演示文稿人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

（優(yōu)選）人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)當(dāng)前第1頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)10.1人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性工業(yè)設(shè)計(jì)和人機(jī)工程學(xué)的共同點(diǎn)：研究人工業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)觀——以人為本人機(jī)工程學(xué)的研究對(duì)象——系統(tǒng)中的人產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新觀念、新發(fā)展：高情感特性人的生理和信息需要——宜人、舒適、安全產(chǎn)品的使用和操作需要——方便、可靠、親近當(dāng)前第2頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)規(guī)范性研究：研究“應(yīng)該怎樣”進(jìn)行設(shè)計(jì)基本出發(fā)點(diǎn)是要探討應(yīng)當(dāng)怎樣做才能達(dá)到目的，應(yīng)當(dāng)如何做才能更有效描述性研究：研究專業(yè)設(shè)計(jì)人員“究竟是怎樣”設(shè)計(jì)的要了解人的設(shè)計(jì)技能的本質(zhì)，描述一般的設(shè)計(jì)過程，提出普遍適用的設(shè)計(jì)過程模式現(xiàn)代設(shè)計(jì)基本內(nèi)容當(dāng)前第3頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)問題的“真實(shí)性”考查問題的“定義”問題的求解策略確定所解問題是否真實(shí)存在，其存在條件如何，問題的范圍大小。方法：需求調(diào)查、訪談法調(diào)查等。是對(duì)問題求解的一種規(guī)劃和期望，是問題求解過程最困難和關(guān)鍵的一步。問題定義對(duì)問題求解的導(dǎo)向作用是設(shè)計(jì)者必須明白和自覺注意的要點(diǎn)。系統(tǒng)的、有組織的求解活動(dòng)，要求設(shè)計(jì)者按照一定的步驟，進(jìn)行設(shè)計(jì)思維。試探求解活動(dòng)的求解過程并無一定步驟可循，而是一種多次嘗試的過程。確定求解過程是系統(tǒng)的、有組織的求解活動(dòng)，還是試探求解活動(dòng)。確定求解過程是系統(tǒng)的、有組織的求解活動(dòng)，還是試探求解活動(dòng)。設(shè)計(jì)者應(yīng)有意識(shí)地掌握和運(yùn)用不同的求解策略，進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)的三維解空間當(dāng)前第4頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)作為一個(gè)完整的概念，表達(dá)了人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的對(duì)象和范圍。人機(jī)工程學(xué)的主要研究對(duì)象是“系統(tǒng)中的人”，人是屬于特定系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。但人機(jī)工程學(xué)并非孤立地研究人，它同時(shí)研究系統(tǒng)的其它組成部分，以便根據(jù)人的特性和能力，來設(shè)計(jì)和改造系統(tǒng)。人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)前第5頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)系統(tǒng)是指由相互聯(lián)系和相互制約的各個(gè)部分組成的具有一定功能的整體。系統(tǒng)具有整體性、關(guān)聯(lián)性、有界性、目的性、環(huán)境適應(yīng)性、學(xué)科綜合性。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員必須了解系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)需具備的功能以及這些功能之間的相互聯(lián)系。人機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)的概念當(dāng)前第6頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)包括人、機(jī)和環(huán)境三個(gè)組成部分，它們相互聯(lián)系構(gòu)成一個(gè)整體。人機(jī)系統(tǒng)的性質(zhì)和特征可以用模型表示。在人機(jī)之間存在著信息環(huán)路，人機(jī)相互聯(lián)系具有信息傳遞的性質(zhì)，系統(tǒng)能否正常工作，取決于信息傳遞過程是否能持續(xù)有效地進(jìn)行。環(huán)境將對(duì)人機(jī)工作及信息的傳遞產(chǎn)生影響，排除環(huán)境的不利影響是設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)之一，首先要保障環(huán)境不影響人的作業(yè)。人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)的組成當(dāng)前第7頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)的組成當(dāng)前第8頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)信息接受人的決策控制顯示裝置機(jī)器本體控制器人機(jī)環(huán)境環(huán)境人機(jī)界面輸入輸出輸入輸出人機(jī)界面人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)模型當(dāng)前第9頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)界面工作環(huán)境非工作環(huán)境思維感知決策控制活動(dòng)顯示機(jī)器運(yùn)行操作裝置人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)模型由人機(jī)系統(tǒng)模型可見，操作過程的情況由顯示器顯示出來，作業(yè)者首先要感知顯示器上指示信號(hào)的變化，然后分析，解釋顯示的意義并作出相應(yīng)決策，再通過必要的控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)操作過程的調(diào)整。