第9章 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià).ppt

1、1,第九章 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià),人機(jī)系統(tǒng)概述 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 人機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià) 人機(jī)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法,2,3,第一節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)概述,一、含義 系統(tǒng) 由相互作用、相互依存的要素（部分）組成的、具有特定功能的有機(jī)整體。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),4,人機(jī)系統(tǒng)-由相互作用、相互依存的人和機(jī)器兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的，且能完成特定目標(biāo)的一個(gè)整體系統(tǒng)。,機(jī)器的操作者或使用者,人操作（使用）的機(jī)器、設(shè)備、工具的總稱,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),5,例如： 人使用計(jì)算機(jī) 人駕駛汽車 人操縱機(jī)床 人控制自動(dòng)化生產(chǎn),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),6,二、人機(jī)系統(tǒng)基本模式,由下列子系統(tǒng)組成 ： 人的子系統(tǒng) 機(jī)器的子系統(tǒng) 人機(jī)界面,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),7,人的

2、子系統(tǒng)可概括為 感受刺激大腦信息加工做出反應(yīng) 機(jī)器的子系統(tǒng)可概括為 控制裝置機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)顯示裝置,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),8,三、人機(jī)系統(tǒng)的類型,1.按系統(tǒng)自動(dòng)化程度分類 2.按人機(jī)結(jié)合方式分類 3.按有無反饋控制分類,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),9,人機(jī)系統(tǒng)的類型之一,按系統(tǒng)自動(dòng)化程度,人工操作系統(tǒng),半自動(dòng)系統(tǒng),自動(dòng)化系統(tǒng),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),10,人機(jī)系統(tǒng)的類型之二,按人機(jī)結(jié)合方式,人機(jī)串聯(lián),人機(jī)并聯(lián),串、并混合,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),11,人機(jī)系統(tǒng)的類型之三,按有無反饋控制,開環(huán),閉環(huán),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),12,人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo),13,人-機(jī)系統(tǒng)的功能 1、信息接受 2、信息加工 3、信息貯存 4、執(zhí)行功能 5、信號(hào)

3、反饋 6、輸入與輸出,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),14,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),15,第二節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),一、概述 1、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的發(fā)展 讓人適應(yīng)機(jī)器 讓機(jī)器適應(yīng)人 人與機(jī)器相互適應(yīng) 在機(jī)器和人中間進(jìn)行合理的功能分配，從而達(dá)到系統(tǒng)的最佳匹配。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),16,2、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中的地位 工程設(shè)計(jì)，大都可分為六個(gè)設(shè)計(jì)階段： (1)原理設(shè)計(jì)，主要解決功能問題； (2)初步設(shè)計(jì)，具有總體設(shè)計(jì)的性質(zhì)；,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),17,(3)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，解決人機(jī)關(guān)系的問題； (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和工藝問題； (5)造型設(shè)計(jì)，主要是整體外觀造型的美觀設(shè)計(jì)問題； (6)完成階段，包括施工圖

4、設(shè)計(jì)和試制問題。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),18,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),19,二、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),20,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),21,（一）人-機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo) 確定它作為一個(gè)整體所體現(xiàn)的目標(biāo)。 系統(tǒng)應(yīng)該具備什么功能。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),22,（二）人與機(jī)器的功能分析,人在操作活動(dòng)中的基本功能示意圖,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),23,1.人優(yōu)于機(jī)器的功能 某些感官的感受能力比機(jī)器優(yōu)越 能運(yùn)用多種通道接受信息 具有高度的靈活性和可塑性，能隨機(jī)應(yīng)變，采用靈活的程序。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),24,能長(zhǎng)期大量?jī)?chǔ)存信息并能進(jìn)行分析和判斷。 具有總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，除舊創(chuàng)新，改進(jìn)工作的能力。 能進(jìn)行歸納推理。 有感情、意識(shí)和個(gè)性，

