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人机系统的设计原则和程序【im体育平台】

2021-06-01 

本文摘要:一、人机系统设计的基本方法1.系统工程方法的运用系统论指出:系统是由两个以上互相区别和相互作用的单元有机地融合一起,已完成某一功能的综合体。

一、人机系统设计的基本方法1.系统工程方法的运用系统论指出:系统是由两个以上互相区别和相互作用的单元有机地融合一起,已完成某一功能的综合体。人机系统则是由人、机、环境3个子系统有机融合包含的综合体。人机系统也不应具备整体性、相关性、层次性、动态性、目的性等的系统特征。

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“系统或产品的设计和评价,不应还包括两个方面:技术方面和人机工程方面”(闻GB/T13630/IEC964)。人机工程的对象是人—机—环境系统,其目的按照人的特性来设计和优化系统。

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系统工程是为合理展开规划、研究、设计、修建、试验和应用于系统而使用的思想、步骤、的组织和方法等的总称。系统工程学是构建系统线性规划的一门科学,限于于从系统研发、竣工、运营、改良的全部过程。

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系统工程方法是人机系统设计的基本方法。2.人机工程设计基本方法人机系统设计与工程技术系统设计的不同之处,在于前者特别强调人是系统的一个组成部分,设计需以人为核心,并不应尤其考虑到人在系统中的主导地位。

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人机工程设计方法是指,在设计中把与人有关的各种因素协商地融合在一起。这些因素还包括硬件、软件、环境、管理和操作者实践中等。在设计过程中不应特别注意理解因素,它对解决问题、作出决策十分最重要。

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(1)人机工程设计方法人机工程设计方法需与传统的功能导向设计方法有机地融合。尤其是人的特性,是设计规范的基础。

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人的特性不仅不应还包括人的基本能力或限度(如感官能力),还不应还包括操作员如何掌控“设计对象”及其交互作用的科学知识。其中设计对象还包括机器(硬件和软件)、环境、运营和管理。高度自动化和大型系统对人的因素的拒绝更高,因此,还要考虑到人的心理市场需求,还包括工作负荷、自我实现必须、动机和文化背景等。在整个设计过程中,还不应全面考虑到各功能目标之间及各子系统之间的联系,以及人机工程拒绝,还包括:①使用者群体;②操作员素质;③工作的组织;④工作辅助设施;⑤人员选拔;⑥培训计划;⑦协同作业;⑧来访者参观;⑨安全性。

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(2)系统功能设计系统功能设计还包括:功能分析,任务分析,人机功能分配,作业分析与设计。(3)容错设计人的犯规和理解的局限无法防止,因此,有适当展开容错设计。

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容错设计是以必要方式给使用者获取信息,使他们理解自己所面对的情况;或获取校验、互锁、自动操作者和操作员支持系统。(4)递归修正过程实际应用于中,设计有其固有的递归过程,必须展开反复核准,以后操作员与设计对象之间通过交互作用构建预计的目标拒绝。不应留意,设计中各个单元的有效性并无法确保由这些单元构成的系统是有效地的。

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有时即使是一个较小的修正也有可能造成预期将近的副作用,虽然这个修正本身是合理的。虽然使用者可以无意或有意地转变其不道德,以适应环境这些修正,但从人机工程角度来取决于,这些不道德的转变不一定都是最佳的。来自运营经验(运营对系统)的信息在递归过程中尤其最重要。

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二、系统的功能和任务分析1.功能的确认(1)确认目标任务系统的基本功能目标(或最后目的)有两项:用于性目标和安全性目标。1)设计者不应首先将这两个目标中的每一项分解成为各层次的若干子目标,并进而确认每项子目标的基本功能。这些功能一般来说称作最重要的功能,这些功能的失去,将转变系统运营的连续性或安全性屏障的完整性。

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2)这个目标系统包含一个层次目标结构,将要目标系统分解成为功能目标和子功能目标,包含分层次的目标结构,以指出它们之间的关系。层次目标结构一般可分成3个层次:其顶层是总结的高级功能;中间层是系统级功能;底层是明确的掌控功能。根据一组“中止规则”分解成功能,并超过充足详尽的程度。(2)总目标系统总目标系统还包括:①工程项目和目标系统的名称;②所有者或用户(国有、集体或民营企业);③方位和场所条件(如气候、地理资料);④社会影响和社会背景;⑤基础设施及公用设施条件;⑥目标系统的类型及其总体规格(如大小、容量);⑦控制目标(如原材料、信息、人员);⑧系统叙述(如功能、运营方面的叙述);⑨工程项目的框架(如的组织、程序、支出);⑩时间工程进度;?计划修改及程序改版。

