安全可靠的人机系统设计

人机工程设计设计方案

一、 项目概述

本项目旨在设计一种人机工程设计系统，帮助企业进行人机工程设计，改善工作环境，提高生产效率。通过对工作流程、工作站点、工作工具等方面进行全面的人机工程设计，旨在提高工作效率、减少工伤事故、改善员工生产工作条件。

二、项目背景

人机工程学是一门研究人体、机器和环境之间的相互作用的学科，旨在通过改变设计使得人在生产活动、生活活动或是休闲活动过程中获得最佳的效率、安全性和舒适性。人机工程设计是人机工程学的具体应用，主要包括工作站点设计、工具设计、任务设计、环境设计等。人机工程设计主要用于提高工作效率、减少工伤事故、改善员工生产工作条件。

三、项目目标

1. 设计一种人机工程系统，满足不同企业的需求，能够对工作流程、工作站点、工作工具进行全面的人机工程设计。

2. 提高工作效率，减少工伤事故发生率。

3. 改善员工的生产工作条件，提高员工生产积极性。

四、项目内容

1. 系统功能一：工作流程设计

通过对企业的工作流程进行全面分析，设计出适合企业实际生产情况的工作流程。目的是优化工作流程，提高工作效率。

2. 系统功能二：工作站点设计

针对不同岗位的工作站点，设计符合人体工程学原理的工作站点，包括工作台、椅子、灯光等。目的是提高员工的工作舒适度和工作效率。

3. 系统功能三：工具设计

对企业的工作工具进行全面的分析和设计，包括手持工具、电动工具等。目的是提高工作效率，减少工伤事故。

4. 系统功能四：任务设计

根据工作流程和工作站点设计，对任务进行合理分配，并制定相关的任务标准。目的是提高工作效率，减少工伤事故。 5. 系统功能五：环境设计

分析企业的生产环境，提出改善意见，包括通风、照明等方面。目的是改善员工生产工作条件，提高员工生产积极性。

六、项目实施步骤

1. 系统需求分析：充分了解用户的需求，包括企业的生产情况、工作流程、工作站点、工作工具等方面的需求。

2. 系统设计：设计人机工程系统的整体架构和各个功能模块，明确系统的功能和性能。

人机界面安全设计

儿童玩具的人机界面安全设计要根据玩具

的不同典型来考虑，主要体现在以下几个方面。

儿童玩具的显示装置设计

在人机系统中，按照人接受信息的感觉通道

不同．可以把显示装 置分为视觉显示 、听觉显示和触觉显示。在儿童玩具的显示类别中视觉显示和听觉显示应用最为广泛，触觉显示较少应用。

儿童玩具的视觉显示装置主要是从荧光屏和信号灯这两个方面来进行安全设计。带有特殊视觉般呆的荧光屏上通常显示图形、文字 、符号、 信号等之类的视觉信息，这类信息需要借助背景的颜色显现出来，如电子游戏机之类的玩具。通常视觉显示信息的亮度越高，视觉敏度越高，就越容易分辨，但是在亮度超过了34cd/m2，视敏度 就会下降，所以儿童玩具的荧光屏上显示的视觉显示的视觉信息亮度不得超过34cd/m2。

除了视觉目标的亮度影响儿童的视觉，目标呈现的时间和运动速度也会影响视觉安全，把目标的呈现时间和运动速度也会影响视觉安全，把目标呈现时间控制在0.01和10s范围内能有效地提高视见度。而把目标运动速度限制在合适的范围内是设计中需要考虑的问题。

荧光屏上绝大多数都用绿色作目标的颜色。荧光屏上字符的大小和视距高宽比通常取2:1或1:1，就亮度对比感受性而言，68cd/m2可以视作背景（屏面）亮度的最优数值。

- 1 - 第十七讲 人机系统的可靠性和安全性

通过本章的学习，应能够：

1． 描述人机系统的可靠性、可靠度；

2． 掌握人、人机系统的可靠度计算方法；

3． 说明人机系统可靠性设计的要求；

4． 运用故障树对人机系统得安全性进行描述和分析。

一、基本概念

1．可靠性

定义：可靠性是指研究对象在规定条件下和规定时间内功能的能力。

研究对象：指系统、机器、部件或人员。本学科只研究人的操作可靠性，即以引起系统故障或失效的人为因素为研究对象。

可靠性高低与研究对象所处的规定条件和规定时间有密切关系。研究对象所处的条件包括温度、湿度、振动、冲击、负荷、压力等，还包括维护方法、自动操作还是人工操作、作业人员的技术水平等广义的环境条件。规定的时间一般指通常的时间概念，根据研究对象的不同也使用周期、距离、次数等相当于时间指标的量。

研究对象的功能：是指对象的某些特定的技术指标。

2．可靠度

定义：可靠度R是指在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的概率。

不可靠度或失效概率F：研究对象在规定的条件下、规定时间内丧失规定的功能的概率。

R十F＝1或R＝l—F

可靠度的获得：研究对象的不可靠度可以通过大量的统计实验得出。

3．人的操作可靠度

定义：作业者在规定条件下、规定时间内正确完成操作的概率，用RH表示。

人的操作不可靠度(人体差错率)FH，RH+FH=1。

人的操作可靠度计算：

人的行动过程包括：信息接受过程、信息判断加工过程、信息处理过程。人的可靠性也包活人的信息接受的可靠性、信息判断的可靠性、信息处理的可靠性。这三个过程的可靠性就表达了人的操作可靠性。

（1）间歇性操作的操作可靠度计算。 - 2 - 间歇性操作的特点是在作业活动中，作业者进行不连续的间断操作。例如，汽车换挡、制动等均属间歇性操作。这种操作可能是有规律的，有时也可能是随机的。因此，对于这种操作不宜用时间来表达其可靠度，一般用次数、距离、周期等来描述其可靠度。

安全人机工程主要内容

安全人机工程主要内容是关注人与机器之间的交互过程，旨在使人机界面设计更加安全可靠。该领域的主要内容包括以下几个方面：

1. 用户界面设计：安全人机工程强调易用性和用户体验，通过合理的界面设计减少用户在操作过程中可能犯错的机会。例如，界面要简洁明了，按钮要有明确的标签，颜色要合理搭配，以避免用户误操作导致安全风险。

2. 人因工程：人因工程考虑人的生理和心理特点，将人的感知、认知和行为特性应用到系统设计中，以提高安全性。例如，根据人的注意力有限性，设计系统时要将重要的警示信息放置在显眼位置，便于用户快速察觉。

3. 操作反馈：安全人机工程重视为用户提供明确、即时的操作反馈。用户在操作过程中需要明确了解自己的操作有没有被正确响应，以避免误操作。例如，在用户点击一个按钮后，系统应该给出明确的反馈，例如声音、震动或视觉变化。

4. 错误处理与恢复：任何系统中都难免存在用户犯错的可能性。安全人机工程要求系统能够识别用户的错误操作，并提供相应的错误处理与恢复机制。例如，当用户输入错误时，系统应该给予友好的提示，并提供修正错误的方法。

5. 系统可靠性：安全人机工程强调系统的可靠性和容错性。系统应该具备自检和自修复的功能，以便在出现故障时能够自动恢复或引导用户采取正确的操作。例如，系统应该能够检测到硬件故障，并自动切换到备用设备，保证系统的稳定运行。

总之，安全人机工程的主要内容是通过合理的用户界面设计、考虑人的特点、提供明确的操作反馈、处理用户错误操作和确保系统可靠性等措施，为用户提供安全可靠的人机交互环境。这样能够减少用户因误操作而导致的安全风险，提高系统的可用性和用户满意度。