這是一個(gè)封閉的人機(jī)系統(tǒng)，即閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)前第10頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是處理系統(tǒng)中的人和人機(jī)界面等關(guān)系，而不是系統(tǒng)的全部硬件。強(qiáng)調(diào)人的特性和限度，為人設(shè)計(jì)，讓人的因素貫穿設(shè)計(jì)的全過程，是人機(jī)工程學(xué)的重要實(shí)踐原則。在人機(jī)系統(tǒng)中，人的主導(dǎo)作用主要反映在人的決策功能上。對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，重要的是通過設(shè)計(jì)使系統(tǒng)利于發(fā)揮人的決策功能，為正確決策提供各種作業(yè)輔助手段，如操作程序表等。同時(shí)，還要通過設(shè)計(jì)盡可能減少人為錯(cuò)誤的可能性。人機(jī)系統(tǒng)人的主導(dǎo)作用當(dāng)前第11頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)在人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)之間存在一個(gè)相互作用的作用“面”，所有的人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個(gè)作用面上，通常稱為人機(jī)界面。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)主要是指顯示、控制以及它們之間的關(guān)系，要使人機(jī)界面符合人機(jī)信息交流的規(guī)律和特性。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)依據(jù)始終是系統(tǒng)中的人。人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)界面當(dāng)前第12頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為了解決系統(tǒng)中人的效能、安全和身心健康的問題。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并非是單一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，而是適合于所有產(chǎn)品的一種設(shè)計(jì)方法。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要具體分析和定義，才能確定人際關(guān)系的性質(zhì)和問題，并進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總是多學(xué)科聯(lián)合設(shè)計(jì)的一部分，通常與其他設(shè)計(jì)者組合完成。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)前第13頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)又稱為TSD設(shè)計(jì)法，其中心設(shè)計(jì)思想是：系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須分一系列具有明確意義的設(shè)計(jì)階段，而每個(gè)階段的設(shè)計(jì)活動(dòng)和任務(wù)必須是明確的。這是典型的系統(tǒng)化解決問題的策略?！翱傮w”的意義是強(qiáng)調(diào)人機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)成分，如人、硬件、軟件，都要給予全面的考慮，以克服長期以來工程設(shè)計(jì)忽視人和人的效能問題。人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的目標(biāo)是，使系統(tǒng)的每個(gè)成分都為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)而能夠協(xié)調(diào)一致地發(fā)揮各自的功能。良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須以兩個(gè)主要原則為基礎(chǔ)：明確定義“問題”制定和實(shí)施某種策略來尋找解決問題的滿意方案當(dāng)前第14頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)程序?yàn)榱擞行У匾?guī)定設(shè)計(jì)策略和實(shí)施設(shè)計(jì)，需要研究一套專門的設(shè)計(jì)程序。階段設(shè)計(jì)程序是TSD法的一種設(shè)計(jì)程序，它把整個(gè)設(shè)計(jì)過程分解為若干個(gè)階段或步驟，每一個(gè)階段是由相互聯(lián)系的一系列設(shè)計(jì)活動(dòng)組成，各階段之間具有時(shí)間形式上的順序性，即只有上一階段的設(shè)計(jì)活動(dòng)完成后，才能進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)活動(dòng)。階段設(shè)計(jì)程序是以TSD法的設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，對(duì)設(shè)計(jì)過程中各種分析和設(shè)計(jì)活動(dòng)的“價(jià)值”以及它們的相互聯(lián)系，作了規(guī)律性總結(jié)后逐步形成的。當(dāng)前第15頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)設(shè)計(jì)過程可以分為以下幾個(gè)階段：定義系統(tǒng)目標(biāo)和參數(shù)階段系統(tǒng)定義階段初步設(shè)計(jì)階段人機(jī)界面設(shè)計(jì)階段作業(yè)輔助設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)驗(yàn)證階段確定使用者的需求確定使用者的特性確定群體的組織特性確定作業(yè)方式確定作業(yè)效能的測量參數(shù)及測量方法定義功能要求定義操作要求功能分配作業(yè)流程設(shè)計(jì)作業(yè)反饋機(jī)制設(shè)計(jì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)作業(yè)空間設(shè)計(jì)制定使用者素質(zhì)要求設(shè)計(jì)操作手冊(cè)設(shè)計(jì)作業(yè)輔助手段設(shè)計(jì)培訓(xùn)方案制定驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施驗(yàn)證作驗(yàn)證結(jié)論人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)程序當(dāng)前第16頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)

