人-机-环境系统分析与评价

第7章人-机-环境系统分析与评价第7章人-机-环境系统分析与评价概述7.1人-机-环境系统分析7.1.1连接分析法7.1.2操作顺序图法7.1.3作业分析法7.2人-机-环境系统评价7.2.1校核表评价法7.2.2工作环境指数评价法7.2.3海洛德分析评价法7.3人-机-环境系统安全性设计7.4人-机-环境系统故障树分析评价法第7章人-机-环境系统分析与评价人机系统评价对人、机、环境三要素整体评价包括：1.确定评价方法、目标和标准2.依据既定的评价程序和方法，依据评价指标，找出系统的最优方案和最佳工作条件3.当无法达到预期目标时，对方案进行最优化的修订评价目标包括–技术评价目标–经济评价目标–社会评价目标具体如下：7.1人-机-环境系统分析第7章人-机-环境系统分析与评价总目标整体性创造性新颖性协调性完整性技术性先进性功能工艺性维修性效率适应性宜人性美观舒适安全性本质安全可靠性可控性稳定性记忆性环境光照温度湿度通风噪音振动有害物质经济性成本效益时间市场但评价目标要尽可能简化，依照相关系数简化目标体系第7章人-机-环境系统分析与评价定性目标的价值谱人机系统定性评价定性目标的定量处理计算总价值检查表法（检核表法）人机系统连接分析评价法连接值分析法连接作图分析法作图分析法操作顺序图分析法逻辑推演法人机系统分析方法小原二郎认为：首先应该以分析的手法收集数据，然后用综合的手法进行权衡，最后再用分析的手法弥补漏洞。如此反复循环，接近目标第7章人-机-环境系统分析与评价陕西科技大学57.1.1连接分析法连接分析是一种对已设计好的人-机-环境系统进行分析评价的简便方法连接是指人-机-环境系统中，人与机、机与机、人与环境、人与人之间的相互作用关系：人-机连接：作业者通过感觉器官接收机器信息或控制机器的作用关系机-机连接：机器之间所存在的依次控制关系人-人连接：作业者之间通过信息联络，协调系统正常运行而产生的作用关系第7章人-机-环境系统分析与评价陕西科技大学6连接分析是指综合运用感知类型(视、听、触觉等)、使用频率、作用负荷和适应性，分析评价信息传递的方法，涉及各子系统的相对位置、排列方法和交往次数按连接性质，人机系统的连接方式分为两种对应连接逐次连接第7章人-机-环境系统分析与评价7（1）对应连接指作业者通过感觉器官接受他人或机器装置发出的信息或作业者根据获得的信息进行操纵而形成的作用关系。显示指示型对应连接反应动作型对应连接视觉连接听觉连接触觉连接操作连接语言连接行走连接第7章人-机-环境系统分析与评价8由逐次动作达到一个目的而形成的连接称为逐次连接。（2）逐次连接要素符合含义操作者控制器、显示器等设备装置操作连接听觉信息传递连接视觉观察连接连接分析的目的是：根据试看频率、重要程度，运用连接分析合理配置显示器与操作者的相对位置及其信息传递方式、减少信息传递环节，使信息传递简捷、通畅，提高系统的可靠性和工作效率第7章人-机-环境系统分析与评价（1）绘制连接关系图（2）调整连接关系1.减少交叉2.综合评价3.计算综合评价值4.运用感觉特性配置系统的连接连接分析的步骤第7章人-机-环境系统分析与评价1.绘制连接关系图根据人机系统，列出系统的主要要素，并用相应符号绘制连接关系图。例如右上图所示的控制系统设计中，作业者3、1、4分别对显示器和控制装置C、A、D进行监视和控制，作业者2对显示器C、A、B的显示内容进行监视，并对作业者3、1、4发布指示，其连接关系如右下图所示。第7章人-机-环境系统分析与评价2.调整连接关系为了使各子系统之间达到相对位置最优化，在调整连接关系时常使用以下三个优化原则1)减少交叉为了使连接不交叉或减少交叉环节，通过调整人机关系及其相对位置来实现。图(a)为某人机系统的初步配置方案，图(b)为修改后方案。修改后交叉点消失，显然(b)方案比(a)方案合理。这样经过多次作图分析，直至取得简单、合理的配置为止。