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1、第11章 人机系统总体设计第10章链接 第12章链接11.1 人机系统设计的概念人机系统设计的概念qq人机系统设计的重要性人机系统设计的重要性工业设计和人机工程学的共同点：研究人工业设计和人机工程学的共同点：研究人工业设计和人机工程学的共同点：研究人工业设计和人机工程学的共同点：研究人工业设计的设计观工业设计的设计观工业设计的设计观工业设计的设计观以人为本以人为本以人为本以人为本人机工程学的研究对象人机工程学的研究对象人机工程学的研究对象人机工程学的研究对象系统中的人系统中的人系统中的人系统中的人产品设计的新观念、新发展：高情感特性产品设计的新观念、新发展：高情感特性产品设计的新观念、新发展：

2、高情感特性产品设计的新观念、新发展：高情感特性人的生理和信息需要人的生理和信息需要人的生理和信息需要人的生理和信息需要宜人、舒适、安全宜人、舒适、安全宜人、舒适、安全宜人、舒适、安全产品的使用和操作需要产品的使用和操作需要产品的使用和操作需要产品的使用和操作需要方便、可靠、亲近方便、可靠、亲近方便、可靠、亲近方便、可靠、亲近qq规范性研究：规范性研究：研究研究研究研究“应该怎样应该怎样应该怎样应该怎样”进行设计进行设计进行设计进行设计基本出发点是要探讨应当怎样做才能达到基本出发点是要探讨应当怎样做才能达到基本出发点是要探讨应当怎样做才能达到基本出发点是要探讨应当怎样做才能达到目的，应当如何做才

3、能更有效目的，应当如何做才能更有效目的，应当如何做才能更有效目的，应当如何做才能更有效qq描述性研究：描述性研究：研究专业设计人员研究专业设计人员研究专业设计人员研究专业设计人员“究竟是怎样究竟是怎样究竟是怎样究竟是怎样”设计的设计的设计的设计的要了解人的设计技能的本质，描述一般的要了解人的设计技能的本质，描述一般的要了解人的设计技能的本质，描述一般的要了解人的设计技能的本质，描述一般的设计过程，提出普遍适用的设计过程模式设计过程，提出普遍适用的设计过程模式设计过程，提出普遍适用的设计过程模式设计过程，提出普遍适用的设计过程模式现代设计基本内容现代设计基本内容问题的问题的“真实性真实性”考查考

4、查问题的问题的“定义定义”问题的求解策略问题的求解策略确定所解问题是否确定所解问题是否确定所解问题是否确定所解问题是否真实存在，其存在真实存在，其存在真实存在，其存在真实存在，其存在条件如何，问题的条件如何，问题的条件如何，问题的条件如何，问题的范围大小。范围大小。范围大小。范围大小。方法：需求调查、方法：需求调查、方法：需求调查、方法：需求调查、访谈法调查等。访谈法调查等。访谈法调查等。访谈法调查等。是对问题求解的一是对问题求解的一是对问题求解的一是对问题求解的一种规划和期望，是种规划和期望，是种规划和期望，是种规划和期望，是问题求解过程最困问题求解过程最困问题求解过程最困问题求解过程最困难

5、和关键的一步。难和关键的一步。难和关键的一步。难和关键的一步。问题定义对问题求问题定义对问题求问题定义对问题求问题定义对问题求解的导向作用是设解的导向作用是设解的导向作用是设解的导向作用是设计者必须明白和自计者必须明白和自计者必须明白和自计者必须明白和自觉注意的要点。觉注意的要点。觉注意的要点。觉注意的要点。系统的、有组织的求解活动，要求设计者系统的、有组织的求解活动，要求设计者系统的、有组织的求解活动，要求设计者系统的、有组织的求解活动，要求设计者按照一定的步骤，进行设计思维。按照一定的步骤，进行设计思维。按照一定的步骤，进行设计思维。按照一定的步骤，进行设计思维。试探求解活动的求解过程并无

6、一定步骤可试探求解活动的求解过程并无一定步骤可试探求解活动的求解过程并无一定步骤可试探求解活动的求解过程并无一定步骤可循，而是一种多次尝试的过程。循，而是一种多次尝试的过程。循，而是一种多次尝试的过程。循，而是一种多次尝试的过程。确定求解过程是系统的、有组织的求确定求解过程是系统的、有组织的求确定求解过程是系统的、有组织的求确定求解过程是系统的、有组织的求解活动，还是试探求解活动。解活动，还是试探求解活动。解活动，还是试探求解活动。解活动，还是试探求解活动。确定求解过程是系统的、有组织的求解活动，确定求解过程是系统的、有组织的求解活动，确定求解过程是系统的、有组织的求解活动，确定求解过程是系统