進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要投入人力、物力和時(shí)間，它所產(chǎn)生的效益主要表現(xiàn)在未來系統(tǒng)的效率和操作（使用）費(fèi)用上。體現(xiàn)在以下方面：作業(yè)效能的改善降低培訓(xùn)費(fèi)用改善人力資源的利用率減少事故和人為錯(cuò)誤提高生產(chǎn)率提高使用者的滿意度合理地分配作業(yè)，正確的機(jī)器設(shè)計(jì)，良好的環(huán)境，都會(huì)直接改善操作者的作業(yè)效能。良好的人機(jī)匹配設(shè)計(jì)和作業(yè)程序設(shè)計(jì)，會(huì)降低操作者達(dá)到作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所需要的培訓(xùn)費(fèi)用和時(shí)間。良好的作業(yè)程序和工具設(shè)計(jì)可以降低對(duì)操作者的特殊能力和專項(xiàng)技能的要求，從而更好地利用人力資源。人機(jī)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)包括人為錯(cuò)誤的分析，是從設(shè)計(jì)上減少事故和人為錯(cuò)誤的方法之一。人機(jī)系統(tǒng)效率的提高當(dāng)然會(huì)提高生產(chǎn)效率。使用者的心理壓力與系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接相關(guān)。對(duì)抗性的人際關(guān)系，低的效率的作業(yè)，造成心理上的挫折情緒，從而降低人機(jī)系統(tǒng)的效能。良好的人際關(guān)系可以提高作業(yè)效率，產(chǎn)生滿意心理。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效益當(dāng)前第17頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)參數(shù)和系統(tǒng)分析方法。人機(jī)工程學(xué)參數(shù)是人機(jī)工程應(yīng)用研究的成果，在設(shè)計(jì)過程中，必須認(rèn)真考查人機(jī)工程學(xué)參數(shù)的性質(zhì)和得出這些參數(shù)的相關(guān)條件。對(duì)設(shè)計(jì)影響最大的參數(shù)問題是所謂實(shí)驗(yàn)效標(biāo)和系統(tǒng)效標(biāo)的一致性問題。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)當(dāng)前第18頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)實(shí)驗(yàn)效標(biāo)：通常指實(shí)驗(yàn)的因變量即反應(yīng)變量，是實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃蟮男睦?、生理或行為指?biāo)，如人的反應(yīng)速度、心理感受等。如：作業(yè)錯(cuò)誤、閃光融合頻率、攝氧量、肌電活性、反應(yīng)時(shí)、心理量表值、腦力負(fù)荷、學(xué)習(xí)時(shí)間、心理閾限、心血管系統(tǒng)的反應(yīng)等。系統(tǒng)效標(biāo)：是指經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性等綜合性很高的指標(biāo)。如：產(chǎn)品壽命、可靠度、外觀質(zhì)量、方便性、操作性能、安全性、可維修性、運(yùn)行費(fèi)用、人員培訓(xùn)要求、經(jīng)濟(jì)性等。設(shè)計(jì)師必須仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)效標(biāo)和系統(tǒng)效標(biāo)之間的關(guān)系，以便正確地選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，同時(shí)在符合人機(jī)工程要求的基礎(chǔ)上，更好地發(fā)揮設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)當(dāng)前第19頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的研究，是以人為主導(dǎo)來詳細(xì)分析人和機(jī)器的相互作用，以及作業(yè)環(huán)境的變化，決定系統(tǒng)整體效率的規(guī)律。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人的作業(yè)向機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展，作業(yè)條件或作業(yè)環(huán)境也相應(yīng)變化，只有系統(tǒng)中各個(gè)部分相互關(guān)系匹配時(shí)，才能使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。為了提高系統(tǒng)的整體效能，除了機(jī)器系統(tǒng)的各組成部分，應(yīng)適合于人的生理心理特征以外，還必須解決人與機(jī)器間的合理分工和相互配合的問題，因此需要了解人機(jī)關(guān)系。10.2人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則人機(jī)系統(tǒng)類型當(dāng)前第20頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人的勞動(dòng)狀態(tài)從手工業(yè)生產(chǎn)，發(fā)展到機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，與此同時(shí)人機(jī)關(guān)系的狀態(tài)也發(fā)生了相應(yīng)變化。