第四章安全人机功能匹配 安 全 人·第一节人机系统中人的传递函数 机 程 人机系统建模 学 二、人的传递函数的试验建模 第 章 三、人的传递函数的求解方法 四、人的传递函数的应用
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 1 页 第四章 安全人机功能匹配 • 第一节 人机系统中人的传递函数 • 一、人机系统建模 • 二、人的传递函数的试验建模 • 三、人的传递函数的求解方法 • 四、人的传递函数的应用
第二节人机功能匹配 安 、人的主要功能 全 人 l、人的第一种功能—传感器 机 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 单·2、人的第二种功能—一信息处理器 将接受的信息和已储存在大脑中的经验和知识信息进 第 行比较分析后,作出决定,如作出继续、停止或改变 操作的决定 章·3、人的第三种功能一操纵器(见图4 根据决定采取相应行动,如开关机器或增减其速度等
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 2 页 第二节 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4-4） 根据决定采取相应行动，如开关机器或增减其速度等
委[外界环炒“位皂入[息处理“行为愉出外群化 刺激信息來测感知过程「莉⑩和爍||人的反应 行动结果 人 外界刺激 作出判断 体力活动|物理变化 机工程 物体 看听触尝 作出决策 操纵控村料已加工 事件 数据加工 便用工具 显示器 处理材料 机祭己开动 学|工作过程 作出评价 组装 程序已发出 机器 语言指令 服务工作已忘威 坏境 第四章 图4-1人在操作活动中的基本功能示意图
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 3 页 图4－1 人在操作活动中的基本功能示意图
二、机的主要功能 安 全 人·1、接受信息 机 ·2、储存信息 程 学 言息 3、处理信 第 4、执行功能 章
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 4 页 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
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 安全人机工程学第四章 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 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
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 5 页 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。 • 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
表41人与机的优缺点比较 安项目 机器 人 全占优势 时间延时为1s 人 机逻辑擅长于演绎而不易改变其演绎程撞长于归纳,容易改变其推理程序 推理 序 工程学第 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 按照恰当设计制造的机器,在完人脑可靠性远超过机械,但极度疲劳与 可靠性且保持恒定,不能处理意外的事技术水平、经验以及生理和心里状况对 态。在超负荷条件下可靠性突降可靠性很有影响,可处理意外紧急事态 章 能长期连续工作,适应单调专业,容易疲劳,不能长时间连续工作,且受 连续性需要适当维护 性别、年龄和健康状态等影响,不适应 单调作业 如果是专用机械,不经调整则不通过教育训练,可具有多方面的适应能 灵活性能改作其它用途 力
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 6 页 表4—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41人与机的优缺点比较(续) 安全人机 项目 机器 人 「具有某些超人的感觉,如有在较宽的能量范围内承受刺激因素, 感觉电离辐射的能力 支配感受器适应刺激因素的变化,如 工输入 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 程 信号,易受(超过规定限度的)热、 冷、噪 声和振动的 影响 学⌒第四章 能应付意外事件和不可能预测事件, 智力无(智能机例外) 并能采取预防措施 操纵力、速度精密度、操作可进行各种控制,手具有非常大的自 量、操作范围等均优于人的由度,能极巧妙地进行各种操作。从 操作处能力。在处理液体、气体、视觉、听觉、变位和重量感觉上得到 理能力 粉体方面比人强,但对柔软的信息可以完全反馈给控制器 物体的处理能力比人差
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 7 页 表4—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41人与机的优缺点比较(续) 安全人机工程学第四章 项目 机器 人 恒定—不论大的,固定147KW的功率输出只能维持10s 功率的或标准的 36775KW的功率输出可维持几分 输出 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 最适用于文字的再现和长可存储大量信息,并进行多种途 记忆期存储 径的存取,擅长于对原则和策略 的记忆
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 8 页 表4—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
四、人机的功能分配 安 金1、人机功能分配的含义 人 机·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 程 能分配。 学 人与机器的结合形式,依复杂程度不同可分 第 为:劳动者-工具;操作者一机器;监控者-自 动化机器;监督者-智能机器等几种 章·机器的自动化与智能化使操纵复杂程度提高 因而对操纵者提出了严格要求。同时操纵者 的功能限制也对机器设计提出特殊要求
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 9 页 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。 • 机器的自动化与智能化使操纵复杂程度提高 因而对操纵者提出了严格要求。同时操纵者 的功能限制也对机器设计提出特殊要求
安·人机结合的原则改变了传统的只考虑 金机器设计的思想,提出了同时考虑人 人 与机器两方面因素,即在机器设计的 机 x同时把人看成是有知觉有技术的控制 醞机、能量转换机、信息处理机。 学 凡需要由感官指导的间歇操作,要留 第 出足够间歇时间;机器设计中,要使 章 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
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 四 章 ︶ 2005.2.1 安全与 环境工程系 第 10 页 • 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。 • 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