安全人机工程学第四章人机功能匹配
综合能 力
多种途径 最适用于文字的再现和长 期存储
记 忆
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三、人机功能匹配
含义：对人和机的特性进行权衡分
析，将系统不同功能恰当地分配给 人或机，称为人机功能分配。
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人机匹配的内容
人机相互配合 显示器与人的信息感觉通道特性的匹配 控制器与人体运动反应特性的匹配 显示器与控制器之间的匹配 环境条件和人的生理、心理及生物力学特性的 匹配 其他
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规则型 行 为
知识型 行 为
对应于上述三种类型，根据核电厂模拟机实验 的结果可以得到相应的三条时间 — 人员不反应 概率曲线，如图4－8所示。
图4-8 HCR 模型曲线
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机械的可靠性
产品寿命曲线 1-早期故障率 2-偶发故障率 3-磨损故障率
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指数分布 是可靠性技术中最常用的分布之一,它描述故障 率为常数的故障分布规律,即描述产品寿命曲线 中的偶发故障期。而多数机械产品、电子元器件 及连续运行的复杂系统都是在偶发故障期正常工 作的，所以用指数分布函数描述机械、电子产品 在正常工作期的故障或失效规律是比较符合工程 实际情况的。因此，指数分布在机械、电子产品 的可靠性研究及计算中得到广泛应用。
具有某些超人的感觉，如有感 觉电离辐射的能力 输 入 灵敏度
智 力
无 （智能机例外）
操纵力、速度精密度、操作量、 操作范围等均优于人的能力。 在处理液体、气体、粉体方面 比人强，但对柔软物体的处理 能力比人差
操作处 理能力
可进行各种控制，手具有非常大的自由 度，能极巧妙地进行各种操作。从视觉、 听觉、变位和重量感觉上得到的信息可 以完全反馈给控制器
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可靠性特征量之间的关系: 可靠度与不可靠度的关系： F(t) + R(t) = 1 可靠度和不可靠度与故障概率函数的关系： f(t)＝dF(t)/dt＝－dR(t)/dt 可靠度与故障率的关系：
R(t ) e
t 0 ( t ) dt
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人的可靠性 1、影响人的可靠的因素 生理因素 心理因素
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(4) 环境因素。对新环境和作业不适应，由于温 度、气压、供氧、照明等环境条件的变化不符 合要求，以及振动和噪声的影响，引起操作者 生理、心理上的不舒适。 (5) 个人素质。训练程度、经验多少、操作熟练 程度、技术水平高低、责任心强弱等。
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(6)社会因素。家庭不和、人际关系不协调。 (7)操作因素。操作的连续性、操作的反复性、 操作时问的长短、操作速度、频率及灵活 性等。
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人的 环境的
人 为 差 错
技术的 机械的 管理的
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正常状态
正常人的偶发过失
生理因素
紧张、疲劳、体弱、 疾病、残疾 心理紧张、注意力 降低、心理疲劳、 情绪失常、心理幻 觉等
人 的
不稳定状态
心理因素
人际关系不良
错觉差错
视错觉、听错觉、触错觉、 本体错觉、嗅错觉
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不良环境
空间、照明、温度、湿度、 噪声、粉尘、毒物
能长期连续工作，适应单调专 业，需要适当维护 如果是专用机械，不经调整则 不能改作其它用途
容易疲劳，不能长时间连续工作，且 受性别、年龄和健康状态等影响，不 适应单调作业 通过教育训练，可具有多方面的适应 能力
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表4—1 人与机的优缺点比较（续）
项 目 机 器 人 在较宽的能量范围内承受刺激因素，支 配感受器适应刺激因素的变化，如眼睛 能感受各种位置、运动和颜色，善于鉴 别图象，能够从高噪声中分辨信号，易 受（超过规定限度的）热、冷、噪声和 振动的影响 能应付意外事件和不可能预测事件，并 能采取预防措施