(a)初步方案；(b)修改后方案第7章人-机-环境系统分析与评价2)综合评价对于较为复杂的人机系统，仅使用上述图解很难达到理想的效果。必须同时引入系统的“重要程度“和“使用频率”两个因素进行分析优化。①相对重要性。请有经验的人员确定连接的重要程度，根据“重要就近”原则进行配置。②使用频率。按使用频率的大小对连接进行评价。第7章人-机-环境系统分析与评价③综合评价。将相对重要性和使用频率两者相对值之乘积的大小作为综合评价值，进行优化配置。左下图是某连接图，连线上所标的数值是重要性和使用频率的乘积值，即综合评价值。在进行方案分析中，既考虑减少交叉点数，又考虑综合评价值，将方案(a)调整为方案(b)(如右下图所示)，与改进前相比，连接变得流畅且易使用。(a)初始方案；(b)改进后方案第7章人-机-环境系统分析与评价④运用感觉特性配置系统的连接。从显示器获得信息或操纵控制器时，人与显示器或人与控制器之间形成视觉连接、听觉连接或触觉连接(控制、操纵连接)。视觉连接或触觉连接应配置在人的前面，这由人的感觉特性所决定。而听觉信号即使不来自人的前面也能被感知。因此，连接分析还应考虑运用感觉特性配置系统的连接方式。图1描述了3人操作5台机器的连接，小圆圈中的数值表示连接综合评价值。图1(a)为改进前的配置，图1(b)为改进后的配置。视觉、触觉连接配置在人的前方，听觉连接配置在人的两侧。第7章人-机-环境系统分析与评价图1运用感觉特性配置系统连接(a)初始方案；第7章人-机-环境系统分析与评价图1运用感觉特性配置系统连接(b)改进后方案第7章人-机-环境系统分析与评价10.2.4连接分析法的应用1.对应连接分析图2为某雷达室的初始平面图。为了减少交叉和缩短行走距离，运用连接分析法优化雷达室内的人机间的连接。利用连接图将图(a)简化为图(b)。图(c)所示为改进方案的连接图，改进方案的人机间连接关系与旧方案完全相同，但平面布置不同。改进方案的平面布置见图(d)。第7章人-机-环境系统分析与评价图2雷达室平面布置设计图(a)初始平面图；(b)初始连接图；(c)改进连接图；(d)改进平面图第7章人-机-环境系统分析与评价2.逐次连接分析连接分析可用于控制盘的布置。在实际控制过程中，某项作业的完成需对一系列控制器操纵才能完成。这些操纵动作往往按照一定的逻辑顺序进行，如果各控制器安排不当，各动作执行路线交叉太多，会影响控制的效率和准确性。运用逐次连接分析优化控制盘布置，可使各控制器的位置得到合理安排，减少动作线路的交叉及控制动作所经过的距离。图3是机载雷达的控制盘示意图，标有数字的线是控制动作的正常连贯顺序。第7章人-机-环境系统分析与评价图3机载雷达的控制盘示意图(a)初始方案连接图；(b)改进后方案连接图第7章人-机-环境系统分析与评价7.1.2操作顺序图法操作程序图OSD法是以图表示信息——决策——动作组成的作业顺序，用于分析人、机器、操作之间逻辑关系的分析方法符号含义符号含义操作者决策记忆信息动作没有动作或没有信息传递信息部分不确定信息或不当操作接收信息第7章人-机-环境系统分析与评价操作顺序图法的分析步骤1.作业顺序的描述简单作业顺序描述：直接运用符号加连线表示当接收信息后作出动作反应的作业顺序看见灯光按开关看见灯光按开关操作顺序图的表示简单作业顺序看见灯光按开关以作业者为中心描述开灯按开关开灯看见灯光以系统为中心描述第7章人-机-环境系统分析与评价操作顺序图法的分析步骤存在误操作的作业顺序描述按开关开灯看见灯光信号灯亮没按开关没看见灯光按开关灯未亮看见灯光信号灯未亮没按开关没看见灯光第7章人-机-环境系统分析与评价操作顺序图法的主要分析内容1.反应时间分析在绘制操作顺序图基础上，引入时间要素进行反应时间分析看见灯光按开关操作者A开灯102看见灯光按开关操作者B开灯1023第7章人-机-环境系统分析与评价2.人-机-环境系统可靠性分析根据获得正确及错误信息的概率，以及操作者正确操作或误操作发生的概率，将确定的概率值标在相应连续上的分析方法。