安全人機工程-ch04安全人機功能分配課件

第四章安全人機功能分配

1）掌握人的主要功能與機的主要功能的比較；能進行一般性的人機功能匹配；掌握機械安全設(shè)計的要求。2）理解人機功能匹配的不合理表現(xiàn)；理解機械危險的主要傷害形式和機理。3）了解人機系統(tǒng)的類型；了解機械的組成及在各狀態(tài)的安全問題。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)人機系統(tǒng)的基本概念一、人機系統(tǒng)的類型1.按有無反饋分類開環(huán)、閉環(huán)2.按系統(tǒng)自動化程度分類人工操作人機系統(tǒng)半自動化（機械化）人機系統(tǒng)自動化人機系統(tǒng)3.按人機結(jié)合方式分類人機串聯(lián)系統(tǒng)；人機并聯(lián)系統(tǒng)；人與機串、并混聯(lián)系統(tǒng)載體1）信息傳遞模式二、人機系統(tǒng)的功能2)人機系統(tǒng)的功能第二節(jié)機械的安全特性（自學(xué)）一、機械的組成及在各狀態(tài)的安全問題1.機械的組成2.機械在各種狀態(tài)的安全問題二、機械危險的主要傷害形式和機理1.機械零件（或工件）產(chǎn)生機械危險的條件2.機械傷害的基本類型三、機械安全設(shè)計的要求

在人機系統(tǒng)中，人和機器各自擔(dān)負著不同的功能，通過控制器和顯示器聯(lián)系起來，共同完成系統(tǒng)所擔(dān)負的任務(wù)。為使整個人機系統(tǒng)高效、可靠、安全以及操縱方便，就必須使系統(tǒng)的人與機之間達到最佳配合，即達到最佳人機匹配。

一、人的主要功能人在人機系統(tǒng)中的主要作用可通過心理學(xué)提出的“刺激—意識—反應(yīng)（SOR）”來加以描述，即在信息輸入(接受)、信息處理（加工）和行為輸出（信息傳遞）三個過程中體現(xiàn)。第三節(jié)人機功能匹配人在人機系統(tǒng)有三個功能：即傳感器、信息處理器、操縱器

傳感器：人通過感覺器官接受信息，感知工作情況和機的使

用情況，感覺器官是人機聯(lián)系的樞紐和信息接受者。

信息處理器：信息檢索加工和決策。

操縱器：通過機器的控制器進行操縱。二、機的主要功能接受信息：通過機器的感覺裝置來完成。儲存信息：機器的儲存系統(tǒng)處理信息：對接收或儲存的信息通過某種過程進行處理。執(zhí)行功能：機器本身產(chǎn)生控制作用；借助聲光等信號把指令從一個環(huán)節(jié)輸送到另一個環(huán)節(jié)。三、人機特性比較：人機特性從11各方面進行了比較?！叭藱C共存（同工）”對人機共存的人機系統(tǒng)來說，設(shè)計的主要困難不在于產(chǎn)品本身，而在于是否能找出人與技術(shù)之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑與手段，在于是否能全面考慮到操作者在人機系統(tǒng)中的功能作用特點和機器與人的特性相吻合的程度。由人機功能比較可知：人和機各有自己的能力、特長。（1）人具有智能、感覺、綜合判斷能力、隨機應(yīng)變能力、對各種情況的決策和處理能力等；而人的功能限度是準確性、體力、速度和知覺能力。（2）機是作用力大、速度快、連續(xù)作業(yè)能力和耐久性能好等；而機的功能限度是性能維持能力、正常動作、判斷能力、造價及運營費用。四、人機功能分配1.人機功能分配的含義定義：對人和機的特性進行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機，稱為人機功能分配。進一步解釋：人機功能分配就是通過合理地分配功能，將人與機器的優(yōu)點結(jié)合起來，使人體特性與機器特性做到合理匹配和互補，從而構(gòu)成高效與安全的人機系統(tǒng)。從安全的角度，人機匹配主要解決的問題：即①顯示器與人的信息感覺通道特性的匹配；②控制器與人的運動反應(yīng)特性的匹配；③環(huán)境條件與人的生理、心理及生物力學(xué)特性的匹配等。必須樹立人機結(jié)合的理念，機器設(shè)計環(huán)節(jié)必須同時考慮人與機器兩方面因素，即在機器設(shè)計的同時把人看成有知覺有技術(shù)的控制機、能量轉(zhuǎn)換機、信息處理機。機器設(shè)計同工作設(shè)計（含人員培訓(xùn)、崗位設(shè)計、動作設(shè)計等）結(jié)合。

2.人機功能分配的任務(wù)和原則首要任務(wù)：研究決定系統(tǒng)的哪一部分功能應(yīng)由人來承擔(dān)、哪一部分功能應(yīng)由機器承擔(dān)。

解決問題的前提：了解在現(xiàn)有的技術(shù)、經(jīng)濟條件下，哪些方面機器優(yōu)于人、哪些方面人優(yōu)于機器。第二個任務(wù):將功能分成幾級，以使其適應(yīng)不同能力水平的人，其目的是使任務(wù)與操作者之間建立協(xié)調(diào)一致的關(guān)系。（產(chǎn)品的系列化）

①功能分配的任務(wù)②功能分配的原則

比較分配原則；剩余分配原則經(jīng)濟分配原則；宜人分配原則彈性分配原則

分配的一般原則是：對于那些需要進行圖形辨認或多種信息輸入形式的情況，那些需要進行歸納推理、處理突發(fā)事件、作出決策的情況，應(yīng)將其分配給人來完成；對于那些單一的常規(guī)重復(fù)性的計算、存取、整理工作，那些需要長期支付大功率的作業(yè)、高速度的作業(yè)、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及依靠人的感覺不能識別的檢測工作，應(yīng)安排給機器來完成。采用機器時的有利點采用人時的有利點重復(fù)性的操作、計算，大量的情報資料存儲由于各種干擾，需要判斷信息時迅速施加大的物理力時在圖形變化情況下，要求判斷圖形時大量的數(shù)據(jù)處理要求判斷各種各樣的輸入時根據(jù)某一特定范圍，多次重復(fù)作出判斷對發(fā)生頻率非常低時的事態(tài)需要進行判斷時由于環(huán)境約束，對人有危險或操作容易犯錯誤時解決問題需要歸納、判斷時當(dāng)調(diào)節(jié)、操作速度非常重要，具有決定意義時預(yù)測不測事件的發(fā)生時控制力的施加要求非常嚴格時必須長時間地施加控制力時采用人機時有利點③人機功能匹配對人機系統(tǒng)的影響隨著現(xiàn)代化的發(fā)展操作者的工作負荷已成為一個突出的問題。在工作負荷過高的情況下，人往往出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。進行合理的人機功能分配，也就是使人機結(jié)合面布置恰當(dāng)，就需要從安全人機工程學(xué)的觀點出發(fā)分析人機結(jié)合面失調(diào)導(dǎo)致工傷事故的原因，進而采取改進對策。

④人機分工不合理的表現(xiàn)可由人很好執(zhí)行的功能分配給機器，而把設(shè)備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人；讓人所承擔(dān)的負荷或速度超過其能力極限；不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點，而找出人機之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑和手段；⑤人機功能匹配應(yīng)注意的問題

為確保人機系統(tǒng)安全、高效，在進行人機功能匹配時必須注意以下問題：顯示器的設(shè)計應(yīng)考慮人的感覺器官及信息傳遞通道的限度