7、的、有组织的求解活动，还是试探求解活动。还是试探求解活动。还是试探求解活动。还是试探求解活动。设计者应有意识地掌握和运用不同的求解策设计者应有意识地掌握和运用不同的求解策设计者应有意识地掌握和运用不同的求解策设计者应有意识地掌握和运用不同的求解策略，进行创造性的设计工作。略，进行创造性的设计工作。略，进行创造性的设计工作。略，进行创造性的设计工作。设计的三维解空间设计的三维解空间人机系统作为一个完整的概念，表达人机系统作为一个完整的概念，表达了人机系统设计的对象和范围。了人机系统设计的对象和范围。人机工程学的主要研究对象是人机工程学的主要研究对象是“系统系统中的人中的人”，人是属于特定系统的一

8、个组成，人是属于特定系统的一个组成部分。但人机工程学并非孤立地研究人，部分。但人机工程学并非孤立地研究人，它同时研究系统的其它组成部分，以便根它同时研究系统的其它组成部分，以便根据人的特性和能力，来设计和改造系统。据人的特性和能力，来设计和改造系统。人机系统人机系统系统系统是指由相互联系和相互制约的是指由相互联系和相互制约的各个部分组成的具有一定功能的整体。各个部分组成的具有一定功能的整体。系统具有整体性、关联性、有界性、系统具有整体性、关联性、有界性、目的性、环境适应性、学科综合性。目的性、环境适应性、学科综合性。系统的设计人员必须了解系统要实系统的设计人员必须了解系统要实现的目标、实现目标

9、需具备的功能以及现的目标、实现目标需具备的功能以及这些功能之间的相互联系。这些功能之间的相互联系。人机系统人机系统系系统统的的概概念念人机系统人机系统包括人、机和环境三个组包括人、机和环境三个组成部分，它们相互联系构成一个整体。成部分，它们相互联系构成一个整体。人机系统的性质和特征可以用模型表示。人机系统的性质和特征可以用模型表示。在人机之间存在着信息环路，人机相互在人机之间存在着信息环路，人机相互联系具有信息传递的性质，系统能否正联系具有信息传递的性质，系统能否正常工作，取决于信息传递过程是否能持常工作，取决于信息传递过程是否能持续有效地进行。环境将对人机工作及信续有效地进行。环境将对人机工

10、作及信息的传递产生影响，排除环境的不利影息的传递产生影响，排除环境的不利影响是设计工作的主要任务之一，首先要响是设计工作的主要任务之一，首先要保障环境不影响人的作业。保障环境不影响人的作业。人机系统人机系统人人机机系系统统的的组组成成人机系统人机系统人人机机系系统统的的组组成成信息接受信息接受人的决策人的决策控控 制制显示装置显示装置机器本体机器本体控制器控制器人人机机环境环境环境环境人机界面人机界面输入输入输出输出输入输入输出输出人机界面人机界面人机系统人机系统人人机机系系统统模模型型人机界面人机界面工工作作环环境境非非工工作作环环境境思维思维感知感知决策决策控制活动控制活动显示显示机器运行

11、机器运行操作装置操作装置人机系统人机系统人人机机系系统统模模型型由人机系统模型可见，操作过程的情况由显示器显示出来，由人机系统模型可见，操作过程的情况由显示器显示出来，作业者首先要感知显示器上指示信号的变化，然后分析，解释作业者首先要感知显示器上指示信号的变化，然后分析，解释显示的意义并作出相应决策，再通过必要的控制方式实现对操显示的意义并作出相应决策，再通过必要的控制方式实现对操作过程的调整。这是一个封闭的人机系统，即闭环人机系统。作过程的调整。这是一个封闭的人机系统，即闭环人机系统。人机系统设计主要是处理系统中的人和人机系统设计主要是处理系统中的人和人机系统设计主要是处理系统中的人和人机系

12、统设计主要是处理系统中的人和人机界面等关系，而不是系统的全部硬件。人机界面等关系，而不是系统的全部硬件。人机界面等关系，而不是系统的全部硬件。人机界面等关系，而不是系统的全部硬件。强调人的特性和限度，为人设计，让人的因强调人的特性和限度，为人设计，让人的因强调人的特性和限度，为人设计，让人的因强调人的特性和限度，为人设计，让人的因素贯穿设计的全过程，是人机工程学的重要素贯穿设计的全过程，是人机工程学的重要素贯穿设计的全过程，是人机工程学的重要素贯穿设计的全过程，是人机工程学的重要实践原则。实践原则。实践原则。实践原则。在人机系统中，人的主导作用主要反映在人机系统中，人的主导作用主要反映在人机系