人機(jī)關(guān)系變遷過程可以分為4個(gè)階段：階段狀態(tài)人機(jī)系統(tǒng)人的任務(wù)能源I手工勞動(dòng)人是主體必要的技能人II機(jī)械化人機(jī)并重必要的教育訓(xùn)練人和外部III半自動(dòng)化機(jī)械為動(dòng)力簡單作業(yè)外部IV自動(dòng)化機(jī)械為動(dòng)力管理、監(jiān)控外部人機(jī)系統(tǒng)類型當(dāng)前第21頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)為了把信息傳遞給人的感覺器官的輸入技能（Input）用人的中樞神經(jīng)進(jìn)行控制的技能通過人的肌肉活動(dòng)等運(yùn)動(dòng)器官或語言進(jìn)行輸出的技能（Output）人機(jī)系統(tǒng)類型人機(jī)系統(tǒng)的基本機(jī)能當(dāng)前第22頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)類型按自動(dòng)化程度分類

以人的信息處理機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，按系統(tǒng)自動(dòng)化程度分類可分為以下三種人機(jī)系統(tǒng)：手工操作人機(jī)系統(tǒng)半自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)前第23頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)以人的信息處理機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，按系統(tǒng)自動(dòng)化程度分類可分為以下三種人機(jī)系統(tǒng)：手工操作人機(jī)系統(tǒng)半自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)類型人機(jī)系統(tǒng)的組成當(dāng)前第24頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)輸入輸出信息貯存感覺動(dòng)作信息處理和決策反饋信息（閉環(huán)系統(tǒng)）人（作業(yè)者）人機(jī)系統(tǒng)類型手工操作人機(jī)系統(tǒng)手工操作人機(jī)系統(tǒng)偏重于解決人作業(yè)上的問題，其特點(diǎn)是：自動(dòng)化程度低操作的可靠性低費(fèi)用低廉創(chuàng)造能力高維護(hù)能力強(qiáng)當(dāng)前第25頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)輸入輸出信息貯存感覺動(dòng)作信息處理和決策反饋信息（閉環(huán)系統(tǒng)）人（控制者）機(jī)器控制過程人機(jī)系統(tǒng)類型半自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)前第26頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)信息貯存感覺動(dòng)作信息處理和決策反饋信息（閉環(huán)系統(tǒng)）人（監(jiān)視者）輸入輸出信息貯存感覺動(dòng)作信息處理和決策機(jī)機(jī)器控制過程人機(jī)系統(tǒng)類型自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)前第27頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)半自動(dòng)化和自動(dòng)化人機(jī)系統(tǒng)偏重于解決機(jī)器上的問題，其特點(diǎn)是：自動(dòng)化程度高操作的可靠性比較高費(fèi)用較高創(chuàng)造能力低維護(hù)能力低人機(jī)系統(tǒng)類型當(dāng)前第28頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)

以人在人機(jī)系統(tǒng)中完成的任務(wù)為基礎(chǔ)，按人機(jī)結(jié)合方式分類又可分為以下三種人機(jī)系統(tǒng)：人和機(jī)器串聯(lián)存在人和機(jī)器并聯(lián)存在，進(jìn)行協(xié)同工作串聯(lián)結(jié)合的機(jī)器和人并聯(lián)存在，由人完成系統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)人機(jī)系統(tǒng)類型按人機(jī)結(jié)合方式分類當(dāng)前第29頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)器人和機(jī)器相互間的特性有干擾亦有結(jié)合，人的優(yōu)點(diǎn)會(huì)由于機(jī)器而得到擴(kuò)大，相反其缺點(diǎn)也會(huì)被增大。這種結(jié)合系統(tǒng)，人的能力如不被控制，機(jī)器方面的各種特性就不能發(fā)揮出來，即串聯(lián)型系統(tǒng)人成為控制主體，因此人和機(jī)器的任務(wù)分配就成為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。人機(jī)系統(tǒng)類型人和機(jī)器串聯(lián)存在當(dāng)前第30頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人和機(jī)器并聯(lián)存在串聯(lián)結(jié)合的機(jī)器和人并聯(lián)存在人機(jī)器人機(jī)器機(jī)器人機(jī)系統(tǒng)類型人和機(jī)器并聯(lián)存在當(dāng)前第31頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)類型人和機(jī)器并聯(lián)存在