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表4-4 人的行为类型分类
行为 类型
内
容
技能型 行 为
这种行为是指在信息输入与人的反应之间存在着非常密切的耦合 关系，它不完全依赖于给定任务的复杂性，而只依赖于人员培训 水平和完成该任务的经验。这种行为的重要特点是它不需要人对 显示信息进行解释，而是下意识地对信息给予反应操作 这种行为是由一组规则或程序所控制和支配的。它与技能行为的 主要不同点是来自对实践的了解或者掌握的程度。如果规则没有 很好地经过实践检验，那么人们就不得不对每项规则进行重复和 校对。在这种情况下，人的反应就可能由于时间短、认知过程慢、 对规则理解差等而产生失误 这种行为是发生在当前情景症状不清楚，目标状态出现矛盾或者 完全未遭遇过的新鲜情景环境下，操作人员必须依靠自己的知识 经验进行分析诊断和制定决策。这种知识型行为的失误概率很大， 在当今的人为失误研究中占据重要的地位。
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表4—1 人与机的优缺点比较（续）
项 目
机
器
人 1471KW 的功率输出只能维持 10s ， 367.75KW 的功率输出可维持几分 钟， 150KW 以下的功率输出能持 续一天 单一手段 可存储大量信息，并进行多种途径 的存取，擅长于对原则和策略的记 忆
功率输 出
恒定 —— 不论大的，固定 的或标准的
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第二节 人机系统的安全可靠性
一． 二． 三． 四．
五．
可靠性 人的可靠性 机的可靠性 人机系统的可靠度计算 提高人机系统安全可靠性的途径
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可靠性的定义及其度量
l、可靠性的定义 可靠性是指研究对象在规定条件下、规定时间内、 完成规定功能的能力。 2、可靠性度量指标 可靠性度量指标是指对系统或产品的可靠程度作 出定量表示。常用的基本度量指标有可靠度 R(t)、 不可靠度 F(t) （或累积故障概率）、故障率（或 失效率）λ(t)、平均无故障工作时间（或平均寿 命）、维修度、有效度等。
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人误的原因:
机器设计时，对人机结合面设计没有很 好地进行安全人机工程研究，致使机器 系统本身潜在着操作失误的可能 由于操作者本身的因素，使之不能与机 器系统协调而导致失误 安全管理方面的缺陷
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人的可靠性分析方法
最主要的有： 人的差错概率预测方法（THERP） 人的认知可靠性模型（HCR） 操作员动作树分析法（OAT） 通用失误模型系统（GEMS）
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3、人机功能匹配对人机系统的影响 过去，由于不明人与机的匹配关系特性，使机 的设计与人的功能不适应而造成的失误很多， 如作战飞机的高度计等仪表的设计与人的视觉 不适应是造成飞机失事的主要原因（见图4-5） 进行合理的人机功能分配，也就是使人机结合 面布置得恰当，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，进而采取 改进对策。
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表4－3 人因失误造成系统失效的统计
系统名称 导弹 导弹 核武器 失效类型 导弹失效 主要系统失效 检查人员查出生产中的缺 陷 检查人员不能查出生产中 缺陷 人初始引入的错误 仪表故障 人初始引入的错误 工程设计中的差错 事 故 统计式样 9枚导弹系统 122次失效 23000个缺陷 长期生产中的随机 抽样 1820份故障报告 1425份故障报告 35000份故障报告 人因失 误 20～53% 35% 82%
机 械 的
控制装置差错（灵敏度不够、调节 困难、操作不便等）
人机工程设计错误
功能、结构、形式设计不良
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信息传递错误、决策错误 管 理 的
计划不周，劳动组织不严 密，法规制度不健全
监督检查要求不当
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2、人因失误/事故的危害性和严重性
人作为人机系统中的要素之一，经统计分析，在 人机系统失效中人因失误约占80％。 表4－3是美国各类系统人因失误造成系统失效的 统计数据。
4
图4—5人在操作活动中的基本功能示意图
二、机的功能
1.
2.
3. 4.