13、统中，人的主导作用主要反映在人机系统中，人的主导作用主要反映在人的决策功能上。对于设计者而言，重要在人的决策功能上。对于设计者而言，重要在人的决策功能上。对于设计者而言，重要在人的决策功能上。对于设计者而言，重要的是通过设计使系统利于发挥人的决策功能，的是通过设计使系统利于发挥人的决策功能，的是通过设计使系统利于发挥人的决策功能，的是通过设计使系统利于发挥人的决策功能，为正确决策提供各种作业辅助手段，如操作为正确决策提供各种作业辅助手段，如操作为正确决策提供各种作业辅助手段，如操作为正确决策提供各种作业辅助手段，如操作程序表等。同时，还要通过设计尽可能减少程序表等。同时，还要通过设计尽可能减少

14、程序表等。同时，还要通过设计尽可能减少程序表等。同时，还要通过设计尽可能减少人为错误的可能性。人为错误的可能性。人为错误的可能性。人为错误的可能性。人机系统人机系统人人的的主主导导作作用用在人机系统中，人与机之间存在一在人机系统中，人与机之间存在一个相互作用的作用个相互作用的作用“面面”，所有的人，所有的人机信息交流都发生在这个作用面上，机信息交流都发生在这个作用面上，通常称为人机界面。人机界面的设计通常称为人机界面。人机界面的设计主要是指显示、控制以及它们之间的主要是指显示、控制以及它们之间的关系，要使人机界面符合人机信息交关系，要使人机界面符合人机信息交流的规律和特性。人机界面的设计依流的

15、规律和特性。人机界面的设计依据始终是系统中的人。据始终是系统中的人。人机系统人机系统人人机机界界面面人机系统设计是为了解决系统中人的人机系统设计是为了解决系统中人的效能、安全和身心健康的问题。效能、安全和身心健康的问题。人机系统设计并非是单一产品的设计，人机系统设计并非是单一产品的设计，而是适合于所有产品的一种设计方法。人而是适合于所有产品的一种设计方法。人机系统设计需要具体分析和定义，才能确机系统设计需要具体分析和定义，才能确定人际关系的性质和问题，并进行有效的定人际关系的性质和问题，并进行有效的设计。人机系统设计总是多学科联合设计设计。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

16、者组合完成。的一部分，通常与其他设计者组合完成。人机系统设计人机系统设计人机系统设计人机系统设计人人机机系系统统总总体体设设计计人机系统总体设计又称为人机系统总体设计又称为人机系统总体设计又称为人机系统总体设计又称为TSDTSD设计法，其中心设计法，其中心设计法，其中心设计法，其中心设计思想是：系统设计必须分一系列具有明确意义设计思想是：系统设计必须分一系列具有明确意义设计思想是：系统设计必须分一系列具有明确意义设计思想是：系统设计必须分一系列具有明确意义的设计阶段，而每个阶段的设计活动和任务必须是的设计阶段，而每个阶段的设计活动和任务必须是的设计阶段，而每个阶段的设计活动和任务必须是的设计阶

17、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的策略。明确的。这是典型的系统化解决问题的策略。明确的。这是典型的系统化解决问题的策略。明确的。这是典型的系统化解决问题的策略。“总体总体总体总体”的意义是强调人机系统的各个成分，的意义是强调人机系统的各个成分，的意义是强调人机系统的各个成分，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，以克服如人、硬件、软件，都要给予全面的考虑，以克服如人、硬件、软件，都要给予全面的考虑，以克服如人、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。长期以来工程设计忽视人和人的效能问题。长期

18、以来工程设计忽视人和人的效能问题。长期以来工程设计忽视人和人的效能问题。人机系统总体设计的目标是，使系统的每个成人机系统总体设计的目标是，使系统的每个成人机系统总体设计的目标是，使系统的每个成人机系统总体设计的目标是，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分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的分都为实现系统目标而能够协调一致地发挥各自的功能。功能。功能。功能。良好的系统设计必须以两个主要原则为基础：良好的系统设计必须以两个主要原则为基础：良好的系统设计必须以两个主要原则为基础：良好的系统设计必须以两个主要原则为基础：明确定义

19、明确定义明确定义明确定义“问题问题问题问题”制定和实施某种策略来寻找解决问题的满意方案制定和实施某种策略来寻找解决问题的满意方案制定和实施某种策略来寻找解决问题的满意方案制定和实施某种策略来寻找解决问题的满意方案人机系统设计人机系统设计阶阶段段设设计计程程序序为了有效地规定设计策略和实施设计，为了有效地规定设计策略和实施设计，为了有效地规定设计策略和实施设计，为了有效地规定设计策略和实施设计，需要研究一套专门的设计程序。需要研究一套专门的设计程序。需要研究一套专门的设计程序。需要研究一套专门的设计程序。阶段设计程序是阶段设计程序是阶段设计程序是阶段设计程序是TSDTSD法的一种设计程序，法的一

