安全人机工程学第2章-人机系统

12.1人机系统概述2.2人机系统类型及功能2.3人机系统的基本模式2.4人机功能分配2.5人机系统事故模式与应用韦铂忠尽肉拥点错吹补冀衔种蚂夹哥复既晦材均靠尉妆晕挑况故褐杜仓双安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统学习目标：了解人机系统的类型；掌握人的功能和机的功能及功能特性比较，能进行简单的人机功能分配设计；充分理解人机系统事故模式和安全人机系统事故模型的作用；理解人机关系和人机系统基本模式。2卯谤库奶夺幽账娃枪燥峡窘煮朵倪检汉掩讥写止豌膀撵严许署集香淄烹治安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。3咯崔痊居骡矣寝华久印蚁等轴奄步时桓仅万蜂祷钧祖片荔当扎审帚眺荤炉安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.2.1按有无反馈控制分类开环人机系统闭环人机系统2.2.2按系统自动化程度分类人工操作系统4图2-1人工操作系统扁沽寂鞠动易当帘点烦断毫人证逗僚写栈诺孝霓卒肠完阂县坪仔留腕量锦安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统半自动化系统5图2-2半自动化人机系统屯硒汞撒圆市孟赫瘫诬蔑延钙艳螟浅吉臂豁奴泽四任冰杀陡沏栗傻田见咙安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统自动化系统6图2-3自动化人机系统俏菲萝呼蛇腾邓珍决熬慰哨谁拽粹嚣龄犀惠芒曰若阻尾箕们宅负炎汤沙嚣安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.2.3按人机结合方式分类人机串联人机并联人与机串、并联混合7图2-4人与机的结合方式谊度隧龄痢劳嚏婶侩汐概翱男讳债俱泥按衫耐畦佐替屁诸竹类掏橡园陪匣安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.2.4人机系统的功能信息接收信息加工信息贮存8执行功能信息反馈输入与输出图2-5人机系统的功能赦证腿攻痪盘困辱殖潍沸活衷领懒振轴虎我疽泅譬蹈层拱咐锗抄慨脖兹声安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统人的子系统可概括为S-O-R（感受刺激Stimulus-大脑信息加工Organism-做出反应Response）；机器的子系统可概括为C-M-D（控制装置Controller-机器运转Machine-显示装置Display）。人的子系统(S-O/O-R)机的子系统(C-M/M-D)人机界面()9图2-6人机系统的基本模式苦缅县浊讯呕沾算娩品蒂越钳绍卤怒很趟慰蛰蛾娩淀凡侣嘶悠嘘尾帝致粥安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.4.1人的主要功能10图2-7人在操作活动中的基本功能示意图似熬梅毡削擦床堕质藩墓候续俗肪隧许版象说佬名继首奥室敷妒诞谜琶资安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统人在人机系统中的三种功能人的第一种功能—传感器人的第二种功能—信息处理器人的第三种功能—操纵器11构沤渡专望塔渭怕猾祁拾渗韶禽凯胜模艇粤蕾孔系繁蜀拳簧邪效少首牙粟安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.4.2机的主要功能接受信息对机器来说，信息的接受是通过机器的感觉装置，如电子、光学或机械的传感装置来完成。储存信息机器一般要靠磁盘、磁带、磁鼓、打孔卡、凸轮、模板等储存系统来储存信息。处理信息对接受的信息或储存信息，通过某种过程进行处理。执行功能一是机器本身产生控制作用，如车床自动加深或减少铣削深度；二是借助声、光等信号把指令从这个环节输送到另一个环节。12惠面仆柳铁哩壳屯藻惫讯嘎皋辆祟违影栽锁滑寺万替舜页诗簧桅拉捧爆贵安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.4.3人与机的功能分配1.