发表时间：2019-5-28 10:55:54 编辑：luopiaopiao
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第十一节 人机系统
人机信息及能量交换系统模型
人机功能分配
人机系统可靠性计算
人机系统可靠性设计基本原则
一、人机信息及能量交换系统模型
机器及环境刺激→人的感觉器官→大脑分析做出决策→发出控制信息→完成动作→反馈于显示器上
由此构成一个信息及能量传递的闭环系统。
二、人机功能分配 (熟悉)
(一)人的主要功能
l、传感功能——通过感觉器官(视觉、听觉、触觉等)接受信息，感知系统的作业情况和机器的状态
2、信息处理功能——将接受的信息和已储存在大脑中的经验和知识信息进行比较分析后，作出决定，如作出继续、停止或改变操作的决定
3、操纵功能——根据决定采取相应行动，如开关机器或增减其速度等
(二)人机特性比较
在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点;从设计开始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安全状态，做到安全生产。
人和机各有自己的能力和长处，归纳起来各表现在四个方面：
人的功能的限度是准确性、体力、速度和知觉能力;
机器功能的限度是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。
1)人优于机器的能力主要有：信号检测、图象识别、灵活性、随机应变、归纳推理、判断创造性。(掌握)
2)机器优于人的能力主要有：对控制信号迅速作出反应，操作速度快、精确性高，输出功率大、耐久力强，重复性好，短期记忆，同一时间执行多种不同的功能，演绎推理以及能在恶劣环境下工作。(掌握)
(三)人机功能分配原则(P60，掌握)
笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、规律性的、单调的、高阶运算的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业，分配给机器承担
研究、创造、决策、指令和程序的编排，检查、维修、故障处理及应付突然事件等工作，由人承担
三、人机系统可靠性计算(熟悉)
(一)系统中人的可靠度计算
r = a1a2a3
a1 ---输入可靠度
a2 ---判断可靠度
a3 ---输出可靠度
1、人的基本可靠度
2、人的作业可靠度
RH = l- b1·b2·b3·b4·b5(l- r)(1--29)
b1--作业时间系数
b2 --作业操作频率系数
b3 --作业危险程度系数
b4 --作业生理和心理条件系数
b5 --作业环境条件系数
(二)、人机系统的可靠度计算
人机系统的可靠度是由人的可靠度和机的可靠度组成的。
机的可靠度可以通过大量统计学数据得到。
人机系统的可靠度据不同的系统模型来求出，通常情况下可看成串联系统。
(二)、人机系统的可靠度计算
人机系统的可靠度是采用并联方法提高。常用方法为并行工作冗余法和后备冗余法。
1 两人监控人机系统的可靠性。
(1)异常情况时，相当于并联，可靠度大。
2 多人表决的冗余人机系统
若由几个人构成控制系统，当其中r个人的控制系统工作同时失误的时候，系统才会失败。
3 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，则人机系统的可靠度RSk为：
RSk=[1-(1-RMk·RH)(1-RH)]·RM
4 自动控制系统的可靠度
设自动控制系统的可靠度为RMz，则人机系统的可靠度RSz为：
RSz=[1-(1-RMz·RH)(1-RMz)]·RM
四、人机系统可靠性设计基本原则(掌握)
1、系统的整体可靠性原则
2、高可靠性组成单元要素原则
3、具有安全系数的设计原则
4、高可靠性方式原则
5、标准化原则
6、高维修度原则
7、事先进行试验和进行评价的原则
8、预测和预防的原则
9、人机工程学原则
10、技术经济性原则
11、审查原则
12、整理准备资料和交流信息原则
13、信息反馈原则
14、设立相应的组织机构