20、种设计程序，法的一种设计程序，法的一种设计程序，它把整个设计过程分解为若干个阶段或步骤，它把整个设计过程分解为若干个阶段或步骤，它把整个设计过程分解为若干个阶段或步骤，它把整个设计过程分解为若干个阶段或步骤，每一个阶段是由相互联系的一系列设计活动每一个阶段是由相互联系的一系列设计活动每一个阶段是由相互联系的一系列设计活动每一个阶段是由相互联系的一系列设计活动组成，各阶段之间具有时间形式上的顺序性，组成，各阶段之间具有时间形式上的顺序性，组成，各阶段之间具有时间形式上的顺序性，组成，各阶段之间具有时间形式上的顺序性，即只有上一阶段的设计活动完成后，才能进即只有上一阶段的设计活动完成后，才能进即只

21、有上一阶段的设计活动完成后，才能进即只有上一阶段的设计活动完成后，才能进行下一阶段的设计活动。行下一阶段的设计活动。行下一阶段的设计活动。行下一阶段的设计活动。阶段设计程序是以阶段设计程序是以阶段设计程序是以阶段设计程序是以TSDTSD法的设计思想为法的设计思想为法的设计思想为法的设计思想为指导，对设计过程中各种分析和设计活动的指导，对设计过程中各种分析和设计活动的指导，对设计过程中各种分析和设计活动的指导，对设计过程中各种分析和设计活动的“价值价值价值价值”以及它们的相互联系，作了规律性以及它们的相互联系，作了规律性以及它们的相互联系，作了规律性以及它们的相互联系，作了规律性总结后逐步形成的

22、。总结后逐步形成的。总结后逐步形成的。总结后逐步形成的。设计过程可以分为以下几个阶段：设计过程可以分为以下几个阶段：定义系统目标和参数阶段定义系统目标和参数阶段定义系统目标和参数阶段定义系统目标和参数阶段系统定义阶段系统定义阶段系统定义阶段系统定义阶段初步设计阶段初步设计阶段初步设计阶段初步设计阶段人机界面设计阶段人机界面设计阶段人机界面设计阶段人机界面设计阶段作业辅助设计阶段作业辅助设计阶段作业辅助设计阶段作业辅助设计阶段系统验证阶段系统验证阶段系统验证阶段系统验证阶段确定使用者的需求确定使用者的需求确定使用者的特性确定使用者的特性确定群体的组织特性确定群体的组织特性确定作业方式确定作业方式

23、确定作业效能的测量参数确定作业效能的测量参数及测量方法及测量方法定义功能要求定义功能要求定义操作要求定义操作要求功能分配功能分配作业流程设计作业流程设计作业反馈机制设计作业反馈机制设计人机界面设计人机界面设计作业空间设计作业空间设计制定使用者素质要求制定使用者素质要求设计操作手册设计操作手册设计作业辅助手段设计作业辅助手段设计培训方案设计培训方案制定验证标准制定验证标准实施验证实施验证作验证结论作验证结论人机系统设计人机系统设计阶阶段段设设计计程程序序 进行人机系统设计需要投入人力、物力和时间，进行人机系统设计需要投入人力、物力和时间，进行人机系统设计需要投入人力、物力和时间，进行人机系统设计

24、需要投入人力、物力和时间，它所产生的效益主要表现在未来系统的效率和操作它所产生的效益主要表现在未来系统的效率和操作它所产生的效益主要表现在未来系统的效率和操作它所产生的效益主要表现在未来系统的效率和操作（使用）费用上。体现在以下方面：（使用）费用上。体现在以下方面：（使用）费用上。体现在以下方面：（使用）费用上。体现在以下方面：作业效能的改善作业效能的改善作业效能的改善作业效能的改善降低培训费用降低培训费用降低培训费用降低培训费用改善人力资源的利用率改善人力资源的利用率改善人力资源的利用率改善人力资源的利用率减少事故和人为错误减少事故和人为错误减少事故和人为错误减少事故和人为错误提高生产率提高

25、生产率提高生产率提高生产率提高使用者的满意度提高使用者的满意度提高使用者的满意度提高使用者的满意度合理地分配作业，合理地分配作业，正确的机器设计，正确的机器设计，良好的环境，都会良好的环境，都会直接改善操作者的直接改善操作者的作业效能。作业效能。良好的人机匹配设良好的人机匹配设计和作业程序设计，计和作业程序设计，会降低操作者达到会降低操作者达到作业标准所需要的作业标准所需要的培训费用和时间。培训费用和时间。良好的作业程序和良好的作业程序和工具设计可以降低工具设计可以降低对操作者的特殊能对操作者的特殊能力和专项技能的要力和专项技能的要求，从而更好地利求，从而更好地利用人力资源。用人力资源。人机系