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(3)用于性目标1)用于性目标(主要是指运营和控制目标):运营类型和过程特征(如倒数、分批、集中、间歇);掌控的目标(如原材料、能源、运输、车辆、信息、人员);任务(如掌控、监控、加工、指令);掌控类型(如稳态掌控、程序控制、序列掌控);动态拒绝(如动态过程、火警测报点);在线拒绝(如网络、人的介入);掌控模式(如综合式、集中式、分布式);备份模式(如校验、混合、硬件);人员配备;轮班制度;作息制度;应急设施。2)事件分析:对有可能遇上的出现异常工况、应急工况和事件展开分析,并细化系统的掌控和监测功能;引发系统过热的故障形式;系统的设备故障运营史。

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(4)安全性目标安全性目标主要是指安全性及防水目标,还包括:①以防危险性或污染源(如可燃气体/液体、有毒气体/液体、电磁辐射、放射线等);②屏蔽系统;③安全性报警系统;④防护措施;⑤防地如雷措施;⑥设备和/或系统的诊断系统;⑦紧急情况停机系统;⑧事故处置;⑨以防敌意活动(保安措施);⑩规程/法规。不应将上述各项再行向上分解成为明确的基本功能。2.每项功能的信息和信息处理拒绝(1)一般方法分析并确认:①命令功能状态的可仔细观察参数;②已完成功能所拒绝的掌控过程和性能测量;③如何确认功能在准确继续执行;④如果功能无法准确继续执行,能用哪些替代功能,如何自由选择替代功能。

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例如,依据系统的某一工况,理应几种校验的途径可供选择。(2)确认一组有代表性的事件该事件还包括:①鉴于数据的说明与掌控的复杂性、掌控速度等,操作员无法就拒绝的操作者作出主观辨别的事件;②拒绝操作员确信无疑地作出准确反应的事件,如某些事故工况;③在概率风险评价中属最重要的事件;④除非及时采行缺失动作,否则很有可能导致系统停驶的事件;⑤经常出现的概率很高的事件。

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可把与安全性有关的、与用于性有关的事件作为一种典型的自由选择,设计者不应告诉某个功能的失去相等于某一事件的再次发生,并能估算到它如何沿着层次结构从底部向顶部蔓延,影响较高一级功能。(3)性能测量是为了确保功能的构建,必要的物理测量是理想的方法。但是,不是所有的性能测量都可以用这种方法来要求。

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有时被迫利用设计基准事件时所取得的信息。3.系统任务分析(1)任务分析内容1)详细描述操作员的工作(为构建某个功能目标,由人或机器所继续执行的一系列动作),根据任务的构成,确认人的活动细节,以及这些活动的功能与时间的关系。2)设计者用于功能分析(信息流与处置拒绝)中制订的基本数据展开任务分析。这种任务分析的目的,是为了确认所须要继续执行的任务的详尽内容和它的特性要素,以步骤2中确认的符合系统的性能和功能拒绝。

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这些任务不应根据定量测量、逻辑性或任何其他的叙述来确认,它将沦为概念设计阶段制订设计规范的依据。3)在任务分析中,还要叙述一系列预计的系统工况时所有可能采行的不道德。

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(2)系统工况的工作1)子功能的人组。设计者将密切相关的各子功能组合为一体,以便将它们作为一个单元来处置。它们也可以具备层次结构。2)各项子功能(任务)的内容:①拒绝它构建的逻辑(为什么拒绝它构建?);②构建它所须要的掌控动作(怎样才能构建?);③掌控动作所需的参数;④评价掌控动作结果的准则;⑤评价所需的参数;⑥评价准则;⑦自由选择替代功能的准则。

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3)确认各项特性要素:①工作开销;②准确性;③时间因素(如速率、时间裕度和容许);④动作逻辑的复杂性;⑤做到辨别的类型和复杂性(如模式识别);⑥由于功能失去和涉及的时间因素所产生的后果。

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