人机系统 百科内容来自于: 百度百科

由人和机器构成并依赖于人机之间相互作用而完成一定功能的系统。它是工程心理学研究的主要内容。现代生产管理和工程技术设计中,合理地设计人机系统,使其可靠、高效地发挥作用是一个十分重要的问题。

背景

对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步认识到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素,是科学发展的一个高级阶段。

分类

人机系统有简单和复杂之分。简单的人机系统如木工用锯锯木;复杂的如驾驶飞机。一个复杂的人机系统往往包含许多个别的人机学系统。人机系统还可分成开环式系统与闭环式系统。闭环式人机系统中,人可以根据机器工作的反馈信息,进一步调节和控制机器的工作;开环式人机系统则不能。闭环式系统往往比开环式系统更有效。人机系统设计通常采用闭环式系统。另外,人机
人机系统

人机系统

系统还可以分成手工系统、机械系统和自动系统 3种类型。手工系统由手工工具和人构成,人是直接劳动者;机械系统由半自动化机器和人组成,人是机器的控制者;自动系统由全自动机器和人组成,机器常带有计算机或智能装置,可自动进行工作,人是系统的监视者。

组成

人机功能

人机功能分配是人机系统设计的重要一环,其目的是根据系统工作要求,使人机系统可靠、有效的发挥作用,达到人与机器的最佳配合。人机功能分配,必须参照人和机器各自的功能特点。但是,功能分配的基本策略则应根据实际情况把系统的操作看作一个整体,同时也应注意为操作人员创造一个有意义、有激励、富有挑战性的工作情景。

人机界面

人与机器发生作用的交界面称为人机界面。对它的研究是人机系统研究的核心内容。人机界面通常可以分成机器显示器和人的感觉器官(眼、耳、鼻等)之间,以及人的效应器官(手、足等)和机器控制器之间两种界面。人与机之间的信息沟通是在人机界面上实现的(见图)。人的感觉器官接收已转换成某种标志或图像形式的机器加工过程,或被控对象状态的信息,并传递到大脑。大脑对已感知到的各种信息进行加工、解释,转化为实际状态的信息,并把它与预期的结果进行比较、分析,作出决策,发出指令信息。根据这些指令,效应器官作用于机器控制器,将人的输出信息转换成机器的输入信息。机器对输入信息进行加工,并通过显示器将机器加工过的信息作用于人。这样,操作人员就可以不断地对机器工作状态加以调整、控制,最终完成一定的系统功能。

显示器

显示器是人机界面的重要组成部分,其功能是向人提供各种有关的信息。显示器一般可分为视觉、听觉、触觉和嗅觉等显示器。显示器的设计必须满足明显醒目、清晰、可懂这3个基本要求。为了实现这些要求,设计和选用显示器必须要遵循下列原则:
①根据人的感觉器官的适宜刺激和感知特性,采用最适宜的显示器;
②在单位时间内显示的信息量应低于信息接受者的最大信息可接收量;
③采用适当的信息编码方式,尽量选用多维编码,适当增加信息冗余度,提高抗干扰能力;
④采用与系统目的、操作人员身心特点和系统设备特性相适应的显示内容、显示精度和显示格式;
⑤设定适当的对象-背景关系,提高显示对象的可辨别性。例如,在灰暗的背景上呈现白色或明亮、鲜艳的目标,在静止的画面上设置活动的目标等等;
⑥采用恰当的综合显示方式,即同时在一个显示器上呈现有关联的一组信息,以提高显示和接受的效益。例如,在飞机信息显示中,把即时高度、预测高度和指令高度3种信息综合在同一个显示器中;
⑦合理设计各种显示装置的使用条件。例如,对视觉显示器,要保证有良好的照明光源、适宜的照明分布和照明水平,并要注意避免产生眩光;
⑧显示信息标准化。

控制器

控制器是人机界面中另一个重要组成部分,其功能是将人的有关控制信息传递给机器。最常见的控制器是手、足控制器和言语控制器。在设计或选用控制器时,需要考虑的人的因素主要有
①控制器的编码:主要的编码方式有形状、表纹、大小、位置、操作方式、颜色和标记等。其中前5种编码可以凭触觉、视觉和动觉辨认,后两种必须用视觉辨认;
②控制器的兼容性:它涉及刺激与反应之间在空间、运动、概念上的相互关系,以及人们对这些关系的认识和预测的一致性。例如,大的控制器与高增益相联系,控制器指针沿顺时针转动与输出增加相联系;
③控制器反馈信息的传递:即操作结果的信息应及时通过显示器或其他显示手段传递给操作者,以便使操作者调整自己的操作反应,保证系统输出符合预定的要求;
④控-显比(C/D):即控制器与显示器的动程比例是控制器类型、显示器大小、调节误差容限和其他系统参数的函数。通常,高C/D适合于细调,低C/D适合于粗调;
⑤控制器的结构大小和位置选择应符合人体的结构、功能尺寸和人体的生物力学特点;
⑥控制器要按其重要性、使用频率、功能相近或相关,以及使用顺序等原则进行排列。由于人机系统总是处于一定的工作环境中,因此建立、设计良好的人机系统工作环境也是十分必要的。
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- 来自原声例句
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