第十一節(jié)　人機(jī)系統(tǒng)

　　人機(jī)信息及能量交換系統(tǒng)模型

　　人機(jī)功能分配

　　人機(jī)系統(tǒng)可靠性計算

　　人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則

　　一、人機(jī)信息及能量交換系統(tǒng)模型

　　機(jī)器及環(huán)境刺激→人的感覺器官→大腦分析做出決策→發(fā)出控制信息→完成動作→反饋于顯示器上

　　由此構(gòu)成一個信息及能量傳遞的閉環(huán)系統(tǒng)。

　　二、人機(jī)功能分配 (熟悉)

　　(一)人的主要功能

　　l、傳感功能——通過感覺器官(視覺、聽覺、觸覺等)接受信息，感知系統(tǒng)的作業(yè)情況和機(jī)器的狀態(tài)

　　2、信息處理功能——將接受的信息和已儲存在大腦中的經(jīng)驗(yàn)和知識信息進(jìn)行比較分析后，作出決定，如作出繼續(xù)、停止或改變操作的決定

　　3、操縱功能——根據(jù)決定采取相應(yīng)行動，如開關(guān)機(jī)器或增減其速度等

　　(二)人機(jī)特性比較

　　在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分析人和機(jī)器各自所具有的不同特點(diǎn)，以便研究人與機(jī)器的功能分配，從而揚(yáng)長避短，各盡所長，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點(diǎn);從設(shè)計開始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動和機(jī)器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。

　　人和機(jī)各有自己的能力和長處，歸納起來各表現(xiàn)在四個方面：

　　人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺能力;

　　機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動作、判斷能力、造價及運(yùn)營費(fèi)用。

　　1)人優(yōu)于機(jī)器的能力主要有：信號檢測、圖象識別、靈活性、隨機(jī)應(yīng)變、歸納推理、判斷創(chuàng)造性。(掌握)

　　2)機(jī)器優(yōu)于人的能力主要有：對控制信號迅速作出反應(yīng)，操作速度快、精確性高，輸出功率大、耐久力強(qiáng)，重復(fù)性好，短期記憶，同一時間執(zhí)行多種不同的功能，演繹推理以及能在惡劣環(huán)境下工作。(掌握)

　　(三)人機(jī)功能分配原則(P60，掌握)

　　笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運(yùn)算的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測人不能識別的物理信號的作業(yè)，分配給機(jī)器承擔(dān)

　　研究、創(chuàng)造、決策、指令和程序的編排，檢查、維修、故障處理及應(yīng)付突然事件等工作，由人承擔(dān)

　　三、人機(jī)系統(tǒng)可靠性計算(熟悉)

　　(一)系統(tǒng)中人的可靠度計算

　　r = a1a2a3

　　a1 ---輸入可靠度

　　a2 ---判斷可靠度

　　a3 ---輸出可靠度

　　1、人的基本可靠度

　　2、人的作業(yè)可靠度

　　RH = l- b1·b2·b3·b4·b5(l- r)(1--29)

　　b1--作業(yè)時間系數(shù)

　　b2 --作業(yè)操作頻率系數(shù)

　　b3 --作業(yè)危險程度系數(shù)

　　b4 --作業(yè)生理和心理?xiàng)l件系數(shù)

　　b5 --作業(yè)環(huán)境條件系數(shù)

　　(二)、人機(jī)系統(tǒng)的可靠度計算

　　人機(jī)系統(tǒng)的可靠度是由人的可靠度和機(jī)的可靠度組成的。

　　機(jī)的可靠度可以通過大量統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)得到。

　　人機(jī)系統(tǒng)的可靠度據(jù)不同的系統(tǒng)模型來求出，通常情況下可看成串聯(lián)系統(tǒng)。

　　(二)、人機(jī)系統(tǒng)的可靠度計算

　　人機(jī)系統(tǒng)的可靠度是采用并聯(lián)方法提高。常用方法為并行工作冗余法和后備冗余法。

　　1 兩人監(jiān)控人機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

　　(1)異常情況時，相當(dāng)于并聯(lián)，可靠度大。

　　　2 多人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)

　　若由幾個人構(gòu)成控制系統(tǒng)，當(dāng)其中r個人的控制系統(tǒng)工作同時失誤的時候，系統(tǒng)才會失敗。

　　3 控制器監(jiān)控的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度

　　設(shè)監(jiān)控器的可靠度為RMk，則人機(jī)系統(tǒng)的可靠度RSk為：

　　RSk=[1-(1-RMk·RH)(1-RH)]·RM

　　4 自動控制系統(tǒng)的可靠度

　　設(shè)自動控制系統(tǒng)的可靠度為RMz，則人機(jī)系統(tǒng)的可靠度RSz為：

　　RSz=[1-(1-RMz·RH)(1-RMz)]·RM

　　四、人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計基本原則(掌握)

　　1、系統(tǒng)的整體可靠性原則

　　2、高可靠性組成單元要素原則

　　3、具有安全系數(shù)的設(shè)計原則

　　4、高可靠性方式原則

　　5、標(biāo)準(zhǔn)化原則

　　6、高維修度原則

　　7、事先進(jìn)行試驗(yàn)和進(jìn)行評價的原則

　　8、預(yù)測和預(yù)防的原則

　　9、人機(jī)工程學(xué)原則

　　10、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性原則

　　11、審查原則

　　12、整理準(zhǔn)備資料和交流信息原則

　　13、信息反饋原則

　　14、設(shè)立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)