人机特性比较13放返贸淆流莆寐赏椎挛掇嗡狂凑颗匙瘩士盘踢泪嗣一痞忙枕淑逃慑熊车扦安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统14表2-1人机特性比较妖据私昭碾程啄乾沪擦禄月淡添嫂浅窜鹏憎坎登惑烁贫点舰斗窃并脑全尤安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统15隔玖裔改梭弗驻梭仆束沃彬昌恤李恰朋孰拥咎名交耙疲桔赚满瘦严惑铱竹安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.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，称为人机功能分配。从安全的角度出发，人机匹配主要解决的问题是：信息由机器的显示器传递到人，需要选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误，以及显示器的设计如何符合安全人机工程学原则；信息从人的运动器官传递给机器，如何考虑人的极限能力和操作范围，控制器如何设计得高效、安全、可靠、灵敏；如何充分运用人和机各自的优势；怎样使人机界面的通道数和传递频率不超过人的能力，以及机如何适合大多数人的应用。16淮莫眶卓创岭圭岩漓齐烟谱福掌障前滋组巴仕绍案捏廓设搂习邦戍勇肇磊安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统采用机器时的有利点采用人时的有利点重复性的操作、计算，大量的情报资料存储由于各种干扰，需要判断信息时迅速施加大的物理力时在图形变化情况下，要求判断图形时大量的数据处理要求判断各种各样的输入时根据某一特定范围，多次重复作出判断对发生频率非常低时的事态需要进行判断时由于环境约束，对人有危险或操作容易犯错误时解决问题需要归纳、判断时当调节、操作速度非常重要，具有决定意义时预测不测事件的发生时控制力的施加要求非常严格时必须长时间地施加控制力时17表2-2采用人机时有利点17然湘韦霹氮洞两忱瑞捅币匡卤锭墙磨骨傻赤节寡脏绊苛艺桐逊签喳鹤犹攫安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统4.人机功能匹配对人机系统的影响随着现代化的发展操作者的工作负荷已成为一个突出的问题。在工作负荷过高的情况下，人往往出现应激反应，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恰当，就需要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的原因，进而采取改进对策。18乾驻蜀壶沫找蠕堰享福迫庚言棘黎烷掸丑蚜漱豁倾沪貌蹿惜沽槐札腑女喷安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统195.人机分工不合理的表现可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；让人所承担的负荷或速度超过其能力极限；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和手段。19勘恳生咽档替严碎箔诅粥碾硝逐翟炉伙棘竖瓢狭预日饺皇睬垫五韶五坐假安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统6.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。同时，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。充分考虑人和机的各自优势。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。一定要考虑到机器发生故障的可能性，以及简单排除故障的方法和使用的工具。要考虑到小概率事件的处理，有些偶发性事件如果对系统无明显影响，可以不必考虑，但有的事件一旦发生就会造成功能的破坏，对这种事件就要事先安排监督和控制方法。20沃隆分唱秋佰臀兜朴柒氓霸藏茅奉峨笨害蠢逛禁丫摊织烙端临翠砌召场澡安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统1.人机能力比较法（FittsLists分配方法）21实迫脯捶伙狙搞婿染宿输舅刚某枯壤钵尚窃占励顿冠酿常祖礁锄椰皋洒堰安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.Price决策图法决策图由6个区域组成，每个区域对应于不同的人机绩效和分配方案：①表示将功能分配给机器；②表示将功能分配给机器；③表示既可分配给人也可分配给机器，存在一个最佳分配点；④将功能分配给人；⑤将功能分配给人；⑥采用其他的方法重新设计。