接收信息 储存信息 处理信息 执行功能
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表4—1 人与机的优缺点比较
项 目 机 占优势 擅长于演绎而不易改变其演绎 程序 器 时间延时为1s 擅长于归纳，容易改变其推理程序 人
速 度
逻辑 推理 计 算
快且精确，但不善于修正误差
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(1) 人的差错概率预测技术（THERP）
主要用于 评估与某些因素有关的人为差错引起系统变 坏的结果。如人的动作、操作程序和设备的 可靠性。
基本量度方法
一个差错或一组差错所引起的系统故障的 概率和一种操作引起的高级差错的概率。
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基本步骤
调查被分析的系统和操作程序； 研究人员可能导致差错的事件； 把整个操作程序分解成各个操作步骤和 单个动作； 建造人的可靠性分析事件树； 根据经验或实验得出每个动作的可靠度； 求出各个动作和各个操作步骤的可靠度， 如果每个动作中事件相容，则按概率计 算； 求出这个操作程序的不可靠度，即人的 差错概率。
人误的种类:
设计失误 制造失误 组装失误 检验失误 设备的维修保养不正确 操作失误 管理失误
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设计差错
人 为 差 错 的 分 类
制造差错 检验差错 安装差错 维修差错 操作差错
由于设计 人员设计 不当造成 的 指未按照设计
图样和说明书 检验手段不正 进行安装调试 确，放宽了标 准，没有完成 检验项目，未 发现产品的缺 陷等
按照恰当设计制造的机器，在完 成规定的作业中可靠性很高，而 且保持恒定，不能处理意外的事 态。在超负荷条件下可靠性突降
慢且易产生误差，但善于修正误差
人脑可靠性远超过机械，但极度疲劳与 紧急事态下很可能变成极不可靠，人的 技术水平、经验以及生理和心里状况对 可靠性很有影响，可处理意外紧急事态
可靠 性
连续 性 灵活 性
核武器
电子系统 导弹 导弹 各类系统 飞机
28%
23～45% 20% 20～30% 2～42% 60%
《安全人机工程》教学大纲(14章版)
《安全人机工程》课程教学大纲课程编号: 506119课程名称：安全人机工程英文名称：Safety Man-machinery Engineering (Safety Ergonomics)课程类型: 专业核心课总学时：48 讲课学时：48 实验学时：另有安排学分：3适用对象: 安全工程本专科先修课程：安全学原理执笔人：孟现柱审定人：一、课程性质、目的和任务安全人机工程学是安全工程专业的专业基础课。
本课程主要包括：人机工程学概论、人体测量数据的处理与应用、人的感知与反应特征、人的心理特征、人的作业特征、显示器与控制器的设计与布局、作业空间与作业环境设计、人机系统总体设计，典型的人机系统设计以及人机工程学应用范例。
本课程的目的是：研究实现以保证工作效率为必要条件和以追求实现人的安全为目标这一要求所需要的人机学理论、方法和采取安全设备工程或其它工程措施的依据。
本课程的任务是：1、使学生系统地掌握安全人机学方面的基础知识，为后续专业课程的学习提供必要的知识基础。
这些知识包括：1）使学生系统掌握人机工程学的基本概念、基本理论，领会“人—机—环境系统”的含义。
2）使学生系统掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。
3）使学生系统掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。
4）使学生系统掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。
2、培养学生运用所学安全人机学方面的知识分析和解决实际问题的能力，使学生能够运用安全学的思想和方法分析解决实际问题，使学生具有人机系统设计的初步能力，具备对一般企业中人机系统进行检查与评价的能力。
3、培养学生的探索精神和创新意识，实现学生知识、能力、素质的协调发展。
4、使学生了解安全人机学在人类社会发展中的作用。
5、使学生树立辩证唯物主义世界观。
二、课程教学和教改基本要求（1）教学过程中，要注意安全人机工程各部分内容之间的相互联系，应保证课程内容的系统性和完整性，同时着重加强学生对基本内容、基本方法的理解和掌握，注意理论联系实际，注重渗透工业生产和现代生活的观点、概念和方法，在教学中要注意引导学生逐步体会安全人机学的研究方法，对知识的形成、建立过程要作深入的分析，并适当地介绍有关的知识。
安全人机工程学课件：人机功能匹配
主要内容
CONTENTS
1
人机功能匹配的含义
2
人机功能匹配对 人机系统的影响
3
人机功能匹配原则
一、人机功能匹配的含义
