人机系统
第一章 人机工程概论
第一节 人机学的研究对象和目的
一、引例——人机学的思想萌芽源远流长
鲁智深打禅杖 器物要和人(使用者)的各种因素相适宜 矛盾：猛张飞“身高八尺”，惯使条“丈八蛇矛” 18／8=2.25
I
第一节 人机学的研究对象和目的
二、人机工程学的基本概念和定义
1 人机工程学的基本概念和定义 国际人机工程学学会(IEA，International Ergonomics Association)对人机工程学所下的定义: 研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等 方面的各种因素；（研究对象） 研究人和机器及环境的相互作用；（研究内容） 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作 效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。（研究目 的）
I
第一节 人机学的研究对象和目的
2 人机工程学的多种学科名称 人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 （1）人类工程学Human Engineering （ 2）人因工程学Human Factors Engineering （3）工效学 Ergonomics＝ergon（工作、劳动）＋nomos （规律、规则）
I
PHYSIOPAK:一款有良好人机工程设计考虑的学生用背式书包
“Cuddle”：Century公 司的“拥抱”婴儿浴盆
可口可乐饮料瓶，与手部直接抓握尺寸相关
磁共振成像扫描机。 曲面的形体处理避免 了磕碰、上下方便， 也无声传达出产品与 病患者的亲和力。
第三节 人机系统与人机工程设计
3、人机界面 单人单机人机系统及其工作(运行)状态。人驾驶汽车或飞 机。 一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器、控制 器称为人机界面；机器上与人的操作有关的实体部分，也 是机器的人机界面。
人机协同系统设计指导书
2015级工业工程专业课程设计指导书1．选题依据指导教师给出的工业工程专业综合课程设计题目，结合自己的兴趣爱好自由选择设计题目。
如果选题不在教师所列设计选题之内，在得到指导教师同意后，可以选择企业实际的题目。
1.1 智能康复治疗中心的系统设计我国社会老龄化在不断加剧，老龄人口规模庞大，需要康复修复的残疾人不在少数，慢性病患病率将在2030年达到65.7%，康复医疗的需求持续扩大。
庞大的康复需求，必须有相应的康复资源来满足。
我国康复事业起步较晚，在康复中心的建设上虽有宏观的标准而事实上在很多具体操作层面上的相关规范还有待于完善和发展。
我国康复器械、系统、模式的需求等均存在巨大缺口，特别是在智能康复领域，还相对处于空白。
智慧康复医疗网络的建设将在全国的智慧康复医疗领域起到带头示范作用。
智慧康复中心的建设不只是模式上的创新，更是从社会实际需求出发的一种极具社会意义的探索。
它不仅仅展现了一种基于大数据和人工智能的未来式的智慧医疗模式，更为更多的患者带了更多可便捷高效使用的医疗资源。
从社会意义层面来讲，智慧康复中心的建立也从老年人康复层面为我国应对人口老龄化问题提出的一种解决思路。
建立智慧康复医疗网络，设置医生、护士、技师三类岗位，集成七大康复训练区域，为患者提供诊断、康复训练、训练跟踪一体化服务。
智慧康复网络的建立将有助于康复服务机制的完善，一方面，康复中心可与市区内的医院对接，直接接纳从临床上转诊过来的待康复病人，为病人提供及时的康复介入。
另一方面，康复中心本身属于专业的康复医疗服务机构，可接纳功能覆盖范围内的各种待康复病人，为患者提供更加直接便捷的康复医疗服务。
智慧康复中心将搭建基于云平台的信息管理系统，借助于物联网技术，将智慧中心内部各实体，包括患者、医生、技师、护士、机器人以及各康复诊疗设备等产生的数据实时传输并存储到云平台，进行资源整合。
然后借助云计算技术，对各类资源的合理分配，从而实现医疗资源的充分利用。
安全人机工程学课件
不合理的空间布局会导致人员活动不便，增加事故风险。应对工作空 间进行合理规划，确保人员能够安全、高效地完成作业。
照明条件对视觉疲劳影响及优化方案
照明不足或过强
不合适的照明条件会导致视觉疲劳、眩光等 问题，影响人员视力和工作效率。应根据作 业需求和环境条件选择合适的照明设备和照 度。