5、具有能動(dòng)性。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),25,2機(jī)器優(yōu)于人的功能 能平穩(wěn)地運(yùn)用巨大動(dòng)力 信息傳遞、加工的速度快 精度高，誤差可隨機(jī)器精度提高而減小 做重復(fù)性工作，不存在疲勞和單調(diào)問題,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),26,能同時(shí)完成多種操作，且可以保持較高的效率和準(zhǔn)確度 能在惡劣的環(huán)境條件下工作,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),27,（三）人與機(jī)器的功能分配 1.含義 指在人機(jī)系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮人與機(jī)器各自的特長(zhǎng)，互補(bǔ)所短，恰當(dāng)?shù)胤峙淙藱C(jī)任務(wù)，以達(dá)到人機(jī)系統(tǒng)整體的最佳效能與總體功能。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),28,人機(jī)功能分配應(yīng)考慮的問題 人進(jìn)行規(guī)定操作所需的訓(xùn)練時(shí)間和精力限度； 人的個(gè)體差異的統(tǒng)計(jì)； 人與機(jī)器的性能、負(fù)荷能力、潛力

6、及局限性； 對(duì)異常情況的適應(yīng)性和反應(yīng)能力的人機(jī)對(duì)比；,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),29,機(jī)器代替人的效果和成本。 設(shè)備原值*（折舊率+大修費(fèi)率+銀行利率） +能耗費(fèi)+維修保養(yǎng)費(fèi) 人工工資+工資附加費(fèi)+社會(huì)保險(xiǎn)費(fèi),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),30,2、功能分配的內(nèi)容,由“人”承擔(dān)的工作,程序設(shè)計(jì) 意外事件處理 變化頻繁的作業(yè) “機(jī)”的維修 研究、決策、設(shè)計(jì),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),31,由“機(jī)器”承擔(dān)的工作：,枯燥、單調(diào)、笨重的作業(yè) 危險(xiǎn)性較大的作業(yè)，如放射、有毒作業(yè) 粉塵作業(yè) 噴漆、涂料、電鍍、焊接等作業(yè) 自動(dòng)校正、自動(dòng)檢測(cè) 高階運(yùn)算 快速操作 高精度的、程序固定的作業(yè),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),32,人機(jī)應(yīng)達(dá)到最佳匹配，使系

7、統(tǒng)整體效能最優(yōu) 人監(jiān)控機(jī)器 機(jī)器監(jiān)督人，以防止人產(chǎn)生失誤時(shí)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),33,顯示器與人的信息感覺通道特性的匹配 控制器與人體運(yùn)動(dòng)反應(yīng)特性的匹配； 顯示器與控制器之間的匹配； 環(huán)境條件與人的有關(guān)特性的匹配； 人、機(jī)、環(huán)境要素與作業(yè)之間的匹配,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),34,第三節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),35,一、評(píng)價(jià)的概念,指按照明確目標(biāo)測(cè)定對(duì)象的屬性，并把該屬性變成主觀效用的行為，也即明確價(jià)值的過程。 對(duì)人因工程設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，就是查明設(shè)計(jì)方案對(duì)于預(yù)定目標(biāo)的“價(jià)值”及“效用”。 評(píng)價(jià)不能以單個(gè)因素作為目標(biāo)來進(jìn)行，必須考慮多個(gè)因素即多個(gè)目標(biāo)。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),36

8、,評(píng)價(jià)分為： 對(duì)現(xiàn)有的工業(yè)產(chǎn)品的人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià) 對(duì)人機(jī)系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段的評(píng)價(jià) 方法：定性評(píng)價(jià)、定量評(píng)價(jià),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),37,二、評(píng)價(jià)目的與原則,（一）評(píng)價(jià)目的 根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)，改善不足，以達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)化。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),38,（二）評(píng)價(jià)原則,（1）評(píng)價(jià)方法的客觀性 （2）通用性 應(yīng)適應(yīng)評(píng)價(jià)同一級(jí)的各種系統(tǒng)。 （3）綜合性,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),39,三、評(píng)價(jià)目標(biāo)體系的建立,（1）技術(shù)評(píng)價(jià)目標(biāo) （2）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo) （3）社會(huì)評(píng)價(jià)目標(biāo) 評(píng)價(jià)目標(biāo)體系如圖所示：,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),40,協(xié)調(diào)性、完整性,先進(jìn)性、工藝性、 效率、維修性,美觀、舒適,可靠性、穩(wěn)定性,成本、