在人機(jī)并聯(lián)結(jié)合的系統(tǒng)中，人和機(jī)器是間接聯(lián)系，特別是在自動(dòng)化系統(tǒng)中，機(jī)器成為控制的主體。在這個(gè)系統(tǒng)中人的主要任務(wù)是管理、監(jiān)視工作。但是人和機(jī)器的結(jié)合不是固定的，由于系統(tǒng)的狀態(tài)不同，人分擔(dān)的任務(wù)也要變化。在自動(dòng)化系統(tǒng)中，正常和異常時(shí)人分擔(dān)的任務(wù)有如下差異：正常時(shí)，人把顯示裝置和控制臺(tái)作為信息傳遞裝置，對(duì)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制、監(jiān)視，根據(jù)需要制定工作條件或進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常是長時(shí)間間隔斷續(xù)的作業(yè)，幾乎不受系統(tǒng)的約束。異常時(shí)，出現(xiàn)異常或發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)從自動(dòng)變?yōu)槭謩?dòng)，人介入到過程中。此時(shí)，因?yàn)槿撕蜋C(jī)器成為串聯(lián)結(jié)合，要求人能迅速而正確地判斷狀況并進(jìn)行操作。當(dāng)前第32頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)目標(biāo)當(dāng)前第33頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)工作空間和工作設(shè)備的設(shè)計(jì)與身體尺寸有關(guān)的設(shè)計(jì)有關(guān)身體姿勢、肌力和身體動(dòng)作的設(shè)計(jì)有關(guān)信號(hào)、顯示器和控制器的設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)的原則當(dāng)前第34頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)工作環(huán)境設(shè)計(jì)工作環(huán)境的設(shè)計(jì)應(yīng)保證工作環(huán)境中的物理、化學(xué)和生物學(xué)條件對(duì)人們不產(chǎn)生有害的影響，而且要保證人們的健康及工作能力和便于工作，也應(yīng)以客觀可測的現(xiàn)象和主觀評(píng)價(jià)作為依據(jù)。工作過程設(shè)計(jì)肉體或感覺的過載使人產(chǎn)生疲勞負(fù)載不足或使人感到單調(diào)的工作會(huì)降低警惕性。當(dāng)前第35頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序10.3人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序與要點(diǎn)當(dāng)前第36頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)系統(tǒng)目標(biāo)：說明“目標(biāo)”是什么？說明系統(tǒng)的性質(zhì)和內(nèi)容不包括怎樣實(shí)現(xiàn)目標(biāo)作業(yè)要求：為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么系統(tǒng)做什么？做的標(biāo)準(zhǔn)是什么？如何進(jìn)行測量？系統(tǒng)定義階段應(yīng)從以下方面進(jìn)行調(diào)研：系統(tǒng)未來的使用者是誰？目前同類系統(tǒng)的使用和操作如何？使用者的作業(yè)需求有哪些？確保系統(tǒng)目標(biāo)體現(xiàn)使用者的需求！定義系統(tǒng)目標(biāo)和作業(yè)要求當(dāng)前第37頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)定義系統(tǒng)目標(biāo)和作業(yè)要求案例分析

在使用支票的國家，用戶經(jīng)常發(fā)生超支現(xiàn)象（支票額大于存款額），原因是用戶不能隨時(shí)掌握存款的數(shù)額，這給收支雙方和銀行造成許多不便，因此，銀行希望推行一種辦法來防止用戶超支，是用戶隨時(shí)都有可能了解其實(shí)際存款數(shù)。于是開始進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)前第38頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)設(shè)計(jì)方案：每超支一次罰款100元；使用一種用戶專用的小型計(jì)算器；銀行每日寄給用戶帳單；銀行與各用戶進(jìn)行計(jì)算機(jī)連網(wǎng)；用戶開支時(shí)必須電話通知銀行對(duì)帳。定義系統(tǒng)目標(biāo)和作業(yè)要求案例分析系統(tǒng)目標(biāo)：為用戶自己平衡存取款數(shù)額提供一種方法。系統(tǒng)作業(yè)要求：要求限制使用方便大多數(shù)用戶能正確使用大多數(shù)用戶有興趣使用操作簡單用戶一般不了解銀行的業(yè)務(wù)用戶的計(jì)算能力不一樣用戶對(duì)平衡帳目的態(tài)度不一當(dāng)前第39頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)系統(tǒng)定義階段是“實(shí)質(zhì)性”設(shè)計(jì)工作的開始。在此之前，設(shè)計(jì)者要與決策層人員一起作出一些重要的決策，其中最重要的決策工作是選擇“設(shè)計(jì)方案”。這種設(shè)計(jì)方案的選擇將是從更大范圍和更高層次上，決定未來系統(tǒng)作為一個(gè)更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)，如何發(fā)揮作用。系統(tǒng)定義是對(duì)系統(tǒng)的輸入、輸出和其功能的定義?！肮δ堋笔怯梦淖置枋龅囊唤M工作，系統(tǒng)必須完成自己的功能任務(wù)，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)。系統(tǒng)的功能定義是與輸入和輸出的定義同時(shí)進(jìn)行的，它們的關(guān)系可用圖表示。功能Fi輸入輸出系統(tǒng)定義當(dāng)前第40頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)選擇方案2專用計(jì)算器的主要功能確定帳目的平衡數(shù)（給出）給帳目增值（存款）給帳目減值（支票）運(yùn)算帳目的平衡數(shù)儲(chǔ)存平衡數(shù)“使用者”定義使用者的群體特征（如人數(shù)、職業(yè)類型等）使用者的個(gè)體特征（如感覺、認(rèn)知、反應(yīng)能力等）系統(tǒng)定義案例分析當(dāng)前第41頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)是指圍繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)所進(jìn)行的功能分配、作業(yè)要求研究及作業(yè)分析。功能分配是指把已定義的系統(tǒng)功能，按照一定的分配原則，“分配”給人、硬件或軟件。