安全人机工程学课件-人机系统设计

一系列具有明确定义的设计阶段，而
每个阶段的设计活动和任务必须是明确 的。这是典型的系统化解决问题策略。“总体”
的意义是强调人机系统的各个成分，如人、硬 件、软件，都要给予全面的考虑，以克服长期 以来工程设计忽视人和人的效能问题。其设计 的目标是，使系统的每个成分都为实现系统目 标而能够协调一致地发挥各自的功能。
• 系统定义是对系统的输入、输出和其功能的定 义。这里“功能”是用文字描述的一组工作， 系统必须完成自己的功能任务，才能实现系统 的目标。系统的功能定义是将输入和输出的定 义同时进行的，下图表示它们的关系。
• 在系统定义阶段，应避免“功能分配”， 只定义功能是什么，不定义怎样实现功 能，特别不能将功能马上“分配”给人 或者机。
• 从内容上讲，系统作业要求的定义应包 括三方面:
• (1)系统做什么? • (2)做的标准是什么? • (3)如何进行测量? • 从人机工程的角度，系统定义阶段就要
开始考虑人的因素。应从以下几个方面 进行调研:
• (1)系统未来的使用者； • (2)目前同类系统的使用和操作；
(3)使用者的作业需求；
第10章 人机系统设计
安全人机系统主要包括人、机、环境 三部分。任何机器都必须有人操作，并 处于各种特定的环境下工作，所以说， 人、机、环境是相互关联、相互影响的。 人们不仅要着眼于人、机、环境每一要 素的提高，还要正确的处理好这三者之 间的关系，才能提高系统的整体性能。
§10.1 人机系统设计理论与效益
• 人机系统应满足下列要求：能完成预定 的目标和任务，使人和机都能发挥各自
的作用并协调地工作；环境因素必须适
应人机的正常和有效的工作；系统应有
完善的信息反馈回路，以保证系统的自 调整能力和正常工作。
• 二、常用的人机系统设计理论 1.人机系统总体设计
• 人机系统总体设计又称为TSD (Total System Design) 设 计 法 ， 是 美 国 学 者 贝 雷 提 出 的 。 TSD法的中心设计思想是，系统设计必须分为
• (4)确保系统目标体现使用者的需求。
• 对未来系统使用者的特性，心理的、生 理的、组织的(社会性)各个方面进行数
据收集，要了解“谁”是使用者。同
类系统的操作比较，可采用访谈法调研， 并初步掌握其作业流程。作业需求是指 与作业相关的心理要求，如作业满意度、 作业的标准和时间限制等。由于人是具 有较大个性特征差异的，因此应十分注 意数据统计的可靠性，选取正确的调查 样本。
• 广义的人机系统设计是指全面的、大概 念的人机系统设计，适应于军事、航天 等复杂人机系统的设计，除了设计某个 具体系统以外，还包括作业、培训、选 择人员标准、维修、作业辅助等一系列 人机系统的匹配和“支持系统”的设计。 设计更强调操作者的可靠性、效率、作 业精度，其采用的是综合-分析法。
•
• 人机系统设计总是多学科联合设计的一 部分，通常与其他设计者组合，这完全 是由人机系统设计的性质确定的。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。人机系统 设计在解决设计问题时，多运用系统化 的设计策略，并制订与其它学科相互配 合的进度表。重要的是必须在系统设计 初期就参与设计，充分考虑人的因素， 反映人的需要。
• 机床的工程设计是对机床这一产品的设计，同 样建筑设计是对建筑和建筑环境的设计，而任 何一个产品的人机系统设计，则需要具体分析 和定义，才能确定人机关系的性质和问题，并 进行有效的设计。
• 一般来说，狭义的人机系统设计是指对产品系 统本身进行的分析和设计，适应于普通的日用 和机电产品。设计更多的是根据人机工程的原 理和参数，强调使用者的安全、舒适、满意， 采用的是分析-试验法。
• “系统作业要求”是另一个需要定义的 重要概念，它进一步说明为了实现系统 目标，系统必须干什么。这里的作业是 指整个人机系统的作业。系统作业要求 包括两方面内容；若干条目的“要求” 和“限制因素”。前者具体地说明了系 统的目标，后者则说明实现目标时所必 须受到的条件限制，如“宇航器可载三 名宇航员和一吨重的仪器设备”。系统 作业要求的定义要采用用户需求调查、 访谈、问卷、作业研究等技术，才能做 到定义可靠。
目标和作业要求
• 人机系统设计的第一个步骤是定义系统目标 和作业要求。
• “系统目标”一般要用比较抽象、概括的文字 来叙述，并且是一句话，如设计“飞往月球的 可回收宇航器”。定义时应该着重说明“目标” 是什么，它的物质、内容，不能把怎样实现目 标也包括在定义里，否则就使目标失去了“稳 定性”，因为各种技术因素、财务因素都可能 涉及系统目标的修定，也可能影响设计者的创 造性。
• 一、概述 • 人机系统是为了解决系统中的人的效能、
安全和身心健康的问题。近年来，人的 心理健康受到广泛重视。心理应激能直 接损害生理健康和作业效能，因此提高 人的作业效能和降低人的应激水平，已 经成为人机系统设计的主要目标。
• 人机系统设计并非单一产品的设计，而是适合 于所有产品的一种设计方法。
• 二、系统定义
• 系统定义阶段是“实质性”设计工作的 开始。系统目标和作业要求的定义已经 为系统定义提供了概念基础。在转入系 统定义阶段前，设计者要与决策层人员 一起作出一些重要的决策，其中最主要 的决策工作是选择“设计方案”。这种 设计方案的选择将是从更大范围和更高 层次上，决定未来系统作为更大系统的 一个子系统，如何发挥作用。
• 系统定义阶段必须进行的另一个重要工作是收 集和整理有关使用者的资料，其意义是进一步 定义“使用者”。主要包括两方面内容:
• 一些设计研究证明，设计者，甚至是有 经验的设计者，也会先设想一个设计， 然后再凑合一个系统目标和作业要求。 这种“异程序”设计存在两个主要问题:
• 第一，它是用目标来适应设计。系统定 义阶段，各种设计方案必须在定义系统 目标和作业要求后提出。
• 第二，它限制了其它也许是更好设计方 案的产生。优秀设计的产生是多方案比 较的结果，这也是一条设计原则。