色彩与对比度
人机界面与交互方式
人机界面
人机界面是人机系统中人与机器之间进行信息交换的媒介，包括显示装置、控制装置和通信设备等。
交互方式
人机系统中的交互方式包括手动控制、自动控制和人机对话等。手动控制是指操作者通过控制装置直 接控制机器运行；自动控制是指机器根据预设程序或传感器信号自主运行；人机对话是指操作者与机 器通过对话方式进行信息交换和控制。
根据信息类型和人的视觉特性，选择合适 的显示方式，如数字、图形、灯光等。
根据人的视觉感知能力和信息重要性，设 计合适的显示参数，如大小、颜色、对比 度等。
显示布局和排版
案例分析
根据人的阅读习惯和信息逻辑关系，设计 合理的显示布局和排版，提高信息可读性 和易理解性。
以汽车仪表盘、机床数控面板等为例，分 析显示器设计的优缺点和改进措施。
流向和速度。
航空、铁路等运输方式中安全人机工程学应用
1 2 3
航空运输
分析飞行员的生理心理特性，研究驾驶舱布局、 仪表显示、操纵系统等对飞行安全的影响，提出 改进措施。
铁路运输
探讨列车驾驶员的视觉、听觉和反应特性，分析 铁路信号系统、列车控制系统等的安全性和可靠 性，提出优化建议。
水路运输
研究船员的生理心理特性，分析船舶导航设备、 通信设备以及船舶操纵系统等的可用性和安全性， 提出改进方案。
《ISO9241-210-2010人机交互系统-以人为中心的交互式系统设计》概要
ISO9241-210 人机交互设计指导介绍新近出炉的ISO 9241-210:2010是2010年3月ISO大会以全票通过的新一代人机交互设计国际标准，用来取代制定近10年的ISO 13407:1999标准。
其全称是：“Ergonomics of Human-system interaction – Part 210: Human-Centred Design for interactive Systems”(人机交互系统 - 以人为中心交互式系统设计)。
该标准文档可以从ISO官方网站支付一定费用后获取。
ISO 9241-210:2010对于ISO 13407:1999的改进主要是以下几点：• 强调在整个设计过程中迭代的作用；• 澄清了以人为中心设计思想；• 强调以人为中心设计思想可以在整个系统周期里使用；• 解释了必要的设计行为要素；• 将ISO 13407:1999里很多推荐的选项改为必备条件。
ISO 9241-210提供了以人为中心的设计思想（Human-Centred Design），在学术上区别于一般的以用户为中心的设计方法（User-Centred Design）。
在官方文档里面有相关注明解释：ISO 9241-210考虑的设计对象不仅仅是传统上的用户，而是针对产品以人的需求为出发点，受到其影响所涵盖到的一系列相关角色，所以ISO 9241-210标准的阅读对象不仅仅局限于专业用户体验/交互设计师，其他以产品为中心所涉及到的从项目市场销售到项目后勤里跟用户体验打交道的所有相关人员都有阅读的价值，尤其是设计整个交互产品甚至整个交互路线规划的管理人员。
ISO 9241-210的指导目的主要在于：∙ISO 9241-210为整个人机交互系统设计流程同时提供了必选和推荐的以人为中心设计思想的流程框架；∙其初始对象是那些能管理规划整个设计流程并关注如何应用软硬件来增强人机交互效果的专业设计人员。
第二章 人机一体化
第一节 自动化制造系统的人机一体化基本概念
一、人机一体化制造系统的定义
所谓人机一体化制造系统，就是人与具有适 度自动化水平的制造设备和控制系统共同组成一 个系统，各自执行自己最擅长的工作，人与机器 (制造设备)共同感知、共同决策、共同工作，从而 突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局， 形成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。
第二章－人机一体化分析与设计
第二章－人机一体化分析与设计
第二章－人机一体化分析与设计
第二章－人机一体化分析与设计
第二章－人机一体化分析与设计
(四)加工设备的布置与作业空间设计 制造系统中的机器设备体积大，工作时常伴有噪声、
切屑和油污产生，为使操作安全、舒适和维护管 理方便，井保证整个作业区顺利取送工件，自动 化制造系统中的机器设备需要进行作业空间设计。
