安全人机工程-ch04安全人机功能分配

1、第 四 章 安全人机功能分配安全人机功能分配 1）掌握人的主要功能与机的主要功能的比较；能进行一般性的人机功能匹配；掌握机械安全设计的要求。2）理解人机功能匹配的不合理表现；理解机械危险的主要伤害形式和机理。3）了解人机系统的类型；了解机械的组成及在各状态的安全问题。第一节第一节 人机系统的基本概念人机系统的基本概念一、人机系统的类型一、人机系统的类型1.按有无反馈分类按有无反馈分类开环、闭环2.按系统自动化程度分类按系统自动化程度分类人工操作人机系统半自动化（机械化）人机系统自动化人机系统3.按人机结合方式分类按人机结合方式分类人机串联系统；人机并联系统；人与机串、并混联系统载体载体1）信息

2、传递模式）信息传递模式二、人机系统的功能二、人机系统的功能2)人机系统的功能人机系统的功能第二节第二节 机械的安全特性（自学）机械的安全特性（自学）一、机械的组成及在各状态的安全问题一、机械的组成及在各状态的安全问题 1.机械的组成机械的组成 2.机械在各种状态的安全问题机械在各种状态的安全问题二、机械危险的主要伤害形式和机理二、机械危险的主要伤害形式和机理1.机械零件（或工件）产生机械危险的条件机械零件（或工件）产生机械危险的条件2.机械伤害的基本类型机械伤害的基本类型三、机械安全设计的要求三、机械安全设计的要求在人机系统中，人和机器各自担负着不同的功能，通过控制器和显示器联系起来，共同完成

3、系统所担负的任务。为使整个人机系统高效、可靠、安全以及操纵方便，就必须使系统的人与机之间达到最佳配合，即达到最佳人机匹最佳人机匹配配。人的主要功能人的主要功能 人在人机系统中的主要作用可通过心理学提出的“刺激意识反应（SOR）”来加以描述，即在信息输入信息输入(接受接受)、信息处理（加工）和行为输出（信息传递）、信息处理（加工）和行为输出（信息传递）三个过程中体现。第三节第三节 人机功能匹配人机功能匹配人在人机系统有三个功能：即人在人机系统有三个功能：即传感器传感器、信息处理器信息处理器、操纵器操纵器传感器：传感器：人通过感觉器官接受信息，感知工作情况和机的使人通过感觉器官接受信息，感知工作情

4、况和机的使 用情况，感觉器官是人机联系的枢纽和信息接受者。用情况，感觉器官是人机联系的枢纽和信息接受者。信息处理器：信息处理器：信息检索加工和决策。信息检索加工和决策。操纵器：操纵器：通过机器的控制器进行操纵通过机器的控制器进行操纵。二、机的主要功能接受信息：通过机器的感觉装置来完成。储存信息：机器的储存系统处理信息：对接收或储存的信息通过某种过程进行处理。执行功能：机器本身产生控制作用；借助声光等信号把指令从一个环节输 送到另一个环节。 “人机共存（同工）” 对人机共存的人机系统来说，设计的主要困难不在于产品本身，而在于是否能找出人与技术之间最适宜的相互联系的途径与手段，在于是否能全面考虑到

5、操作者在人机系统中的功能作用特点和机器与人的特性相吻合的程度。 由人机功能比较可知：人和机各有自己的能力、特长。（1）人具有智能、感觉、综合判断能力、随机应变能力、对各种情况的决策和处理能力等；而人的功能限度是准确性、体力、速度和知觉能力。（2）机是作用力大、速度快、连续作业能力和耐久性能好等；而机的功能限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。 四、人机功能分配四、人机功能分配1.人机功能分配的含义定义：定义：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。进一步解释：进一步解释：人机功能分配人机功能分配就是通过合理地分配功能，将人与机器的优点

6、结合起来，使人体特性与机器特性做到合理匹配和互补，从而构成高效与安全的人机系统。从安全的角度，人机匹配主要解决的问题：即显示器与人的信息感觉通道特性的匹配；控制器与人的运动反应特性的匹配；环境条件与人的生理、心理及生物力学特性的匹配等。必须树立人机结合的理念，机器设计环节必须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有知觉有技术的控制机、能量转换机、信息处理机。机器设计同工作设计（含人员培训、岗位设计、动作设计等）结合。 2.人机功能分配的任务和原则 首要任务：首要任务：研究决定系统的哪一部分功能应由人来承担、哪研究决定系统的哪一部分功能应由人来承担、哪一部分功能应由机器承担。一部

7、分功能应由机器承担。 解决问题的前提：解决问题的前提：了解在现有的技术、经济条件下，哪些了解在现有的技术、经济条件下，哪些方面机器优于人、哪些方面人优于机器。方面机器优于人、哪些方面人优于机器。 第二个任务第二个任务:将功能分成几级，以使其适应不同能力水平的将功能分成几级，以使其适应不同能力水平的人，其目的是使任务与操作者之间建立协调一致的关系。人，其目的是使任务与操作者之间建立协调一致的关系。（产品的系列化）（产品的系列化） 功能分配的任务功能分配的任务功能分配的原则 比较分配原则；剩余分配原则 经济分配原则；宜人分配原则弹性分配原则 分配的一般原则是：分配的一般原则是： 对于那些需要进行图

8、形辨认或多种信息输入形式的情况，那些需要进行归纳推理、处理突发事件、作出决策的情况，应将其分配给人来完成； 对于那些单一的常规重复性的计算、存取、整理工作，那些需要长期支付大功率的作业、高速度的作业、环境条件恶劣的作业以及依靠人的感觉不能识别的检测工作，应安排给机器来完成。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

9、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采用人机时有利点采用人机时有利点 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。 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； 为确保人机系统安全、高效，在进行人机功能匹配时必须注意以下问题： 显示器的设计应考虑人的