人机功能匹配是指人机相互配合、 相互协调、相互适应， 实现人 配合机器和机器适应人。
二、人机功能匹配对人机系统的影响
• 如果不考虑人机的相互适应， 那么人就既不会舒适， 也不会 高效安全地工作。
方式。 • 不要采用需要人作高度精密的、频繁的、简单重复的、连续不停的操作和长
时间精确计算的匹配方式。
《安全人机工程》
• 人机不协调或协调性差会造成违 章操作；操纵器、 显示器、 报 警器未能达到最佳匹配也会造成 违章操作， 造成事故。
三、人机匹配原则
• 要选用最有利于发挥人的能力和提高人的操作可靠性的匹配方式。 • 匹配方式要使人认识到或感到自己的工作很有意义或很重要，不可把人安排
为机器的辅助物，避免使人产生自己的工作是为机器服务的感觉。 • 要采用信息流程和信息加工过源自中自然的、使人容易学习的、差错少的匹配
安全人机功能匹配课件
（6）不安全行为分析
B 忘记、看错、念错、想错造成记忆与判 断的失误
有一伏案设计的电气工程师，突然想测一下变电站电机 的某个尺寸。没有换工作服，穿着宽松的长袖衫到低矮 的变电间屈身实测。正当测量时长袖衫脱卷，他下意思 地举起右手，并用左手去卷右衣袖，结果右手指触及电 线死亡。这实在完全应急的情况下忘了危险的不安全行 为。防止的方法是连锁断电或禁止进入这种带电场所。
减少单调作业的措施
作业单调的程度取决于操作的持续时间
1)考虑人的生理和 心理
和组成作业的基本动作数。要在一定时 间内保持较高的工作效率 A)作业内容应包括10-12项以上的基本动
RH3=3R2-2R3=0.972>R=0.9 FH3=3F2-2F3=0.06075<F=0.15 可见表决系统中，正常情况下不失误操作和异 常情况下正确操作的可靠性都提高。多人表决 的人机系统的可靠度Rsd=RHb·RM=…
4、控制器监控的冗余人机系统可靠度
设监控器的可靠度为Rmk，则人机系统人 机系统为 Rsk =[1-(1-RH·Rmk)(1-RH) ]·Rm
3、多人表决的人机系统可靠度
若由n个人构成控制系统，当其中r个人的 控制工作同时失误时，系统才会失败，这 样的系统称多数人表决的冗余人机系统。 设每个人的可靠度均为R,则系统全体人员 的操作可靠度
RHn=∑i=0 Cni(1-R)iR(n-i)，0< i<r-1
式中Cni—n个人中有i个人同意时事件数 Cni=n!/[n!(n-i)!] 且规定Cn0=1
5．改善作业环境
建立高效可靠的人机系统
1)对部件等系统宜选用并联组装。 2)形成冗余的人机系统。 3)系统运行时其运行频率应适度。 4)系统运行时应设置纠错装置。 如电脑中的纠错系统。
第四章安全人机工程2020
4．维修性设计——熟悉 （1）维修及维修性
（2）产品结构的维修性设计 可达性 标准化与互换性 维修人员的安全
（3）可靠性设计与维修性设计的关系 可靠性：从产品的工作性能出发 维修性：从维修的角度考虑
第四章安全人机工程2020
第五节 人机系统
一、人机信息及能量交换系统模型——了解 实质：信息及能量的传递和交换的闭环系统
第四章安全人机工程2020
三、机械设备故障诊断技术 ——熟悉
1.机械状态监测及故障诊断模型 设备的状态向量
异常或故障信息的重要载体 故障诊断的客观依据 进行诊断的先决条件 常用手段 传感器、其他检测手段
2.故障诊断的基本流程及实施步骤
基本流程
诊断文档建立和诊断实施
实施步骤
（1）信号检测 （3）状态识别
（2）减少反应时间的途径 合理地选择感知通道类型 适应生理心理要求 提高反应速度
第四章安全人机工程2020
（二）人体的特性参数——熟悉
1．人体特性参数 静态参数（基本尺度） 动态参数 生理学参数 生物力学参数
2．人体劳动强度参数
能量代谢率 耗氧量 心率 劳动强度指数
劳动强度指数I 分为4级：
Ⅰ级（I＜15）轻劳动 Ⅱ级（I=15～20）中等强度劳动 Ⅲ级 （I=20～25）重强度劳动 Ⅳ 级（I＞25）“很重”体力劳动
感受信息：感觉器官——显示装置 判断决策：大脑中枢——综合分析 执行机能：运动器官——操纵控制器
二、人机系统分析——熟悉 人适机——人去适应机器的要求
限制人的因素 教育、训练，发挥人的因素 机宜人——机是人从事生产和活动的工具 满足安全人机要求
第四章安全人机工程2020
三、人机功能分配——熟悉 （1）人在人机系统中的主要功能
人、机、环境匹配(安全人机工程学)
人机学日益得到重视
一、显示器的分类
2、视觉显示器的类型和特点
模拟显示器指用模拟量来显示机器工作状态各参数的装置。
如针式仪表、信号灯等
信息比较形象和直观，使人对模拟量在全程范围内所处的位置一目了然，并能显示出偏差趋势。
数字显示器指直接用数码来显示机器工作状态各参数的装置。
如汽车里程表、飞机高度仪等
认读速度快、精确度高，且不易产生视觉疲劳。
眼见未必为实：
红、蓝线那个更长？
3、显示器设计原则：
（1）准确，易于辨识；
（2）简单，减少反应时间；
（3）一致，指示变化与“机”变化状态一致；
4.2 控制器的安全人机学设计
一、控制器的分类
