人机系统设计的方法探讨

人机系统的设计方法包括自成体系的设计思想和与之相应的设计技术，好的设计方法和策略使设计行为科学化、系统化。

（一）作业分析

作业分析是指对已分配给人的功能进行分析，从而使系统中的作业与作业之间建立协调一致的关系，使作业者清楚地了解要做什么、怎样做、什么时间完成。只有这样科学的作业管理，才能获得人的高效率，防止作业失误。

作业分析包括：确定系统的作业结构、确定作业、编制作业流程图、建立作业序。

1.系统的作业结构

系统的作业结构是指对系统的作业和作业技能的整体要求。系统的作业结构取决于人机系统的设计和分配给人的功能。有些功能可以分解为几乎每个人都能做的作业，即分解为低技作业；而有些功能则可以形成复杂的作业复杂程度作业，即为高技作业。因此，系统的作业结构决定了系统对整个作业人员群体的素质、培训计划等一系列运动的基本要求。系统的作业结构的复杂程度大体可分为三种基本形式（图6-20）：

图6-20 系统作业结构的三种形式

第一种形式以低技作业为主，系统作业的人力资源广大，人员上岗培训时间短，而且可以从低技作业者群体不断选择和培训高技作业者；第二种形式以高技复杂作业为主，这样必须由经过一定培训的高技作业者来完成；第三种形式以中等复杂的作业技能为主，低技和高技的作业相对比较少。

2.确定作业

根据分配给人的功能，具体地分析和确定人实现该功能的作业活动。这当中要确定出作业人员应具备的技能水平、作业的输入和输出形式、作业内容、作业之间的关系、作业的复杂程度。

3.作业流程图

为一条形恒温箱的作业流程图。通过作业流程图就可以清楚地了解人机系统中，人实现功能的情况；同时，根据作业流程图还可以进一步分析动作的经济性，从而寻求工作环境舒适、操作力量小、操作时间短、疲劳强度低、工作效率高的有效方法（图6-21）。

图6-21 作业流程图(www.xing528.com)

4.建立作业序

作业序是指一个操作人员单独从事的一组作业。根据系统分配给的功能，分解为若干个作业，然后根据人操作的方便性、准确性、合理性，将这些作业组成不同的作业序。

一个作业序也可以由几个分配给人的功能中分解出的作业组成，如图6-22所示。合理的作业序组成，使作业和作业者之间更能协调一致。

图6-22 作业序

组合作业序时要充分考虑以下几方面关系：作业的信息或数据关系，作业的技能水平，作业的顺序关系，作业的时间安排，人机界面关系。

通常处理同类信息或数据的作业应该组合，具有相同或相近复杂程序的作业应该组合。若高技能作业与低技能作业组合为同一作业序时就不经济。作业性质相同，并有顺序关系的作业可以组合。在同一时间区域内进行的作业可以组合；同一工作位置，不同的工作界面的作业也可以组合。

以上的组合原则应根据人机系统的整体要求，综合考虑和统一安排。

一个作业序可以由多个作业组合，但组合的数量应与人处理信息的能力相适应，输入层次和量过多会使作业者不能准确处理。

（二）人机界面设计

在人机系统中，人机界面是连接人与机器的重要通道。因此，人机界面设计，首要的是人与机器的信息交流过程中的准确性、可靠性及有效度。

操纵装置与显示装置是人机界面的典型部件。现以这一控制显示系统的设计为例，阐明人机界面设计的程序，如图6-23所示。

图6-23 人机界面设计程序

控制与显示系统的设计原则：①优先性，即把最重要的操纵器和显示器配置在最佳的作业范围内；②功能性，即根据操纵器和显示器的功能进行适当的划分，把相同功能的配置在同一分区内；③关联性，即按操纵器和显示器间的对应关系来配置。