9、效益、市場(chǎng),微氣候、照明、噪音,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),41,四、評(píng)價(jià)目標(biāo)體系的處理,（一）目標(biāo)體系的簡(jiǎn)化 目標(biāo)之間有相互聯(lián)系，一項(xiàng)目標(biāo)的變化，常會(huì)影響到另一些目標(biāo)隨之變化。 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或改善勞動(dòng)環(huán)境條件，可能需增加投資。 目標(biāo)數(shù)量不宜過多。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),42,（二）權(quán)系數(shù)的確定,求權(quán)數(shù)的方法： 專家評(píng)議法 層次分析法 判別表法,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),43,gi為評(píng)價(jià)目標(biāo)的權(quán)系數(shù) ki為各評(píng)價(jià)目標(biāo)的總分 n為評(píng)價(jià)目標(biāo)數(shù),比較者,被比者,判別表法,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),44,第四節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)方法,連接分析法 操作順序圖法 檢查表法 工作環(huán)境指數(shù)法 海洛德分析評(píng)價(jià)法,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),45,一

10、、連接分析法,用“連接”來表示人、機(jī)之間的關(guān)系。 一種對(duì)人、機(jī)器、過程和系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)的簡(jiǎn)便方法。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),46,1.連接及其表示方法 指人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)、機(jī)與機(jī)、人 與人之間的相互作用關(guān)系。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),47,人機(jī)連接 指作業(yè)者通過感覺器官接受機(jī)器發(fā)出的信息或作業(yè)者對(duì)機(jī)器實(shí)施控制操作而產(chǎn)生的作用關(guān)系。,連接形式 ：,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),48,機(jī)機(jī)連接 指機(jī)械裝置之間所存在的依次控制關(guān)系； 人一人連接 指作業(yè)者之間通過信息聯(lián)絡(luò)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)正常 運(yùn)行而產(chǎn)生的作用關(guān)系。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),49,按連接性質(zhì)，人機(jī)系統(tǒng)的連接方式分為兩種 對(duì)應(yīng)連接 逐次連接,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),50,（1）對(duì)

11、應(yīng)連接,指作業(yè)者通過感覺器官接受他人或機(jī)器裝置發(fā)出的信息或作業(yè)者根據(jù)獲得的信息進(jìn)行操縱而形成的作用關(guān)系。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),51,顯示指示型連接 反應(yīng)動(dòng)作型連接,視覺連接 聽覺連接 觸覺連接,操作連接 語言連接 行走連接,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),52,由逐次動(dòng)作達(dá)到一個(gè)目的而形成的連接稱為逐次連接。,（2）逐次連接,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),53,2.連接分析法的程序,（1）繪制連接分析圖 （2）確定各連接的重要度和頻率 （3）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值（連接值） （4）優(yōu)化,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),54,運(yùn)用特定的符號(hào)表示人機(jī)系統(tǒng)中的操作者、設(shè)備以及它們之間的關(guān)系。,（1）繪制連接分析圖,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),55,圓形-操作

