安全人机环境系统设计.ppt

第六章安全人机环境系统设计主要讲授内容1、人机环境系统整体设计2、人机环境系统可靠性主要讲授内容1、人机环境系统研究特点及系统科学设计方法2、人机环境设计整体设计步骤人机环境系统分析人机环境系统设计程序3、人机环境系统设计方法人机功能比较人机功能分配及分配原则作业分析一、人机环境系统整体设计1、人机环境系统研究特点1、着眼机器设计,使机器操作不能超出人的能力界限。2、紧密与实际应用相结合,通过广泛的试验研究,尽可能利用所掌握的基本原理,进行具体的机械设备设计。3、将心理学、生理学、解剖学、安全科学等学科的专家与工业设计和工程设计人员结合在一起,相互协作。4、八人机环境作为整体研究,创造最适宜于人、机工作的作业环境,使整个系统协调有效。1、系统科学的设计方法人机系统设计是多学科联合设计的一部分,这也是由人机系统的设计性质所决定的。因此,只有采用系统科学的方法,才能综合各学科的观点,实现设计的优化。系统科学的设计方法可概括为:1、明确系统的目的,亦即系统的必要性和依据一定的分析明确其目的性;2、明确系统分配制约条件;3、建立系统的数学模型;4、研究和分析数学模型;5、提出新系统的方案;6、对新系统进行分析评价。1、系统整体的必要条件—明确系统的使命和目的、分析清楚系统的性质、适用范围、当前技术发展的的水平和趋势,提出设计要求、设计目标和约束条件。2、系统的外部环境—现代技术、自然环境、企业政策、人的因素、原材料。3、系统的内部环境—温热环境、气压环境、重力环境、辐射环境4、系统组成—明确系统输入、输出、要求、目的及界限。5、组成系统各要素的机能特性和限制条件—考虑人的最小作业空间、人的疲劳极限、人体最大肌肉力6、人和机器的协调和有机结合的关系—人和机器合理作业分工、共同作业时关系的协调7、要素的决定—决定有人还是机器来完成8、选择评价的方法—选择适当的评价方法,、人机环境系统整体设计步骤1、人机环境系统预备设计:定义系统目标和参数阶段,包括确定使用者的需求,确定使用者的特性,确定群体的组织特性,确定作业方式,确定作业效能的测量参数及测试方法;系统定义阶段,包括定义功能要求;定义操作(作业)要求;初步设计阶段,包括功能分配、作业流程设计和作业反馈机制设计。2、人机界面设计阶段,包括显示装置设计、控制装置设计和作业空间设计。3、作业辅助设计阶段,包括制定使用者素质要求、设计操作手册、设计作业辅助手段和设计培训方案。4、系统评价阶段,包括制定评价标准、实施评价和做评价结论。以上为人机系统设计过程中的总体程序,2、人机环境系统整体设计步骤系统程序设计比较内容人的特性机器的特性创造性具有创造能力,能够对各种问题具有全新的、完全不同的见解,具有发现特殊原理或关键措施的能力完全没有创造性信息处理人有智慧、思维、创造、辨别、归纳、演绎、综合、分析、联想等对信息有存储和迅速提取能力,能长期储存,也能一次废除。可靠性对人脑,可靠性和自动结合能力远远超过计算机,但工作过程中,人的技术高低、生理、心理对可靠性都有影响。经可靠设计后,可靠性高、且质量保持不变,但本身的检查和维修能力差,不能处理意外的紧急事态控制能力可进行各种控制,且在自由度调节和联系能力等方面优于机器同时其动力设备和效应运动完全合为一体。操纵能力、速度、精密度等方面超过人的能力,必须外加动力源。3、人机环境系统的设计方法人机特性比较比较内容人的特性机器的特性工作效能可依次完成多种功能作业,但不能进行高阶运算,不能同时完成多种操作,和在恶劣的环境下工作。能在恶劣的环境下工作。可进行高阶运算,和同时完成多种操作,单调重复的工作也不降低效率感受能力人能识别物体的大小、性状、位置和颜色等特征并对不同的音色和某些化学物质也有一定的分辨能力在接收超声波、辐射、微波、电磁波、磁场等信号方面,超过人的感受能力学习能力具有较强的学习能力,能阅读也能接收口头指令,灵活性强无学习能力归纳性能够从特定的情况推出一般的结论,具有归纳思维能力只能理解特定的事物耐久性容易产生疲劳,不能长时间的连续工作耐久性高、能长期连续工作,并超过人的能力3、人机环境系统的设计方法人机特性比较在人机系统中,把已定义的系统功能按照一定的分配原则,合理地分配给人和机器。这当中,有的系统功能分配是直接的、自然的,但也有些系统功能的分配需更详尽的研究和更系统的分配方法。系统功能的分配要充分考虑人和机器的基本界限。人的基本界限包括:准确度的界限、体力的界限、知觉能力的界限、动作速度的界限。机器的基本界限包括:机器性能维持能力的界限、机器正常动作的界限、机器判断能力的界限、成本费用的界限。人和机器各有局限性,所以人机间应当彼此协调,互相补充。如笨重、重复的工作,高温剧毒等条件,对人有危害的操作以及快速有规律的运