏。(3)充分適用人和機(jī)的各自優(yōu)勢。(4)使人機(jī)結(jié)合面的信息通道數(shù)和傳遞頻率不超過人的能力，以及機(jī)適合大