第二章－人机一体化分析与设计
1．机器设备的平面排列布置 1)纵向排列布置 2)横向排列布置 3)斜向排列布置
第二章－人机一体化分析与设计
(三)初步设计
进入初步设计阶段，系统的各个硬件，各个专 业的设计活动都全面展开，这时应始终注意 人机一体化要求与各个硬件、软件设计与设 计决策的协调一致性，保证系统设计的全过 程都有人机工程专业设计人员的参与，都应 考虑到人的影响因素。 人机一体化制造系统的初步设计是指围绕系 统设计所进行的功能分配、作业要求研究和 作业分析。
第二章－人机一体化分析与设计
二、自动化制造系统的人机一体化总体结构
在人机一体化制造系统定义下的自动化制造系统在三 个层面上实现一体化，即感知层面、控制层面(对输入 系统的信息判断、识别推理、决策和创造)和执行层面， 三个层面的有机结合，就构成了人机一体化制造系统 的总体结构。
人机交互的优势与不足
人机交互的优势与不足
一、人机交互的优势：
1、高效性：人机交互可以显著提高工作效率。
通过自然语言处理和机器学习技术，计算机可以理解人类语言，并快速地执行任务，处理数据，解决问题。
2、精度：由于计算机的精确计算和数据处理能力，人机交互可以提供高精度的结果。
例如，在医疗领域，通过人机交互，医生可以更精确地诊断疾病，制定治疗方案。
3、可扩展性：人机交互系统可以随着技术的不断发展而持续扩展和优化。
例如，通过人工智能技术，可以不断改进人机交互系统的性能，提高其智能化程度。
4、安全性：人机交互系统可以提供更高级别的安全性。
例如，在金融领域，通过人脸识别、声纹识别等技术，可以确保交易的安全性。
二、人机交互的不足：
1、依赖性：人机交互系统需要依赖外部硬件和软件设备，如果这些设备出现故障或性能下降，会影响到人机交互系统的正常运行。
2、复杂性：人机交互系统的设计和实施往往比较复杂，需要专业的技术人员进行开发和维护。
同时，对于用户来说，学习和使用这些系统也需要一定的时间和精力。
3、数据隐私：人机交互系统需要处理大量的数据，这可能会涉及到用户的数据隐私问题。
如果数据没有得到妥善的保护和管理，可能会被泄露或滥用。
4、技术局限性：虽然人机交互技术在不断进步，但仍存在一些技术局限性。
例如，自然语言处理技术还无法完全理解和模拟人类的所有语言和情感，机器学习算法也还存在一些偏差和歧视等问题。
机器人中的人机交互系统——脑机接口
– 线性判别式分析（Linear Disciminant Analysis, LDA） – 人工神经网络（Artificial Neural Network, ANN） – 支持向量机（Support Vector Machine, SVM）
连续小波变换
连续小波变换
离散小波变换
从尺度j看，j越大， 分辨率就越低，频 域分析差，时域分 析好。
• 基于VEP的BCI系统的应用 。VEP又可以分为瞬态VEP（ Transient VEP，TVEP）和稳态VEP（Steady-State VEP ，SSVEP）
– 内清华大学，2004年开发的BCI系统，残疾人利用SSVEP控制电 视和空调、拨打电话并启动语音播放。
BCI的发展
• 基于μ节律和β波的BCI系统的应用
多分辨率分析
多分辨率分析
• 由多分辨率分析构造基小波：
由尺度函数 双尺度方程：
推导基小波
多分辨率分析
S (0~fs/2)
CA1(0~fs/4)
CD1(fs/4~fs/2)
CA2(0~fs/8)
… … …
CD2(fs/8~fs/4)
CAj (0~fs/2j+1)
CDj (fs/2j+1~fs/2j)
• 1995年，全世界从事有关脑机接口研究的小组不超过6个 ，1999年已超过20个，2002年则有近40个；到现在已经 发展到数以百计，主要分布在美国、加拿大、欧洲、日本 、中国等地区。美国和欧洲BCI技术发展的较早，日本、 中国起步较晚。
BCI的发展
• 目前，关于BCI的应用在国内外也得到了飞速的发展，而 在这些应用中主要应用到脑电信号：视觉诱发电位（ Visual Evoked Potential，VEP）、μ节律和β波、α波、 P300电位。使用这些信号的BCI系统通过检测大脑对视觉 刺激、注视或注意的方向、运动意图、认知活动的响应可 实现光标控制、字符输入和轮椅控制等简单的功能。
机器人的人机协同控制系统
机器人的人机协同控制系统机器人的人机协同控制系统是指通过人与机器人之间的交互和协作，实现对机器人的控制和操作。