26、统分析和设人机系统分析和设计包括人为错误的计包括人为错误的分析，是从设计上分析，是从设计上减少事故和人为错减少事故和人为错误的方法之一。误的方法之一。人机系统效率的提人机系统效率的提高当然会提高生产高当然会提高生产效率。效率。使用者的心理压力与系使用者的心理压力与系统设计直接相关。对抗统设计直接相关。对抗性的人际关系，低的效性的人际关系，低的效率的作业，造成心理上率的作业，造成心理上的挫折情绪，从而降低的挫折情绪，从而降低人机系统的效能。良好人机系统的效能。良好的人际关系可以提高作的人际关系可以提高作业效率，产生满意心理。业效率，产生满意心理。人机系统设计效益人机系统设计效益人机系统设计需要运

27、用人机工程学参数人机系统设计需要运用人机工程学参数和系统分析方法。和系统分析方法。人机工程学参数是人机工程应用研究的人机工程学参数是人机工程应用研究的成果，在设计过程中，必须认真考查人机工成果，在设计过程中，必须认真考查人机工程学参数的性质和得出这些参数的相关条件。程学参数的性质和得出这些参数的相关条件。对设计影响最大的参数问题是所谓实验效标对设计影响最大的参数问题是所谓实验效标和系统效标的一致性问题。和系统效标的一致性问题。人机系统设计参数人机系统设计参数实验效标：通常指实验的因变量即反应变量，是实验目的实验效标：通常指实验的因变量即反应变量，是实验目的实验效标：通常指实验的因变量即反应变量

28、，是实验目的实验效标：通常指实验的因变量即反应变量，是实验目的所要求的心理、生理或行为指标，如人的反应速度、心理所要求的心理、生理或行为指标，如人的反应速度、心理所要求的心理、生理或行为指标，如人的反应速度、心理所要求的心理、生理或行为指标，如人的反应速度、心理感受等。如：感受等。如：感受等。如：感受等。如：作业错误、闪光融合频率、摄氧量、肌电活性、反应时、心理量作业错误、闪光融合频率、摄氧量、肌电活性、反应时、心理量作业错误、闪光融合频率、摄氧量、肌电活性、反应时、心理量作业错误、闪光融合频率、摄氧量、肌电活性、反应时、心理量表值、脑力负荷、学习时间、心理阈限、心血管系统的反应等。表值、脑力

29、负荷、学习时间、心理阈限、心血管系统的反应等。表值、脑力负荷、学习时间、心理阈限、心血管系统的反应等。表值、脑力负荷、学习时间、心理阈限、心血管系统的反应等。系统效标：是指经济性、可靠性、安全性等综合性很高的系统效标：是指经济性、可靠性、安全性等综合性很高的系统效标：是指经济性、可靠性、安全性等综合性很高的系统效标：是指经济性、可靠性、安全性等综合性很高的指标。如：指标。如：指标。如：指标。如：产品寿命、可靠度、外观质量、方便性、操作性能、安全性、可产品寿命、可靠度、外观质量、方便性、操作性能、安全性、可产品寿命、可靠度、外观质量、方便性、操作性能、安全性、可产品寿命、可靠度、外观质量、方便性

30、、操作性能、安全性、可维修性、运行费用、人员培训要求、经济性等。维修性、运行费用、人员培训要求、经济性等。维修性、运行费用、人员培训要求、经济性等。维修性、运行费用、人员培训要求、经济性等。设计师必须仔细分析实验效标和系统效标之间的设计师必须仔细分析实验效标和系统效标之间的设计师必须仔细分析实验效标和系统效标之间的设计师必须仔细分析实验效标和系统效标之间的关系，以便正确地选择设计参数，同时在符合人机工关系，以便正确地选择设计参数，同时在符合人机工关系，以便正确地选择设计参数，同时在符合人机工关系，以便正确地选择设计参数，同时在符合人机工程要求的基础上，更好地发挥设计师的创造性。程要求的基础上，

31、更好地发挥设计师的创造性。程要求的基础上，更好地发挥设计师的创造性。程要求的基础上，更好地发挥设计师的创造性。人机系统设计参数人机系统设计参数人机环境系统的研究，是以人为主导来人机环境系统的研究，是以人为主导来人机环境系统的研究，是以人为主导来人机环境系统的研究，是以人为主导来详细分析人和机器的相互作用，以及作业环详细分析人和机器的相互作用，以及作业环详细分析人和机器的相互作用，以及作业环详细分析人和机器的相互作用，以及作业环境的变化，决定系统整体效率的规律。境的变化，决定系统整体效率的规律。境的变化，决定系统整体效率的规律。境的变化，决定系统整体效率的规律。随着科学技术的发展，人的作业向机械