22涪庐簿溅磕瑰畦纲鞭茨署办肘仕交诵诚慷得祥锁砾懊咯咱塞咸懊稗堵鼠桐安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统3.Sheffield法在分配过程中共需要考虑100多项决策准则，将其分为8组。优点是考虑的因素比较全面，而且包含了系统的静态和动态功能分配过程。23体搔军箩伊隋璃腺贾陪虽疼芒刮甘错肪辜屠铁而此匣争艺暴剑俐阿坡望萌安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统4.自动化分类与等级设计法该方法由英国科学家Parasuraman和Sheridan提出，主要应用于工业自动化系统如核电站监控中。该方法认为任何人机自动化系统的工作过程类似于人类的信息处理，可分为四个步骤即：获取、分析、决策、行动。24跪努行狱易喷裙汛郴溶竣卤愿恒温复拎个雾疵帅硅眠跨堵禾金钡缆钢拱赶安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统25靠鉴铲潞豆掷香朔友牌虫屹数呐窃狄溢刊臼硕轧哗逾菱她算软枯裸户力粟安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统1.以人的行动为主体的（单人—机系统）事故模型在环境不被有害气体污染的情况下，人机系统的事故模式多以人的行为为主体，即以人为本。这种事故模型中，伤亡事故多次发生在人、机两个子系统相交的斜线区内。262.5.1人机系统事故模式瓷盲家由薪锚陵帖澎腾胰婴芥溯钝叙坚痔盖警彻泳冀丰翱袍建吴攀俗迅撼安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统2.机械—多人系统事故模型在现代化大生产的集体劳动中，单人—机系统的应用范围不是非常广泛，常见到的是机械—多人系统，即在操作过程中，在同一时间内为完成同一目的，由多人操纵一台机器或一个大型设备。27霓翔蟹铜琳馁抛庭拧绅潮枚怨臻屉拣邹修纳议破冯瓢儿梯鳖壬纯墩言键垒安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统3.具有运动形态的人—机系统事故模型这种操作系统中用到的运输工具不同于厂内加工生产用的机械，而是通过“厂外交通”工具来移动物质。为完成运输任务，当然是速度越快，运输效率越高。但是，这自然会因高速而带来事故频率的显著增加。在图2-15中，用虚线表示平面空间环境条件，今有A、B、C、D四组人—机系统，都按各自的箭头方向运动，能形成事故的危险点是A车和C车为e；A车和B车为a；B、C两车的危险点为d；C、D两车的危险点为c。28灌锐围奴凋衡走淑逮波涡乖俏铭强沦籽启平遁戴随肚教萤辆钥渔力杭谱捻安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统4.人、环境物事故模型生产现场作业环境中，流动着的能量大致有两种:①为了生产而供给的能量。②生产设备逸散的能量。与人机系统的不同点。29肋淌蛾鸽星逐邢堪丹残爷宿薯料濒惨框叫条棘虞眯兢赠双涤蘑崭爪侠姐硒安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统5.化学能传达于人体的事故模型这种危害来源于生产现场的人工环境污染。它既和机械伤人的条件不同；也和自然环境的条件不同。化学成套设备中有毒有害物质的跑、冒、滴、漏，当然与操作人员失误有密切联系；但它却不取决车间直接受害的个人行为。为确知此类危害的存在，除了使用超越人体机能的探测仪器，别无它法。因为人的各种器官未必查知其存在，更不知其危险程度。所以，这种事故的发生是不以人的行动为主体的。30绞龙扼赂往榷什慧孕绪鸵澳渊妮袋媳诱饿躯响甚胸冷请委令语讽璃报绢佃安全人机工程学第2章人机系统安全人机工程学第2章人机系统6.人—机系列外的事故模型①因为风力、水力等自然现象，对生产设备或房屋外加了较大的能量，致使发生倒塌、坠落、飞入等现象，因而使人伤亡。②作业环境中原材物料、半成品及其他物质乱堆乱放，使施害物体处于不安全状态，如遇振动、与外部力接触等原因，则容易使潜能突然转变为动能，发生了与人有关的飞、落下现象，造成了事故。③在车间中，与单元作业的人—机系统无关的其他作业系统突然飞来有动能的物体打击，如图2-19所示。31妒姜迸兵廷火倘执缅欲批互玖靡这令违聋课文迪呆屏尝搭擒寨赋都歪孕埃安全人机工程学第2章人机系统安全