對(duì)于可能有人實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能，必須研究：人是否有“能力”實(shí)現(xiàn)該功能預(yù)測人是否樂意長時(shí)間從事這一功能初步設(shè)計(jì)功能分配當(dāng)前第42頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)每一項(xiàng)分配給人的功能都對(duì)人的作業(yè)提出作業(yè)品質(zhì)的要求，例如：精度速度培訓(xùn)時(shí)間滿意度設(shè)計(jì)者必須確定作業(yè)要求，并作為以后人機(jī)界面設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。初步設(shè)計(jì)作業(yè)要求當(dāng)前第43頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)作業(yè)分析是按照作業(yè)對(duì)人的能力、技能、知識(shí)、態(tài)度的要求，對(duì)分配給人的功能作進(jìn)一步的分解和研究。作業(yè)分析包括：子功能的分解與再分解，直至可以定義出“作業(yè)單元”的水平為止每一層次的子功能的輸入和輸出的確定，即引入人的功能活動(dòng)的刺激輸入和人的功能活動(dòng)的輸出反應(yīng)，是刺激－反應(yīng)（S－R）過程的確定每一個(gè)作業(yè)單元的定義形式是它的輸入和輸出，它是一個(gè)有始有末的行為過程。一組作業(yè)單元又可在組合成一個(gè)作業(yè)序，一個(gè)作業(yè)序是分配給一類特定使用者的一組相互關(guān)聯(lián)的作業(yè)單元。通常一個(gè)給定作業(yè)序可以由一個(gè)以上的使用者或操作者完成。作業(yè)分析除了對(duì)系統(tǒng)正常條件下的功能過程進(jìn)行分析和研究以外，還應(yīng)特別研究非正常條件下人的功能，例如偶發(fā)事件的處理過程。初步設(shè)計(jì)作業(yè)分析當(dāng)前第44頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)功能分配：功能1：確定帳目的平衡數(shù)功能2：給帳目增值（存款）功能3：給帳目減值（支票）功能4：運(yùn)算帳目平衡數(shù)（計(jì)算機(jī)）功能5：儲(chǔ)存帳目平衡數(shù)（計(jì)算機(jī)）取出計(jì)算器（使用人）顯示平衡數(shù)（計(jì)算器）讀數(shù)（使用人）取出計(jì)算器（使用人）開啟計(jì)算器（使用人）鍵入存款數(shù)，按“存”鍵（使用人）關(guān)計(jì)算器（計(jì)算器）取出計(jì)算器（使用人）開啟計(jì)算器（使用人）鍵入支票數(shù)額，按“支”鍵（使用人）關(guān)計(jì)算器（計(jì)算器）初步設(shè)計(jì)案例分析銀行計(jì)算器的作業(yè)要求：使用者不需任何正規(guī)培訓(xùn)，只要閱讀使用手冊(cè)；存款時(shí)計(jì)算器操作15s以下按成，開支票付款時(shí)計(jì)算器操作20s以下完成；讀數(shù)錯(cuò)誤率小于千分之一次；大多數(shù)用戶對(duì)使用計(jì)算器滿意。當(dāng)前第45頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要是指顯示、控制以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計(jì)，應(yīng)使人機(jī)界面的設(shè)計(jì)符合人機(jī)信息交流的規(guī)律和特性。主要從以下方面考慮：顯示設(shè)計(jì)：視覺和聽覺控制器設(shè)計(jì)作業(yè)空間設(shè)計(jì)傳遞信息的內(nèi)容和方式傳遞信息的目的或功能顯示裝置的類別傳遞信息的對(duì)象控制的功能控制操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制過程的人機(jī)信息交換人員的作業(yè)負(fù)荷人體主要尺寸數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)作業(yè)空間有效作業(yè)空間人機(jī)界面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：尺寸、參數(shù)計(jì)算，繪制平面圖；功能模型測試，確定實(shí)際空間關(guān)系的適宜性；實(shí)際尺寸模型驗(yàn)證。當(dāng)前第46頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)顯示設(shè)計(jì)（視覺、聽覺）計(jì)算器和鍵的尺寸、形狀、位置（布局）的設(shè)計(jì)；人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)。數(shù)字、字母鍵盤式設(shè)計(jì)（采用全詞）數(shù)字、字母鍵盤式設(shè)計(jì)（采用縮寫）數(shù)字、功能鍵盤式設(shè)計(jì)易出錯(cuò)功能可擴(kuò)展按鍵次數(shù)少需懂得縮寫含義易操作功能不易擴(kuò)展人機(jī)界面設(shè)計(jì)案例分析當(dāng)前第47頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)為了獲得高效能的作業(yè)，必須設(shè)計(jì)各種作業(yè)輔助技術(shù)和手段。主要包括：制定選擇操作人員的標(biāo)準(zhǔn)；確定培訓(xùn)、使用說明，確定作業(yè)輔助手段。作業(yè)輔助是一個(gè)較大的概念，所有用于保證人的作業(yè)效能的技術(shù)和手段，除系統(tǒng)“本體”的硬件外，都屬于作業(yè)輔助的范疇。作業(yè)輔助設(shè)計(jì)當(dāng)前第48頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)銀行計(jì)算器的作業(yè)要求是以不選擇和培訓(xùn)操作人員為條件，因此，主要的作業(yè)輔助手段是操作手冊(cè)和說明書?？梢噪S機(jī)抽樣地選擇若干使用者，來驗(yàn)證所編操作手冊(cè)和說明書的指導(dǎo)效果。作業(yè)輔助設(shè)計(jì)案例分析當(dāng)前第49頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)系統(tǒng)驗(yàn)證是要驗(yàn)證系統(tǒng)是否達(dá)到系統(tǒng)定義和設(shè)計(jì)的各種目標(biāo)。人機(jī)系統(tǒng)的驗(yàn)證應(yīng)在系統(tǒng)開發(fā)的各個(gè)階段進(jìn)行，如人機(jī)界面設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)等都可以進(jìn)行局部的驗(yàn)證。人機(jī)系統(tǒng)的驗(yàn)證是以人的作業(yè)效能為主要驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的，人機(jī)系統(tǒng)必須保證人的作業(yè)符合作業(yè)要求的各個(gè)項(xiàng)目。系統(tǒng)檢驗(yàn)當(dāng)前第50頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)銀行專用計(jì)算器的顯示部分、鍵盤布局可用模型或部件進(jìn)行驗(yàn)證。計(jì)算器形成樣品后，還要進(jìn)行用戶使用和可接受性驗(yàn)證，然后才可能投入市場。系統(tǒng)檢驗(yàn)案例分析當(dāng)前第51頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)在總體上、系統(tǒng)級(jí)的最高層次上正確地解決好人機(jī)功能分配、人機(jī)關(guān)系匹配和人機(jī)界面