32、随着科学技术的发展，人的作业向机械随着科学技术的发展，人的作业向机械随着科学技术的发展，人的作业向机械化、自动化发展，作业条件或作业环境也相化、自动化发展，作业条件或作业环境也相化、自动化发展，作业条件或作业环境也相化、自动化发展，作业条件或作业环境也相应变化，只有系统中各个部分相互关系匹配应变化，只有系统中各个部分相互关系匹配应变化，只有系统中各个部分相互关系匹配应变化，只有系统中各个部分相互关系匹配时，才能使整个系统达到最优状态。时，才能使整个系统达到最优状态。时，才能使整个系统达到最优状态。时，才能使整个系统达到最优状态。为了提高系统的整体效能，除了机器系为了提高系统的整体效能，除了机器

33、系为了提高系统的整体效能，除了机器系为了提高系统的整体效能，除了机器系统的各组成部分，应适合于人的生理心理特统的各组成部分，应适合于人的生理心理特统的各组成部分，应适合于人的生理心理特统的各组成部分，应适合于人的生理心理特征以外，还必须解决人与机器间的合理分工征以外，还必须解决人与机器间的合理分工征以外，还必须解决人与机器间的合理分工征以外，还必须解决人与机器间的合理分工和相互配合的问题，因此需要了解人机关系。和相互配合的问题，因此需要了解人机关系。和相互配合的问题，因此需要了解人机关系。和相互配合的问题，因此需要了解人机关系。11.2 人机系统总体设计目标与原则人机系统总体设计目标与原则人人

34、机机系系统统类类型型人的劳动状态从手工业生产，发展到人的劳动状态从手工业生产，发展到机械化、自动化生产，与此同时人机关系机械化、自动化生产，与此同时人机关系的状态也发生了相应变化。的状态也发生了相应变化。人机关系变迁过程可以分为人机关系变迁过程可以分为4 4个阶段：个阶段：阶段阶段阶段阶段状态状态状态状态人机系统人机系统人机系统人机系统人的任务人的任务人的任务人的任务能源能源能源能源I I手工劳动手工劳动手工劳动手工劳动人是主体人是主体人是主体人是主体必要的技能必要的技能必要的技能必要的技能人人人人II II机械化机械化机械化机械化人机并重人机并重人机并重人机并重必要的教育训练必要的教育训练必

35、要的教育训练必要的教育训练人和外部人和外部人和外部人和外部IIIIII半自动化半自动化半自动化半自动化机械为动力机械为动力机械为动力机械为动力简单作业简单作业简单作业简单作业外部外部外部外部IVIV自动化自动化自动化自动化机械为动力机械为动力机械为动力机械为动力管理、监控管理、监控管理、监控管理、监控外部外部外部外部人机系统类型人机系统类型为了把信息传递给人的感觉器官为了把信息传递给人的感觉器官的输入技能（的输入技能（InputInput）用人的中枢神经进行控制的技能用人的中枢神经进行控制的技能通过人的肌肉活动等运动器官或通过人的肌肉活动等运动器官或语言进行输出的技能（语言进行输出的技能（Ou

36、tputOutput）人机系统类型人机系统类型人人机机系系统统的的基基本本机机能能人机系统类型人机系统类型按按自自动动化化程程度度分分类类 以人的信息处以人的信息处以人的信息处以人的信息处理机构为基础，按理机构为基础，按理机构为基础，按理机构为基础，按系统自动化程度分系统自动化程度分系统自动化程度分系统自动化程度分类可分为以下三种类可分为以下三种类可分为以下三种类可分为以下三种人机系统：人机系统：人机系统：人机系统：手工操作人机系统手工操作人机系统手工操作人机系统手工操作人机系统半自动化人机系统半自动化人机系统半自动化人机系统半自动化人机系统自动化人机系统自动化人机系统自动化人机系统自动化人机

37、系统以人的信息处理机以人的信息处理机以人的信息处理机以人的信息处理机构为基础，按系统自动构为基础，按系统自动构为基础，按系统自动构为基础，按系统自动化程度分类可分为以下化程度分类可分为以下化程度分类可分为以下化程度分类可分为以下三种人机系统：三种人机系统：三种人机系统：三种人机系统：手工操作人机系统手工操作人机系统手工操作人机系统手工操作人机系统半自动化人机系统半自动化人机系统半自动化人机系统半自动化人机系统自动化人机系统自动化人机系统自动化人机系统自动化人机系统人机系统类型人机系统类型人人机机系系统统的的组组成成输入输入输出输出信息贮存信息贮存感觉感觉动作动作信息处理信息处理和决策和决策反馈

38、信息（闭环系统）反馈信息（闭环系统）人（作业者）人（作业者）人机系统类型人机系统类型手手工工操操作作人人机机系系统统qq手工操作人机系统手工操作人机系统偏重于解决人作业上的问题，其特点是：偏重于解决人作业上的问题，其特点是：偏重于解决人作业上的问题，其特点是：偏重于解决人作业上的问题，其特点是：自动化程度低自动化程度低自动化程度低自动化程度低操作的可靠性低操作的可靠性低操作的可靠性低操作的可靠性低费用低廉费用低廉费用低廉费用低廉创造能力高创造能力高创造能力高创造能力高维护能力强维护能力强维护能力强维护能力强输入输入输出输出信息贮存信息贮存感觉感觉动作动作信息处理信息处理和决策和决策反馈信息（闭