随着机器人技术的不断发展和普及，人机协同成为了机器人研究和应用领域中的重要课题。
一、背景介绍随着现代工业和服务业的快速发展，机器人在生产线、医疗、家庭服务等领域中发挥着重要作用。
传统的机器人系统主要通过预设的程序和算法来完成任务，缺乏灵活性和适应性。
而人机协同控制系统的出现，通过人与机器人之间的交互，可以更加灵活地完成各种任务。
二、机器人的人机协同控制原理机器人的人机协同控制系统主要包括三个要素：感知、决策和执行。
感知是指机器人通过各种传感器获取外部环境的信息，如图像、声音、力量等；决策是指机器人通过算法和人机交互，对感知到的信息进行处理和分析，确定下一步的动作和行为；执行是指机器人根据决策结果，通过自身的执行机构，完成相应任务。
三、人机交互技术在协同控制中的应用人机交互技术在机器人的人机协同控制中起到了至关重要的作用。
通过人机交互技术，人们可以直接与机器人进行交流和指挥，实现对机器人的灵活控制。
常见的人机交互技术包括语音识别、手势识别、虚拟现实等。
这些技术使得机器人能够更好地理解人类的意图和指令，提高了人与机器人的协同效率。
四、人机协同控制系统的应用前景机器人的人机协同控制系统在工业自动化、对外服务和日常生活等方面都具有广阔的应用前景。
在工业领域，人机协同可以提高生产效率，减少人力成本，实现柔性制造；在医疗领域，人机协同可以辅助医护人员进行手术操作和康复训练；在家庭服务领域，人机协同可以帮助人们完成家务、照料老人和儿童等任务。
五、人机协同控制系统的挑战与展望尽管机器人的人机协同控制系统在各个领域都有广泛应用，但仍然面临着一些挑战。
首先是技术问题，如感知和决策算法的精确性和可靠性，以及人机交互技术的准确度和反应速度等。
其次是安全问题，机器人的操作和控制需要考虑到人的安全和利益，防止意外发生。
人机协同系统
驱动电机系统概述
二、驱动电机的分类 4.开关磁阻电动机
开关磁阻电动机定子和转子都是凸电极结构，只有定子上有绕组，转子无绕组 。通过向定子各相绕组按一定次序通入电流，在电机内部产生磁场，此时转子受 电磁转矩，并沿着与通电次序相反的电机的额定指标 驱动电动机的额定指标是指根据国家标准及电动机的设计、试验数据而确定的额
定运行数据，是电动机运行的基本依据。电动机的额定指标主要包括以下各项。 1.额定功率。额定功率是指额定运行情况下轴端输出的机械功率（W或kW）。 2.额定电压。额定电压是指外加于线端的电源线电压（V）。 3.额定电流。额定电流是指电动机额定运行（额定电压、额定输出功率）情况下
车中的电动机比一般工业用的电动机性能更高，基本要求如下。 1.电动机的运行特性要满足电动汽车的要求，在恒转矩区，要求低速运行时具有
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10.1 简述 10.1.2 中外研究
第十章人机协同系统
10.1 人机协同系统概述
在国外，也有大量学者对人机结合或人机协同系统进行了研究。其中，比 较有代表性的有，1991年，美国著名人工智能与计算机学家费根鲍姆(Edward Albert Feigenbaum) 与里南(Douglas Lenat)提出了“人机合作预测”(Man －Machine Synergy Prediction)的概念，他们认为人与计算机之间可以成为 一种同事的关系，人与计算机所需要做的工作就是执行自己所最精通的工作。 2014年，美国学者艾萨克森(Walter Isaacson)指出，当下最重大的创新来自于 人的灵感与计算处理能力的结合。“人类和计算机共同发挥各自的才能，共同 合作，总会比计算 机单独行事更具创造力。……人类与机器相结合的 做法，则 会持续不断地产生出令人惊叹的创新。 ……数字时代举足轻重的先驱们也是这 么想的，比 如万尼瓦尔·布什( Vannevar Bush) 、利克里德( Joseph Carl Robnett Licklider) 和道格·恩格尔巴特 ( Doug Engelbart ) 。‘人脑和计算机 将会非常紧密地 结合起来，二者的协同合作将会产生一种人脑未曾 想到过的思 考方式，能够产生我们当前所熟知的信 息处理机器所不能实现的数据处理方 式。’
电脑横机人机交互系统使用手册V2.01a
电脑横机人机交互系统使用手册V2.01a版触摸屏、键盘双输入杭州致格智能控制技术有限公司2008.11该手册适用于电脑横机人机交互系统V2.01a版本，在使用电脑横机之前，请仔细阅读该手册。