在人機(jī)系統(tǒng)中，充分發(fā)揮人與機(jī)械各自的特長，互補(bǔ)所短，以達(dá)到人機(jī)系統(tǒng)整體的最佳效率與總體功能，這是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，稱為人機(jī)功能分配。總體設(shè)計(jì)要點(diǎn)人機(jī)功能分配當(dāng)前第52頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)顯示器與人的信息通道特性的匹配控制器與人體運(yùn)動(dòng)特性的匹配顯示器與控制器之間的匹配環(huán)境與操作者適應(yīng)性的匹配人、機(jī)、環(huán)境要素與作業(yè)之間的匹配。隨著人機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)代化程度的提高，腦力作業(yè)及心理緊張性作業(yè)的負(fù)荷加重，這將成為突出的問題，在這種情況下，往往導(dǎo)致重大事故的發(fā)生?？傮w設(shè)計(jì)要點(diǎn)人機(jī)匹配當(dāng)前第53頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)人控制機(jī)械人接受信息總體設(shè)計(jì)要點(diǎn)人機(jī)界面設(shè)計(jì)當(dāng)前第54頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)10.4人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方法與評(píng)價(jià)人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方法包括自成體系的設(shè)計(jì)思想和與之相應(yīng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，是設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容之一。好的設(shè)計(jì)方法和策略，使設(shè)計(jì)行為科學(xué)化、系統(tǒng)化，獲得高效的設(shè)計(jì)管理。人機(jī)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法則是對(duì)所設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)的工具，有利于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)差錯(cuò)和改進(jìn)設(shè)計(jì)。當(dāng)前第55頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)功能化的設(shè)計(jì)思維功能分析功能分配功能流程圖將系統(tǒng)的工作與其工作機(jī)制分開其好處是：為各專業(yè)設(shè)計(jì)者提供通用的設(shè)計(jì)語言為各專業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)提供方法論基礎(chǔ)功能描述和確定功能分解：保證功能分配有確切的含義分解程度取決于功能分配的要求比較分配原則剩余分配原則經(jīng)濟(jì)分配原則宜人分配原則彈性分配原則作用：描述系統(tǒng)描述系統(tǒng)功能描述各個(gè)功能之間的關(guān)系功能分析與分配總體設(shè)計(jì)方法當(dāng)前第56頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)功能流程圖實(shí)例：發(fā)電廠能量釋放熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)熱槽空氣燃料載熱體旋轉(zhuǎn)能電能廢物廢物廢物總體設(shè)計(jì)方法功能分析與分配當(dāng)前第57頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)作業(yè)分析是指對(duì)已分配給人的功能進(jìn)行的分析，其目的是使作業(yè)與作業(yè)者之間建立協(xié)調(diào)一致的關(guān)系。作業(yè)分析可以使設(shè)計(jì)者更加深入地了解人機(jī)系統(tǒng)，特別是人際相互作用和人的作業(yè)，為人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了有效的方法。作業(yè)分析包括四個(gè)主要部分：系統(tǒng)作業(yè)結(jié)構(gòu)確定作業(yè)描述作業(yè)建作業(yè)序總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析是指系統(tǒng)的作業(yè)和作業(yè)技能的整體要求分為三種基本形式：金字塔結(jié)構(gòu)倒金字塔結(jié)構(gòu)棱形結(jié)構(gòu)是指研究人在完成分配給他的系統(tǒng)功能時(shí)的活動(dòng)過程，并從作業(yè)管理的角度，給予一定的劃分或規(guī)定，如作業(yè)的復(fù)雜程度。用適當(dāng)?shù)男问矫枋鲎鳂I(yè)，以便設(shè)計(jì)和管理時(shí)參考。描述作業(yè)的方法很多，如：作業(yè)流程圖作業(yè)分析表作業(yè)序是指某個(gè)作業(yè)者單獨(dú)從事的一組作業(yè)，與制造業(yè)中工序的概念相似。一個(gè)作業(yè)者也可以分配給若干個(gè)作業(yè)序。