控制器指人通过某种装置操纵控制一台机器或一个设备系统的专用机具。
运动方式：旋转、摆动、按压、滑动控制器
功能：开关、转换、调整、紧急停车控制器
操作部位：手动、脚动控制器
操作失误导致事故案例1：
2004年12月14日，印度北部旁遮普邦14日发生两列火车迎头相撞事故。
约50人在事故中丧生，另有150人受
伤。
操作失误导致事故案例2：
2002年，7月27日，由于表演安排不当和人为操作失误，乌克兰空军一架苏-27战斗机在利沃夫进行特技飞行表演时突然失控，坠入观看表演的人群中，造成83人死亡、116人受伤的特大惨剧，成为世界航空史上最严重的飞行表演事故。
安全人机工程-ch04安全人机功能分配
三、人机特性比较：人机特性从11各方面进行了比较。
“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。
《安全人机工程》
《安全人机工程》
《安全人机工程》
四、人机功能分配 1.人机功能分配的含义
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：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：
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。
《安全人机工程》
④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；
即①显示器与人的信息感觉通道特性的匹配；②控制器与人的运动反应 特性的匹配；③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
《安全人机工程》
人机匹配法
析和研究。
人和机器的功能分配（2/5)
为了充分发挥人与机器各自的优点，让人和机器合理地分配工作任务，实现安全 高效地生产，应根据人与机器功能特征的不同，进行人和机器的功能分配。其具 体的分配原则如下：
人和机器的功能分配55概括地说在进行人机功能分配时应该考虑人的准确度体力动作的速度及知觉能力等四个方面的基本界限同时考虑机器的性能维持能力正常动作能力判断能力及成本等四个方面的基本界限
安全学原理
人机匹配法
使用人机匹配法原因
事故的发生往往是由于人的不安全行为、物的不安
全状态以及管理缺陷共同造成的。因此，为了防止 事故的发生，要防止出现人的不安全行为和物的不 安全状态，在此基础上充分考虑人和机的特点，使 之在工作中相互匹配。
防止人不安全行为的原则：
要对人员的结构和素质情况进行分析，找出容易发生事故的人员层次和个人、以及最常见的人的 不安全行为。在此基础上对症下药，加强对行为人的安全教育、训练和管理，提高生理、心理素 质，增强安全意识，提高安全操作技能，从而在最大限度上减少、消除不安全行为。
在对人的身体、生理、心理进行检查测验的基础上合理选配人员，根据人的生理及性格特点分配 工作。
人和机器的功能分配（3/5)
下列几种情况适宜机器承担：
重复件的工作、计算，大量的情报资料存储。 迅速施加大的物理力时。 大量的数据处理。 根据某一特定范围多次重复作出判断 由于环境约束，对人有危险或操作容易犯错误时 当调节操作速度非常重要，具有决定意义时。 控制的施加要求非常严格时。 必须长时间地施加控制力时。
为了消除物的不安全状态，应该把落脚点放在提高装备的安全化水平上（机械设备、仪 器仪表、建筑设施等）。
安全人机工程学
第一章概论人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境，从而提高工效的一门科学。
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
人机结合面就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）安全人机工程学得研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。
第二章人体的人机学参数耗氧量：人体用过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。
人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量。
人体在从事高度反正体力劳动时，循环、呼吸（氧运输）系统的功能经1~2min后达到人体极限摄氧能力，这时，人体单位时间内的摄氧量称为最大摄氧量。
最大耗氧量可以作为允许最大体力消耗的标志，其影响因素主要有年龄、性别、海波高度、体能训练、劳动强度、持续时间等。
人体测量数据的运用准则：1.最大最小准则2.可调性准则3.平均准则4.使用最新人体数据准则5.地域性准则6.功能修正与最小心理空间相结合准则7.标准化准则8.姿势与身材相关联准则9.合理选择百分位和适应度准则第三章人的生理和心理及人体生物力学特性感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物的个别属性的反映。