电脑横机人机交互系统版本查询方法以及与其他版本的使用区别，请查阅该手册的附录A部分。
本手册的内容若有任何修改恕不另行通知，有关更新请查阅本公司网站。
谢谢您的使用！操作界面树型结构查询表+------运行界面（开机界面）|------<F1>归零|------<F2>行锁定|------<F3>快慢速|------<F4>单片停车|------<F5>纱嘴抬起|------<F6>备用|------<F7>备用|------<F8>软件关机|------<M>运行界面 / 开机界面切换|------<C>取消报警+------<1>编织参数设置|------<F1>密度参数设置|------<F2>速度参数设置|------<F3>罗拉参数设置|------<F4>纱嘴停放位置设置|------<F5>纱嘴替换|------<F6>片展开设置+------<2>常用工作参数设置+------<3>文件操作|------<F1>导入编织文件|------<F2>导出编织文件|------<F3>设置编织文件|------<F4>衣物图片浏览|------<F5>动作文件浏览|------<F6>花样文件浏览|------<F7>工作参数管理|------<F8>编织文件删除|------<M>硬盘文件管理+------<4>备用+------<5>备用+------<6>辅助功能|------机头测试|------输入输出测试|------罗拉正转|------罗拉反转+------<7>机器辅助功能设置|------工作参数设置|------系统参数设置|------密度电机修正|------不工作密度设置|------摇床位置修正|------机头加减速类型设置|------个性化参数设置|------系统参数导入导出和初始化|------系统参数初始化|------从U盘导入系统参数|------导出系统参数到U盘|------从电子硬盘导入系统参数|------导出系统参数到电子硬盘|------系统时间设置|------桌面属性设置|------触摸屏校正+------系统注册与升级|------人机交互程序升级|------主控制器程序升级|------控制器出厂设置|------整机出厂设置|------硬盘格式化工具|------U盘格式化工具+------<8>备用+------<9>备用+------<0>跳行注：关于对U盘文件的操作，请仔细阅读该手册附B部分的U盘使用说明。
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S-D， R-C 人机界面，信息传递
人因工程学
第一节 人机系统概述
三、人机系统类型
1.按有无反馈控制分类
反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新对系统发生作用 。 (1)闭环人机系统 – 也叫反馈控制人机系统，其特点是：系统的输出直接作用于 系统的控制。 (2)开环人机系统 – 特征是：系统中没有反馈回路，系统输出不对系统的控制发 生作用，所提供的反馈信息不能控制下一步的操作。
积累经验并运用经验判断
能连续进行超精密的重复操 作 和按程序常规操作，可靠性较 高
对处理液体、气体和粉状体等 比人优越，处理柔软物体则不如 人 计算速度快，能够正确地进行 计算，但不会修正错误
图形识别能力弱 能进行多通道的复杂动作
超精密重复操作易出差错，可靠性较 低
可通过获取视觉、听觉、位移和重量 感等信息控制运动器官灵活地操作
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
2.人优于机器的功能 1）在感知觉方面，人的某些感官的感受能力比机器优越 –人听觉器官对音色的分辨力，嗅觉器官对某些化学物质
的感受性等都优于机器。 2）人能运用多种通道接受信息 –而机器只能按设计的固定结构和方法输入信息。 3）人具有高度的灵活性和可塑性，能随机应变，采用 灵 活程序。 –而机器应付偶然事件的程序是非常复杂的。 –因此，任何高度复杂的自动系统都离不开人的参与。
人机串联：人与机特性相互增强、干扰 人机并联：人与机特性相互补充，人以监视、管理为主，自 动化系统多采用该模式。 人机串并联混合：运用比较多的模式，具有两个方面特性
人
机器
人 机器
人 机器 机器