12、者 矩形-設(shè)備 細(xì)實(shí)線-操作連接 虛線-聽覺連接 點(diǎn)劃線-視覺連接,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),56,（2）確定各連接的重要度和頻率,各連接的重要度和頻率可根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)確定其分?jǐn)?shù)值。 “極重要”和“頻率極高”者為4分； “重要”和“頻率高”者為3分； “一般”和“一般頻率者為2分； “不重要”和“頻率低”者為1分。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),57,（3）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值（連接值）,綜合評(píng)價(jià)值=重要程度*頻率 用綜合評(píng)價(jià)值評(píng)價(jià)人機(jī)系統(tǒng)各連接設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),58,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),59,綜合評(píng)價(jià)值高者應(yīng)布置在最佳區(qū) 操作連接應(yīng)處于人的最佳作業(yè)范圍 視覺連接應(yīng)處于人的最佳視區(qū) 聽覺連接使人的對(duì)話或

13、聽覺顯示信號(hào)聲最清楚 行走連接應(yīng)使行走距離最短,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),60,兩個(gè)要素 間的關(guān)系可在連線 上描述 頻率得分（三角） 重要性得分（方框）,B,R,S,C,4,4,4,3,4,3,4,4,繪圖板,領(lǐng)航員,船長(zhǎng),報(bào)務(wù)員,無線電 臺(tái),羅盤儀,舵輪,舵手,船長(zhǎng)與領(lǐng)航員、舵手及報(bào)務(wù)員之間關(guān)系,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),61,（4）優(yōu)化,調(diào)整各要素位置，使人機(jī)及空間得到合理配置。 優(yōu)化原則 1）操作人員與其操縱裝置的連線盡可能不交叉。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),62,原來的位置安排,改進(jìn)后的位置安排,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),63,2）按綜合評(píng)價(jià)值大小布置 操作者和多個(gè)機(jī)具之間、操作人員之間應(yīng)按評(píng)價(jià)值大小，由近而遠(yuǎn)安排布

14、置。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),64,3）按感覺特性配置系統(tǒng)的連接 視覺連接和觸覺連接應(yīng)配置在操作者前面，聽覺連接可不受此限制。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),65,4）作業(yè)空間的大小，應(yīng)符合安全空間的要求，危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)和危險(xiǎn)作業(yè)點(diǎn)應(yīng)加隔離。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),66,二、操作順序圖法（OSD法）,由“信息意志決定動(dòng)作” 之間的關(guān)系組成的作業(yè)順序用圖表示。 符號(hào)：表示傳遞信息 表示接受信息 表示動(dòng)作,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),67,以作業(yè)者為對(duì)象 以系統(tǒng)為對(duì)象,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),68,人操作失誤時(shí)的操作順序圖,有信息顯示 無信息顯示,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),69,將操作順序圖表現(xiàn)方法擴(kuò)展，進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間分析,對(duì)燈亮立刻做出反應(yīng) 對(duì)燈

15、亮長(zhǎng)時(shí)間沒有做出反應(yīng),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),70,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),71,三、檢查表法,1檢查表的編制 根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象和要求有針對(duì)性地進(jìn)行，要盡可能地系統(tǒng)和詳細(xì)。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),72,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),73,2.人機(jī)系統(tǒng)分析檢查表內(nèi)容,（1）信息顯示 儀表的安排是否是否符合視覺運(yùn)動(dòng)規(guī)律？ 最重要的儀表是否布置在最有利的視區(qū)內(nèi)？ 顯示儀表與控制裝置在位置上對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？ 音響信號(hào)是否受到噪聲干擾？,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),74,(2)操縱裝置,操縱裝置是否設(shè)置在手易達(dá)到的范圍內(nèi)？ 操縱裝置是否按不同功能和不同系統(tǒng)分組？ 緊急停車裝置設(shè)置的位置是否合理？ 操縱裝置的布置是否能保證操作者以最佳體位進(jìn)行操作？