感觉有：视觉、听觉、嗅觉、触觉（包括触觉、温度觉、痛觉）、味觉、运动觉、平衡觉、空间知觉以及时间知觉等。
感觉适应性：对感觉器官持续刺激，假若刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激是否能引起反应，时间过短不能引起反应：时间过长，反应逐渐减小，以致消失。
人能够产生视觉是由三个要素决定的：视觉对象、可见光和视觉器官。
视觉运动的规律：1.眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳2.视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针反响运动。
3.人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多4.当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左上限，而右下限最差。
安全人机工程学-人机系统
可检测如电磁波等一些人不能检测的 收信号，掌握标准困难，易出错；具有味觉、
物理量
嗅觉和触觉
在力量、速度、精确、操作范围、 肢体具有许多自由度，可在三维空间进行多
耐久性等方面远比人优越；对处理液 种运动，可进行微妙的协调，但人的力量、速
体、气体和粉状体等比人优越，但处理 度有限；可通过获取视觉、听觉、位移和重量
功率可大可小；可以根据目的设计 适于功率小于 100 W 的轻巧的作业；人是综 必要的功能，避免浪费；功能简单的机 合整体，有多种功能，需要补充能耗，还必须
器速度快而且准确；新机器从设计、制 适应处理必要功能以外的时间；必须采取绝对
造到运转需要一定时间
安全措施；需要教育和训练
专用机械的用途不能改变，只能按 程序运转，不能随机应变；比较容易进 行改造和革新
柔软物体则不如人
感等信息控制运动器官灵活地操作
按预先编程可进行快速、准确的数 具有抽象、归纳能力以及模式识别、联想、
据处理；记忆正确并能长时间储存，调 发明创造等高级思维能力；善于积累经验并运
出速度快；反应速度快；学习能力较低， 用经验判断；记忆力有限；需要反应时间；具
灵活性差
有很强的学习能力，灵活性强
33
图2-9 Price决策图
34
3. Sheffield法 Sheffield法是由英国Sheffield大学在对海军的舰艇控制系 统进行设计时所开发的一种功能分配方法。它在分配过程中共 需要考虑100多项决策准则，将其分为8组，其中不仅考虑了人 机能力特性，而且从工程的角度考虑了人员的作业设计、社会 性、训练、安全等因素，另外还包括自动化的精度、费用等。 它的主要流程如图2-10所示。
2
2.2 人机系统类型及功能
安全人机工程学(习题库)
第一章概论1．人机关系随社会的发展有很大的变化，请举例说明其变化及其特点。
2．如何理解安全人机工程学的含义？3. 阐述人机工程学与安全人机工程学的联系与区别4. 举例分析你所熟悉的一个人机系统的人、机及其结合面5．请说明安全人机工程学在安全工程学中所处的地位与作用6．何为安全人机工程学？其任务与研究范围是什么？第二章人体的人机学参数1．为什么说人体测量参数是一切设计的基础？2．人体测量数据如何处理？3．使用人体数据的原则是什么？4．手、脚作业域如何确定？5．人体测量数据的运用准则有哪些？6．作业椅与工作台如何确定合适？7．结合实际举例说明人体数据在工程中的应用？第三章人的生理和心理及人体生物力学特性1、何谓人的感觉适应性、感觉有效刺激及感觉相互作用，对上述特性的研究对安全工作有什么作用？2、人的视觉、听觉各有哪些特征？3、何谓人的反应时间？如何能缩短人的反应时间？4、如何能提高人的信息处理能力？5、何谓注意？有哪些特征？6、由非理智行为而发生违章操作的心理因素有哪些表现？7、如何应用能力的个体差异搞好安全工作？8、色彩对人有哪些生理、心理影响？作业场所和工作面色彩选择应注意哪些问题。
9、噪声对不同工作内容的影响主要体现在哪些方面？10、人体活动范围可分为哪几类？如何根据作业特点确定适宜的作业范围？11、人体四肢操纵力有哪些特点？对操纵器布置有哪些影响？12、在进行安全人机系统设计时，为了使动作速度、频率和准确性、灵活性很好的结合，必须遵循哪些规律？13、影响人体作用力的因素有哪些？14、何谓疲劳？疲劳形成的原因？15、如何能减少或改善作业人员的疲劳？第四章安全人机功能匹配1、何为开环与闭环人机系统？2．举例说明机械设备的危险部位3．常见的机械事故有哪些？4. 机器设备的本质安全从哪几个方面着手？5. 机械设计需要考虑哪些安全人机工程学要求？6．何谓“人机功能分配”？为何要对人与机进行功能分配？7. 人、机各有哪些优势和劣势？如何合理分配其功能？8．人机功能分配的原则是什么？9．举例说明人机功能分配不当造成的危害。