人因工程学
第二节 人机系统设计思Leabharlann 与程序人机系统设计思想的发展
人机系统设计程序
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
第二节 人机系统设计思想与程序
确定系统目标
二、
人 机 系 统 设 计 程 序
人员开发
人机功能分析 人机功能分配
机器设计
人 功能要求
因 工
人力资源分析
程 专
人员选择
家 人员训练
人机界面设计 作业辅助设计
系统分析评价
性能要求 工 结构设计 程
设 总体设计 计 施工设计 师
优
劣
试制评价
人因工程学 正式投产
要求生产系统：具有创新、质量、弹性(适应性)、成本、继承性、按期交货 等功能。
（二）人与机器的功能分析 – 1．人机特性比较
人因工程学
能力种类 信息接收 信息处理
信息交流与输出
机器的特性
人的特性
物理量的检测范围广，而且可 检测如电磁波等一些人不能检测的 物理量，能够在视觉范围以外用红 外线和电磁波工作
第十三章 人机系统
1
人机系统概述
2 人机系统设计思想与程序
3
人机系统评价
人因工程学
第一节 人机系统概述
人机系统的含义 人机系统的类型
人机系统概述 人机系统基本模式
人因工程学
第一节 人机系统概述
一、人机系统含义
(1) 系统：系统是由相互作用、相互依存的要素（部分）组成 的、具有特定功能的有机整体。 (2)人机系统：由相互作用、相互依存的人和机器两个子系统构
– 人一般只能同时完成1～2项操作，而且两项操作容易相互干扰，难 以持久地进行。
7）机器能在恶劣的环境条件下工作 如在高压、低压、高温、低温、超重、缺氧、辐射、振动等条件下，
机器可以很好地工作，而人则无法耐受。
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
（三）功能分配 1.人机功能分配
– 所谓人机功能分配，是指在人机系统中，为了充分发挥人与 机械各自的特长，互补所短，恰当地分配人、机任务，以达 到人机系统整体的最佳效能与总体功能。
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
（四）设计与评价 1、机械设计
机械设计，一般分为六个阶段： –(1)原理设计，主要解决功能问题； –(2)初步设计，具有总体设计的性质； –(3)人因学设计，主要是解决人机关系的一些问题； –(4)结构设计，解决结构形状、尺寸和工艺问题； –(5)造型设计，主要是整体外观造型的美观设计问题 ； –(6) 施工图设计和试制问题。
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
设计程序：
1.人机系统设计目标
正确进行显示与控制 如何能更简便操纵 如何更清晰的快速显示 弄清要显示什么， 操纵什么？
2.功能分析与分配
人的特性分析，显示器、控制器特性分析，人机功能比较 人机配合方案比较 功能分级，以适应不同能力水平的人
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
机械设计的6个阶段
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
2.人因学设计 –人机界面设计：主要包括显示器和控制器的选择与
设计，使机具适应人的特性。 –作业空间设计、作业辅助设计等 –3.人力资源开发 –人的特性分析、人力资源分析、选拔、培训 –4.系统分析评价 –就是分析该系统是否具备完成既定目标的功能，并
– 人的工作易受身心因素和环境条件等影响，因此在感受外界作用和 操作的稳定性方面不如机器。
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
3. 机器优于人的功能
5 机器的感受和反应能力一般比人高 – 如机器可以接受超声、辐射、微波、电磁波和磁场等信号；
– 还可以做出人做不到的反应；如发射电讯信号、发出激光等。 6 ）机器能同时完成多种操作，而且可以保持较高的效率和准确度
2 通常由“人”承担的工作
– （１）程序设计 – （２）意外事件处理 – （３）变化频繁的作业 – （ ４ ） “ 机” 的维修 – （５）长时期大量贮存信息 – （６）研究、决策、设计等
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
