第9章安全人机功能匹配=安全人机工程学=重庆大学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 安全人机功能匹配,安全人机工程学（第九章）,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,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,图,9,1,人在操作活动中的基本功能示意图,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,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,91,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,91,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,91,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,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。,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。,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。,2,、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。,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。,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,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,3,、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。,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。,图,9,2,设备设计中的人因工程,4,、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,5,、人机功能分配应注意问题,信息由机器的显示器传递到人，选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误，以及显示器的设计应符合安全人机工程的原则。,信息从人的运动器官传递给机器，应考虑人的权限能力和操作范围，控制器设计要安全、高效、可靠、灵敏。,充分适用人和机的各自优势。,使人机结合面的信息通道数和传递频率不超过人的能力，以及机适合大多数人的应用。,