39、环系统）反馈信息（闭环系统）人（控制者）人（控制者）机器机器控制控制过程过程人机系统类型人机系统类型半半自自动动化化人人机机系系统统信息贮存信息贮存感觉感觉动作动作信息处理信息处理和决策和决策反馈信息（闭环系统）反馈信息（闭环系统）人（监视者）人（监视者）输入输入输出输出信息贮存信息贮存感觉感觉动作动作信息处理信息处理和决策和决策机机机器机器控制控制过程过程人机系统类型人机系统类型自自动动化化人人机机系系统统qq半自动化和自动化人机系统半自动化和自动化人机系统偏重于解决机器上的问题，其特点是：偏重于解决机器上的问题，其特点是：偏重于解决机器上的问题，其特点是：偏重于解决机器上的问题，其特点是：

40、自动化程度高自动化程度高自动化程度高自动化程度高操作的可靠性比较高操作的可靠性比较高操作的可靠性比较高操作的可靠性比较高费用较高费用较高费用较高费用较高创造能力低创造能力低创造能力低创造能力低维护能力低维护能力低维护能力低维护能力低人机系统类型人机系统类型 以人在人机系统以人在人机系统以人在人机系统以人在人机系统中完成的任务为基础，中完成的任务为基础，中完成的任务为基础，中完成的任务为基础，按人机结合方式分类按人机结合方式分类按人机结合方式分类按人机结合方式分类又可分为以下三种人又可分为以下三种人又可分为以下三种人又可分为以下三种人机系统：机系统：机系统：机系统：人和机器串联存在人和机器串联存

41、在人和机器串联存在人和机器串联存在人和机器并联存在，人和机器并联存在，人和机器并联存在，人和机器并联存在，进行协同工作进行协同工作进行协同工作进行协同工作串联结合的机器和人串联结合的机器和人串联结合的机器和人串联结合的机器和人并联存在，由人完成并联存在，由人完成并联存在，由人完成并联存在，由人完成系统的监控任务系统的监控任务系统的监控任务系统的监控任务人机系统类型人机系统类型按按人人机机结结合合方方式式分分类类人人机器机器人和机器相互间的特性有干扰亦有结合，人和机器相互间的特性有干扰亦有结合，人和机器相互间的特性有干扰亦有结合，人和机器相互间的特性有干扰亦有结合，人的优点会由于机器而得到扩大，

42、相反其缺点人的优点会由于机器而得到扩大，相反其缺点人的优点会由于机器而得到扩大，相反其缺点人的优点会由于机器而得到扩大，相反其缺点也会被增大。这种结合系统，人的能力如不被也会被增大。这种结合系统，人的能力如不被也会被增大。这种结合系统，人的能力如不被也会被增大。这种结合系统，人的能力如不被控制，机器方面的各种特性就不能发挥出来，控制，机器方面的各种特性就不能发挥出来，控制，机器方面的各种特性就不能发挥出来，控制，机器方面的各种特性就不能发挥出来，即串联型系统人成为控制主体，因此人和机器即串联型系统人成为控制主体，因此人和机器即串联型系统人成为控制主体，因此人和机器即串联型系统人成为控制主体，因

43、此人和机器的任务分配就成为该系统设计的基本内容。的任务分配就成为该系统设计的基本内容。的任务分配就成为该系统设计的基本内容。的任务分配就成为该系统设计的基本内容。人机系统类型人机系统类型人人和和机机器器串串联联存存在在qq人和机器并联存在人和机器并联存在qq串联结合的机器和人并联存在串联结合的机器和人并联存在人人机器机器人人机器机器机器机器人机系统类型人机系统类型人人和和机机器器并并联联存存在在人机系统类型人机系统类型人人和和机机器器并并联联存存在在 在人机并联结合的系统中，人和机器是间接联系，在人机并联结合的系统中，人和机器是间接联系，在人机并联结合的系统中，人和机器是间接联系，在人机并联结

44、合的系统中，人和机器是间接联系，特别是在自动化系统中，机器成为控制的主体。特别是在自动化系统中，机器成为控制的主体。特别是在自动化系统中，机器成为控制的主体。特别是在自动化系统中，机器成为控制的主体。在这个系统中人的主要任务是管理、监视工作。但在这个系统中人的主要任务是管理、监视工作。但在这个系统中人的主要任务是管理、监视工作。但在这个系统中人的主要任务是管理、监视工作。但是人和机器的结合不是固定的，由于系统的状态不同，是人和机器的结合不是固定的，由于系统的状态不同，是人和机器的结合不是固定的，由于系统的状态不同，是人和机器的结合不是固定的，由于系统的状态不同，人分担的任务也要变化。人分担的任