该方法可与连续分析法结合，用于控制盘配置和作业空间分析按开关开灯看见灯光操作顺序没按开关没看见灯光按开关开灯看见灯光操作顺序概率没按开关没看见灯光90%10%99%1%第7章人-机-环境系统分析与评价7.1.3作业分析法作业分析（又称为作业研究或工作研究）是一种先进的科学管理技术。它以作业系统为对象，运用科学的方法，对现行各项作业、工艺和工作方法进行系统分析，从中找出不合理的、浪费的因素(人力的，物力的，时间的)并加以改进，以达到有效利用资源增进系统功效的目的。方法研究：着眼于选择科学合理的新工作方法以减少工作量时间研究：着眼于减少与作业有关的无效时间第7章人-机-环境系统分析与评价图作业分析第7章人-机-环境系统分析与评价方法研究方法研究是对现行的或拟议的工作方法进行系统地记录、严格地考查和进而分析改进的技术。方法研究的目的在于改进工艺和程序，改进工厂、车间和工作场所的平面布置，改进整个工厂和设备的设计，改进物料、机器和人力的利用，经济地使用人力，减少不必要的疲劳以改善工作环境。第7章人-机-环境系统分析与评价1.方法研究的步骤方法研究的步骤及实施，见下表。2.程序图程序图是在方法研究中，用于观察记录与现行作业方法有关的全部事实的一组图表。通过这些图表所记录的整个生产过程中的各个程序，可以分析研究生产系统和生产子系统中的各种关系。第7章人-机-环境系统分析与评价目前国际上通用的程序图有6种：操作程序图、流程程序图、流程线图、人机程序图、工组程序图和双手操作程序图。绘制程序图时，通常用一套符号记录生产过程中的全部事件。常用的基本符号如表所示。表方法研究的步骤及其实施内容第7章人-机-环境系统分析与评价第7章人-机-环境系统分析与评价表1绘制程序图的5种通用符号第7章人-机-环境系统分析与评价3.考查和开发用提问的方法对程序图所记录的全部事实作进一步分析，称为考查。考查清楚基本情况之后，即可精化现行方案，开发新的方法。此时，可用ECSIRR法，它是删减(Elimination)、合并(Combination)、简化(Simplification)、改进(Improvement)、替换(Replacement)、重排(Rearrangement)等6种方法的统称。第7章人-机-环境系统分析与评价程序分析程序分析从宏观出发，对整个生产过程进行全面地观察记录和总体分析。程序分析的范围包括三个方面，即产品的生产过程、生产服务过程和管理活动过程。程序分析常用的分析工具为操作程序图、流程程序图、流程线图。第7章人-机-环境系统分析与评价时间研究时间研究是在方法研究基础上，运用一些技术来确定操作者按规定的作业标准，完成作业所需的时间。时间研究的目的在于揭示造成生产中无效劳动时间的各种原因，确定无效时间的性质和数量，采取措施消除无效时间，并在此基础上，制订合理的作业时间标准。时间研究的用途是比较各种工作方法的效果，合理安排作业人员的工作量，平衡作业组成员之间的工作量，并为编制生产计划和生产进程、为劳动成本管理、估算标价、签订交货合同、制定劳动定额和奖励办法等提供基础资料和科学依据。第7章人-机-环境系统分析与评价时间研究的步骤是，选定需要研究的工作对象；记录全部工作环境、作业方法和工作要素的有关资料；考查全部记录资料和细目，以保证使用最有效的方法和动作，将非生产的和不适当的工作要素与生产要素区别开来；选用适当的时间研究技术，衡量各项要素的工作时间；制订包括休息和个人生理需要等宽放时间在内的作业标准时间，并建立标准数据库。若时间研究仅用于调查无效时间或比较工作方法的效果时，可不进行制订作业标准时间一项。第7章人-机-环境系统分析与评价7.2人-机-环境系统评价人-机-环境系统是由人、机器、显示器、控制器和作业环境等子系统组成的一个有机整体，各系统相互作用达到系统的目的。系统分析评价是运用系统的方法，对系统和子系统的可行性设计方案进行定性和定量的分析与评价，以便提高对系统的认识、选择优