16、,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),75,（3）作業(yè)空間 工作姿勢(shì)是否易產(chǎn)生疲勞 危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)是否隔離 （4）環(huán)境要素 照明是否合適 噪聲是否超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),76,四、工作環(huán)境指數(shù)法,空間指數(shù) 可視性指數(shù) 會(huì)話指數(shù) 步行指數(shù),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),77,（一）空間指數(shù),評(píng)價(jià)人與機(jī)器、人與人、機(jī)器與機(jī)器等互相的位置安排。 空間指數(shù)分為 1.密集指數(shù) 2.可行性指數(shù),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),78,1.密集指數(shù) 指作業(yè)空間對(duì)操作者作業(yè)活動(dòng)范圍的限制程度。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),79,密集指數(shù)分級(jí) (共分四級(jí)，最好的狀況為3分；最差為0),首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),80,2.可行性指數(shù) 評(píng)價(jià)通道、入口的通行程度，如下表所示。

17、,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),81,可行性指數(shù)劃分（4級(jí)）,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),82,(二)可視性指數(shù),評(píng)價(jià)作業(yè)場(chǎng)所的能見度和判別對(duì)象的能見狀況的指標(biāo)，可分34級(jí)。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),83,(三)會(huì)話指數(shù),指工作場(chǎng)所中會(huì)話能達(dá)到的通暢程度。 以考慮噪音、距離等因素評(píng)出一個(gè)數(shù)值作為基準(zhǔn)，能達(dá)到二人之間自由地進(jìn)行一般會(huì)話的水平。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),84,(四)步行指數(shù),指人在作業(yè)時(shí)來回走動(dòng)的距離總和。 不必要的聯(lián)系或者操作工具的安置不適當(dāng)，就會(huì)使距離增多，指數(shù)上升。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),85,五、海洛德分析評(píng)價(jià)法,也稱人的失誤與可靠性分析邏輯推算法。 用來分析評(píng)價(jià)儀表與控制器的配置、安裝位置對(duì)人是否適當(dāng)。 方法

18、：先求出人們?cè)趫?zhí)行任務(wù)時(shí)成功與失誤的概率，然后進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),86,1、人的最佳視野 水平視線上下各15度的區(qū)域 在最佳視野內(nèi)設(shè)置儀表或控制器時(shí)，誤讀率或誤操作率極?。浑x開該范圍越遠(yuǎn)，則誤讀率或誤操作率將增大。,最佳視野,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),87,2、劣化值 即不可靠的概率。根據(jù)人的視野，把向外的區(qū)域每隔15度劃分為一個(gè)區(qū)域，在各個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)規(guī)定相應(yīng)的劣化值。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),88,在配置儀表時(shí)，應(yīng)該研究如何使其劣化值盡量地小。有效作業(yè)概率為：,式中，P為有效作業(yè)概率，Dei各儀表放置位置對(duì)應(yīng)的劣化值,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),89,例： 儀表室顯示控制板裝有5種儀表，其中有4種儀表

19、在水平視線150內(nèi)，有1種儀表裝在水平視線400的位置上，求操作人員的有效工作概率。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),90,解： 4種儀表都在水平視線150以內(nèi)，從表中可查得劣化值為0.0001；在400位置上的1種儀表的劣化值為0.0015。 操作者的有效工作概率為： P=(1-0.0001)4*(1-0.0015) =0.99994*0.9985 =0.9981,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),91,練習(xí)： 儀表室顯示控制板裝有5種儀表，其中有3種儀表在水平視線150內(nèi)，有1種儀表裝在水平視線250的位置上， 1種儀表裝在水平視線500的位置上，求操作人員的有效工作概率。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),92,解： 3種儀表都在水

20、平視線150以內(nèi)，從表中可查得劣化值為0.0001；在250位置上的1種儀表的劣化值為0.0010，在500位置上的1種儀表的劣化值為0.0020。 操作者的有效工作概率為： P=(1-0.0001)3*(1-0.0010)*(1-0.0020) =0.99993*0.999*0.998 =0.9967,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),93,3種指示儀表與不同使用功能組合的劣化值,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),94,例：人一自行車系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),95,一、人一自行車系統(tǒng)組成 自行車的功能是供人騎行，人在騎車時(shí)組成了人一車系統(tǒng)，該人一車系統(tǒng)中的人一車界面關(guān)系可由圖1來進(jìn)行分析。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),96,圖

