Page 47 - 机电自动化在工程机械制造中的应用

第二章 机械自动化制造系统的构建

取的，任何制造系统必定是一个人机一体化的系统。为此，我们给出人机一体化
制造系统的如下定义：人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成
的一个完整系统，各自执行自己最擅长的工作，人与机器共同作业，从而突破传
统自动化制造系统将人排除在外的旧格局。

（二）设计方法和步骤
人机一体化设计并非单一制造设备的人机关系设计，是适合于所有制造系统
的一种通用设计方法。狭义的人机一体化设计是指，对制造系统物理设备本身人
机界面所进行的设计，强调人机功能的合理分配，机器的操纵控制装置宜人性设

计，安全装置设计及人机间的作业匹配设计，将人机、关系设计的原理和参数体
现在制造设备的物化界面上。广义的人机一体化设计理论和方法，除狭义人机一
体化设计的内容外，还强调人、机器、环保和社会因素构成的大系统的总体协调
和配合。

人机一体化设计的主要步骤体现在定义系统目标和作业要求、系统定义、系
统设计、人机界面设计、作业辅助设计、系统检验和评价 6 个方面。定义系统目
标是用规范性术语描述自动化制造系统加工的对象和采用的制造设备，作业要求
是说明为了实现系统目标，系统必须干什么。作业要求的定义必须包含 3 个方面：

作业目标、评价标准和如何度量。系统定义阶段是实质性设计工作的开始，在系
统目标和作业要求提供的框架上进行的。接下来的系统设计阶段就是从总体设计
的角度，对制造系统的各组成部分进行总体设计，在设计的过程中，应当考虑人
的影响因素，保证人机一体化要求与制造系统各组成部分设计的协调一致性。完

成系统设计后，可以进行人机界面设计，其主要内容包括：系统总体布置与人的
作业空间设计，信息交互中的人机界面设计，物料流处理中的人机界面设计，系
统运行维护中的人机界面设计。为了获得高效能的作业，我们有必要进行作业辅
助设计，作业辅助设计包含三大内容：适合制造系统特定要求的人员选择，制造

系统操作人员的技能培训和其他辅助作业设计。自动化制造系统的人机一体化设
计，最终需要进行系统检验和评价，自动化制造系统的检验评价是以人的作业效
率和人通过计算机实现制造系统的作业效率为主要验证评价对象。
（三）运行与维护

在人机一体化制造系统中，特别强调人在系统中的主导作用，以及人与机
器系统的有机协调配合，人在系统中的作用一般是监控作用。因此，人的监控

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