當(dāng)前第58頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)系統(tǒng)作業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作業(yè)結(jié)構(gòu)的三種形式：金字塔倒金字塔棱形作業(yè)復(fù)雜程度：高較高較低低10％20％30％40％40％30％20％10％10％40％40％10％總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第59頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)確定作業(yè)確定作業(yè)主要解決的問題：確定人力資源已具備的知識(shí)和技能劃分作業(yè)的技能水平確定作業(yè)的輸入和輸出確定作業(yè)的內(nèi)容確定作業(yè)與作業(yè)之間的關(guān)系研究作業(yè)的復(fù)雜程度是否與設(shè)計(jì)要求的技能水平相適應(yīng)總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第60頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)確定作業(yè)確定作業(yè)—作業(yè)的復(fù)雜程度分析作業(yè)復(fù)雜程度工作時(shí)間作業(yè)知識(shí)43年以上經(jīng)驗(yàn)豐富了解相關(guān)領(lǐng)域36個(gè)月－3年培訓(xùn)結(jié)束作業(yè)經(jīng)驗(yàn)限于日常工作20－6個(gè)月培訓(xùn)期間了解一般術(shù)語10無作業(yè)總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第61頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)

確定作業(yè)確定作業(yè)—功能分解為作業(yè)劃分了作業(yè)復(fù)雜程度后可以開始功能分解作業(yè)復(fù)雜程度可以作為功能分解的“止分原則”功能分解過程中涉及不同層次的輸入和輸出分析分解原則：子功能必須包括主功能的所有內(nèi)容子功能之間是相互獨(dú)立的分解子功能直至設(shè)計(jì)者認(rèn)為足以確定作業(yè)為止總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第62頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)確定作業(yè)功能分解實(shí)例5678466計(jì)算算術(shù)

平均數(shù)數(shù)值累加∑數(shù)值的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)N累加值被N除，平均值X輸入輸出功能（數(shù)值）（平均值）總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第63頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)

描述作業(yè)作業(yè)流程圖與計(jì)算機(jī)程序框圖相似。在做作業(yè)流程圖的過程中，設(shè)計(jì)者仍可對(duì)整個(gè)作業(yè)過程進(jìn)行分析，必要時(shí)對(duì)作業(yè)作進(jìn)一步調(diào)整。作業(yè)分析表不僅表示作業(yè)與功能的關(guān)系，而且按人機(jī)關(guān)系的特征，說明引起作業(yè)動(dòng)作的信號(hào)、作業(yè)動(dòng)作的反饋、作業(yè)分類、作業(yè)動(dòng)作的潛在錯(cuò)誤、完成作業(yè)的時(shí)間限制、作業(yè)地點(diǎn)和技能水平等?？傮w設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第64頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)

建作業(yè)序功能被分解為若干作業(yè)，作業(yè)按一定規(guī)則組合為作業(yè)序。一個(gè)作業(yè)可以由幾個(gè)分配給人的功能中分解出的作業(yè)組成。一個(gè)作業(yè)序可以由多個(gè)作業(yè)組合，但一般認(rèn)為一個(gè)作業(yè)序最多不得超過7個(gè)作業(yè)，否則輸入層次和量過多，作業(yè)者不能準(zhǔn)確處理。將作業(yè)組合為作業(yè)序是可考慮以下關(guān)系：作業(yè)的信息與數(shù)據(jù)關(guān)系；作業(yè)的技能水平；作業(yè)的順序關(guān)系；作業(yè)的時(shí)間安排；人機(jī)界面關(guān)系?？傮w設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析處理同類信息或數(shù)據(jù)的作業(yè)應(yīng)該組合具有相同或相近作業(yè)復(fù)雜程度，要求統(tǒng)計(jì)技能水平的作業(yè)應(yīng)該組合作業(yè)性質(zhì)相同，并有順序關(guān)系的作業(yè)可以組合，以獲得合理的工作流程在同一時(shí)間區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的作業(yè)可以組合同一工作崗位、工作站等在同一人機(jī)接口位置的作業(yè)可以組合當(dāng)前第65頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)作業(yè)序?qū)嵗δ?功能2功能3作業(yè)序A作業(yè)序B作業(yè)序C作業(yè)1作業(yè)2作業(yè)3作業(yè)4作業(yè)5作業(yè)6作業(yè)7作業(yè)8作業(yè)9作業(yè)10作業(yè)1作業(yè)2作業(yè)3作業(yè)4總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)分析當(dāng)前第66頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)作業(yè)輔助是指一種“信息裝置”或文件，它包含作業(yè)者作業(yè)時(shí)使用的信息。作業(yè)輔助支在作業(yè)過程中使用，因此它與培訓(xùn)材料是不同的，但作業(yè)輔助與培訓(xùn)材料必須是協(xié)調(diào)的、互不矛盾的。常用的作業(yè)輔助有兩類：記憶輔助類作業(yè)步驟類作業(yè)輔助設(shè)計(jì)需考慮的問題：什么作業(yè)者作業(yè)（知識(shí)、技能、閱讀能力等）什么時(shí)間、如何作業(yè)作業(yè)的環(huán)境條件、地點(diǎn)等總體設(shè)計(jì)方法作業(yè)輔助當(dāng)前第67頁\共有83頁\編于星期五\3點(diǎn)作業(yè)輔助提供信息的方式：提示關(guān)系信息