21、1 人車界面關(guān)系,返回,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),97,1人與支撐部件關(guān)系 支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等，是自行車的構(gòu)架。 從人機(jī)關(guān)系來看，鞍座、車把和車架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎車人的位置和肌肉的動(dòng)作有著密切的聯(lián)系。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),98,2人與動(dòng)力接受部件關(guān)系 動(dòng)力接受部件主要是腳蹬和曲柄。動(dòng)力是靠騎車人的雙腳踩在腳蹬上，下肢運(yùn)動(dòng)的力使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的。 為了使人省力和有舒適感，需要研究人體下肢肌肉的收縮運(yùn)動(dòng)與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)之間的能量轉(zhuǎn)換問題。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),99,3 人與傳動(dòng)部件關(guān)系 傳動(dòng)部件主要是滾珠、鏈條和鏈輪。人的作用力是通過鏈條和鏈輪傳動(dòng)而帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使

22、自行車前移。 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是要有較高的傳動(dòng)效率和可靠性，且有易操縱的變速機(jī)構(gòu)。保證較高的傳動(dòng)效率，才能使人用一定的肌力而獲得較大的輸出功率。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),100,4人與工作部件關(guān)系 工作部件就是車輪，即車圈、輪胎等。車輪一方面把騎車人的肌肉力量，有效地轉(zhuǎn)換為同地面接觸而向前運(yùn)動(dòng)的力；另一方面將騎車人的握力轉(zhuǎn)換為與接地部分所產(chǎn)生的剎車阻力。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),101,在設(shè)計(jì)自行車的各部分尺寸、車閘及變速器等時(shí)，應(yīng)該著眼于騎車人一動(dòng)力一傳動(dòng)一工作的連貫性，才可能設(shè)計(jì)出同騎車人手的大小或握力相適應(yīng)的閘把、剎車力適當(dāng)?shù)能囬l，才不會(huì)發(fā)生剎車阻力不夠而造成失誤現(xiàn)象。,圖1,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),1

23、02,二、影響自行車性能的人體因素,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),103,圖2,返回,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),104,1體格 以身高 H 為基本因素，其他身體的能力與 H成比例，或與H2、H3成比例的特性。 2下肢肌力 人騎車時(shí)，骨骼肌肉內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為肌肉收縮的機(jī)械能。自行車腳蹬的轉(zhuǎn)動(dòng)就是通過腿肌收縮出力而完成的。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),105,3輸出功率 一般成年男子的最大輸出功率約為0.7馬力（0.51kw），能持續(xù)10s左右。如果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其值要小得多。 4腳踏速度 人的心率一般為70次min，一般腳踏以 60r/min節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng)較為合適。設(shè)計(jì)時(shí)以這一常用速度來確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。 5平衡機(jī)能,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易

24、大學(xué),106,6.人手的大小和握力 據(jù)試驗(yàn)，為了長(zhǎng)時(shí)間施閘而不致使手有疼痛的感覺，希望只用最大握力的10左右便能得到必要的減速度。 7人的疲勞 一般是由于部分肌肉負(fù)擔(dān)過大，騎車姿勢(shì)不合適，以及體重對(duì)鞍座的體壓分布不合適等引起的。,圖2,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),107,三、自行車設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要素分析 影響自行車性能的因素除了上述人的因素外，還有許多機(jī)械因素，如圖3所示。 著重分析與人體相關(guān)的結(jié)構(gòu)要素。,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),108,圖3,首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué),109,1速比 大小鏈輪的齒數(shù)比，與鏈輪直徑比相一致，一般控制在2.3-4.0的范圍內(nèi)。 速比要合適，如果太小，得不到必要的騎行速度（后輪轉(zhuǎn)速）。速比過大時(shí)，要求的踏力也大，容易使