45、务也要变化。人分担的任务也要变化。人分担的任务也要变化。在自动化系统中，正常和异常时人分担的任务有如在自动化系统中，正常和异常时人分担的任务有如在自动化系统中，正常和异常时人分担的任务有如在自动化系统中，正常和异常时人分担的任务有如下差异：下差异：下差异：下差异：正常时，人把显示装置和控制台作为信息传递装置，对正常时，人把显示装置和控制台作为信息传递装置，对正常时，人把显示装置和控制台作为信息传递装置，对正常时，人把显示装置和控制台作为信息传递装置，对系统的工作状态进行远距离控制、监视，根据需要制定系统的工作状态进行远距离控制、监视，根据需要制定系统的工作状态进行远距离控制、监视，根据需要制定

46、系统的工作状态进行远距离控制、监视，根据需要制定工作条件或进行调节，通常是长时间间隔断续的作业，工作条件或进行调节，通常是长时间间隔断续的作业，工作条件或进行调节，通常是长时间间隔断续的作业，工作条件或进行调节，通常是长时间间隔断续的作业，几乎不受系统的约束。几乎不受系统的约束。几乎不受系统的约束。几乎不受系统的约束。异常时，出现异常或发生故障时，系统从自动变为手动，异常时，出现异常或发生故障时，系统从自动变为手动，异常时，出现异常或发生故障时，系统从自动变为手动，异常时，出现异常或发生故障时，系统从自动变为手动，人介入到过程中。此时，因为人和机器成为串联结合，人介入到过程中。此时，因为人和机

47、器成为串联结合，人介入到过程中。此时，因为人和机器成为串联结合，人介入到过程中。此时，因为人和机器成为串联结合，要求人能迅速而正确地判断状况并进行操作。要求人能迅速而正确地判断状况并进行操作。要求人能迅速而正确地判断状况并进行操作。要求人能迅速而正确地判断状况并进行操作。人机系统目标人机系统目标工工作作空空间间和和工工作作设设备备的的设设计计与身体尺寸有关的设计有关身体姿势、肌力和身体动作的设计有关信号、显示器和控制器的设计总体设计的原则总体设计的原则工作工作环境环境设计设计工作环境的设计应保证工作环境中的物理、化学和生物学条件对人们不产生有害的影响，而且要保证人们的健康及工作能力和便于工作，

48、也应以客观可测的现象和主观评价作为依据。工作工作过程过程设计设计肉体或感觉的过载使人产生疲劳负载不足或使人感到单调的工作会降低警惕性。11.3 人机系统总体设计程序与要点人机系统总体设计程序与要点系统目标：系统目标：系统目标：系统目标：说明说明说明说明“目标目标目标目标”是什么？是什么？是什么？是什么？说明系统的性质和内容说明系统的性质和内容说明系统的性质和内容说明系统的性质和内容不包括怎样实现目标不包括怎样实现目标不包括怎样实现目标不包括怎样实现目标作业要求：为了实现目标系统必须做什么作业要求：为了实现目标系统必须做什么作业要求：为了实现目标系统必须做什么作业要求：为了实现目标系统必须做什么

49、系统做什么？系统做什么？系统做什么？系统做什么？做的标准是什么？做的标准是什么？做的标准是什么？做的标准是什么？如何进行测量？如何进行测量？如何进行测量？如何进行测量？系统定义阶段应从以下方面进行调研：系统定义阶段应从以下方面进行调研：系统定义阶段应从以下方面进行调研：系统定义阶段应从以下方面进行调研：系统未来的使用者是谁？系统未来的使用者是谁？系统未来的使用者是谁？系统未来的使用者是谁？目前同类系统的使用和操作如何？目前同类系统的使用和操作如何？目前同类系统的使用和操作如何？目前同类系统的使用和操作如何？使用者的作业需求有哪些？使用者的作业需求有哪些？使用者的作业需求有哪些？使用者的作业需求

50、有哪些？确保系统目标体现使用者的需求！确保系统目标体现使用者的需求！确保系统目标体现使用者的需求！确保系统目标体现使用者的需求！案案例例分分析析 在使用支票的国家，用户经在使用支票的国家，用户经常发生超支现象（支票额大于存款常发生超支现象（支票额大于存款额），原因是用户不能随时掌握存额），原因是用户不能随时掌握存款的数额，这给收支双方和银行造款的数额，这给收支双方和银行造成许多不便，因此，银行希望推行成许多不便，因此，银行希望推行一种办法来防止用户超支，是用户一种办法来防止用户超支，是用户随时都有可能了解其实际存款数。随时都有可能了解其实际存款数。于是开始进行人机系统设计。于是开始进行人机系统