三、人机系统功能分配准则

功能分配以任务分析为基础，以便确定哪些功能分配给人，哪些功能分配给机器。1．人与机器的特性分析人机功能分配是一个复杂的问题，人和机器都有各自的长处和短处，在进行人机功能分配之前，必须对人和机器的特性有深刻的了解。表4-1所示为人和机器的特长。概括地说，机器适合于承担笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、操作复杂的工作；人适合于承担监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突然事件等工作。

表1 人和机器的特长

2．人机功能分配的基本原则（1）功能分配的一般原则功能分配在任务分析和人机特性比较的基础上，主要考虑的是系统的效能、可靠性和成本。（2）功能分配需要考虑的因素功能分配考虑的事项包括：①人与机器的性能、负荷能力、潜力及局限性；②人进行规定操作所需的训练时间和精力限度；③对异常情况的适应性和反应能力的人机对比；④使用者群体的特点：年龄、性别、技术水平、文化背景、教育水平、心理因素（如注意力、厌倦）和协同作业等，人的个体差异的统计；⑤机械代替人的效果和成本等；⑥一般认为，用机器代替人，在等效等质条件下，符合下列公式才是经济可行的：[设备原值×（折旧率+大修率）+设备能耗+设备维修保养费+设备原值的银行利率]＜[人工工资+工资附加费+社会保险费]

四、作业分析与设计

1.作业分析的基本方法作业分析（又称作业研究或工作研究）是作业设计的基础。它以作业系统为对象，对各项作业和工作方法进行系统分析，找出一种合理的、经济的作业方法，达到有效利用资源、增进系统功效之目的。作业分析包括方法研究和时间研究两大类技术，如图1所示。方法研究与时间研究二者互为因果：前者以后者为依据；后者则以前者为基础。作业分析是一种适用范围相当广泛的科学管理技术。尽管作业分析起源于制造业，但其观点和方法不仅仅适用于制造业，也适用于其他行业乃至行政管理部门。作业分析常是确定工作组织、协同作业、操作规程（尤其是处理紧急工况）和人员培训的基础。

图1 作业分析

1）方法研究。寻求经济合理的工作程序和操作方法，其主要研究内容：工作程序分析、操作分析、动作分析。将优化后的作业方法，形成作业规范。2）时间研究。根据方法研究所确定的作业方法、作业顺序（作业规范），运用一些技术来确定操作者按规定的作业规范、完成作业所需要的时间，并形成相应的时间规范。时间研究着眼于减少与作业无关的无效时间。

2.作业设计要求作业设计的目的，是在明确系统和操作人员之间关系的基础上，确定分配给每个操作员的工作任务；确定控制室工作人员结构、操作规程和培训大纲的基本要求。作业设计应明确下述问题：①工作组织（如操作员的组织结构、人数和操作人员之间的关系）；②通信要求：操作员之间的通信要求，操作员与系统各方面的通信要求；③对操作员的技能要求；④操作员的操作职责、操作员之间的操作配合及操作程序要求（包括紧急工况处理程序）；⑤操作员的非操作任务（如汇报）。

3.重要工作分析对可能影响系统安全运行的工作和方法应重点地进行分析，以确定以下内容：①操作员要求的信息及可利用的信息；②信息评估过程及得出的决策；③采取的行动及所要求的身体运动和工作空间范围；④可利用的工作空间；⑤工作环境位置和条件；⑥行动频率和容许极限；⑦时间基础和时间裕度（时间裕度必须足以考虑人的反应变化）；⑧向操作员指明已采取的行动的适当的反馈信息；⑨工具和设备要求及工作辅助手段或参考资料要求；⑩人数及其专业和经验要求；通信及其类型要求；有关的特别危害；在涉及一个以上操作员时，操作员间的相互影响；人员运行限值；机械和系统运行限值。重要工作分析也应包括异常（运行恶化）的工况和事故工况。

4.工作站作业分析应根据每一个工作站的监控任务，分析操作员行为的时间顺序和交换或传递信息的时间要求；验证操作员是否能完成所有工作，并验证这一工作站的设计是否能完成所有工作。

5.操作顺序分析应对系统的操作顺序、决策流程、数据和信息的传送、信息的接收和储存、系统监测、运行班组成员间的相互影响、工作站和系统等，进行分析和评价。分析的目的是从时间和空间两方面证实系统具有成功地实现设计功能的能力。这种分析是复杂的，但是对于几乎同时出现几件工作的分析特别有用。

6.工作负荷分析1）为了评价操作员的工作负荷程度，对所有重要的功能都要进行工作负荷分析。分析应基于工作时间的顺序累积。如果证实了运行人员的能力，就可以确定硬件的工作要求。如果分析暴露了局限性，就要修改相应设计，如进行新的功能分配或新的工作分析。2）操作员的工作负荷定义为对工作人员的职业要求的总和。要求的行动可能是体力上的、认识上的、感知上的、语言上的、具体的或抽象的，或者可能是所有这些的结合。3）详细的工作负荷分析，应将操作员的工作按感觉渠道分类，如视觉、左手、右手、脚、认知、听觉和声音渠道。这样详细的目的，是为了保证操作员不需要同时执行一个以上的工作。两个以上的工作可能要100%地同时用一个单一感觉器官，适当的工作负荷分析将暴露这一情况。4）剩余智力分析：剩余智力是指操作员的总的工作负荷能力与执行某工作所需要的能力之差。分析如下：①对于所有预期的或潜在的系统运行方式，操作员应具有剩余智力；②为了发现并对新的紧急情况做出反应，需要剩余智力。假设操作员获得和处理信息的能力有一个上限。操作员的工作负荷增加，剩余智力减少，直到达到超负荷点，在这一点处理信息要求的工作量超过了操作员总的工作负荷能力。例如，存在这种情况，就应考虑用增加操作员、增加工作辅助装置或增加自动化程度，来重新设计操作员与工艺过程之间的接口。对于许多与军事有关的工作已成功地用试验方法进行了智力工作负荷的度量。

7.人的失误分析对每一个工作负荷分析所得出的感官通道的工作负荷，等于或大于 75%的都要进行人的失误分析。人的失误分析的目的是研究高工作负荷情况下失误概率，并估价这些失误引起的后果。对于那些人的失误概率很高、并且人的失误具有不可容许的后果的情况，应采取诸如增加机器、增加人员、增加培训，或修改规程这样的改进，以降低操作员的工作负荷。

8.工作站的联系分析对于每一个执行重要任务的工作站的设计，要进行工作站联系分析。分析应确立操作员与设备之间以及操作员相互之间出现的相互影响的频率和重要性。然后用该分析结果对工作站在时间和空间上的布置的恰当性进行评价。工作站的设计可能要求对操作员成功地执行重要工作的时间和空间进行最佳化。例如，“仪表和控制”中要求的向操作员提供反馈信息的显示器和控制器之间的空间关系。

9.规程和大纲要求上述人因工程分析得出的源于人因的工效、功能和工作，应用于发现、记录并验证控制室紧急运行规程和培训大纲的内容。