（三）功能分配 （3）通常由“ 机 ” 承担的工作：
１）枯燥、单调的作业和笨重的作业 –２）危险性较大的作业。 –３）有粉尘的作业 –４）喷漆、涂料、电镀、焊接、铆接等作业。 –５）自动校正、自动检测、高精度装配等。 –６）特殊目的作业。如病房服务、为盲人引路等。 –７）高阶运算 –８）快速操作 –９）可靠性的、高精度的和程序固定的作业。
3．机器优于人的功能 1）机器能平稳而准确地运用巨大动力
– 而人受身体结构和生理特性的限制，可使用的力量较小。
2 机器动作速度快、信息传递、加工和反应的速度快 3 机器精度高，产生的误差可随机器精度提高而减小
– 而人的操作精度不如机器，对刺激的感受也有限。
4）机器稳定性好，做重复性工作不存在疲劳和单调问题
一、人机系统设计思想的发展 让人来适应机器的设计思想
–先设计好机器，再根据机器运行要求来选拔和培训人。 让机器适应人的设计思想
–设计中考虑人的问题，根据人的特性，设计出符合人操 作的机器设备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的 控制器等。
人与机器相互适应的系统设计思想 –研究人与机之间相互适应问题，在机器和人中间进行合 理的功能分配，从而达到系统的最佳匹配 人因工程学
具有与认知有直接联系的检测能力， 凭感官接受信号，掌握标准困难，易出 偏差
具有视觉、味觉、听觉、嗅觉和触觉
视觉范围有一定限制，能够识别物体 的位置、色彩和物体的移动
按预先编程可进行快速、准确
具有抽象、归纳能力以及模式识别、
的数据处理。记忆正确并能长时间 联想、发明创造等高级思维能力。善于
储存，调出速度快
进行安全性、舒适性及社会性因素的分析、评价。
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
（五）试制评价 （六）正式组织生产
设计实例：控制仪表盘的人机系统设计程序
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
例：试列出控制盘人机系统设计程序
设计问题：控制器设计；显示器设计 设计要求：
1 控制器适合人的操作、配置时考虑手和脚的最佳活动空间 2 显示器准确、快速显示信息，控制与显示有效配合 当控制盘有许多显示器和控制器时，配置时要考虑以下原则： 1）优先性 2 功能性 3 关联性
能按程序运转，不人能因随机工应程变 学
，有随机应变能力，但改变习惯定型比 较困难
学习归纳能力
持续性、可 靠 性和适应 性
环境适应性 成本水平
学习能力较低，灵活性差 只能理解特定的事物
具有很强的学习能力，能阅读和 接受口头指令，灵活性很强
能从特定的情况推出一般结论 ， 既具有归纳思维能力
可连续、稳定、长期运转，也 需 要适当的维修保养
第二节 人机系统设计思想与程序
二、人机系统设计程序 （一）人-机系统的目标
– 在设计一个系统时，首先必须确定它作为一个整体所体现的目标，然 后再讨论为达到该目标，系统应该具备什么样的功能。
例如，设计或开发一个生产系统，首先应确定生产系统的目标是制造目标市 场需要的产品。
用户基本需求：品种款式、质量、数量、价格、服务、交货日期，进行市 场细分的企业，产品要具有一定特色以满足目标市场提出的特殊要求
人因工程学
第二节 人机系统设计思想与程序
2.人优于机器的功能 4能长期大量储存信息并能综合利用记忆信息进行分析和判 断。 5 人具有总结和利用经验，除旧创新，改进工作的能力。 6 人能进行归纳推理。 7有感情、意识和个性，具有能动性，能继承人类历史、 文 化和精神遗产。
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第二节 人机系统设计思想与程序
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第二节 人机系统设计思想与程序
2.人与机的功能匹配
人机应达到最佳匹配，使系统整体效能最优 1）人和机器的相互配合
– 人监控机器：机器一旦出现异常情况，必须由人来手动操纵 – 机器监督人。以防止人产生失误时导致整个系统发生故障。 2 ）显示器与人的信息感觉通道特性的匹配 3 控制器与人体运动反应特性的匹配； 4 显示器与控制器之间的匹配； 5 环境条件与人的有关特性的匹配； 6 人、机、环境要素与作业之间的匹配等。