现代农机装备人机工程设计评价方法研究
发布时间：2020-05-16 07:24
【摘要】：我国农机装备产业经过几十年的快速发展,在装备种类、数量及总动力等方面取得了很大进展,目前已基本实现主要作物产前、产中及产后各环节的机械化。但与农业发达国家相比,我国农机装备在整体技术水平、安全性、可靠性及人性化等方面还存在很大的差距。传统人机评价方法偏重于对特定农机装备人机评价指标体系、权重、合成模型等展开研究,忽视了不同生命周期阶段不同产品开发设计策略对农机装备人机工程设计及综合评价研究的影响,也割裂了同类型产品不同阶段人机评价活动的延续性及进化性。生命周期视角农机装备人机评价研究思路的提出,旨在促进农机生产企业以动态、成长的眼光看待国际竞争环境下农机装备人机工程设计及评价活动,进而从产品生命周期视角更有效的规划不同阶段产品的人机设计策略。对不同生命周期阶段的农机装备展开动态、差异化的人机评价研究,开发快速、准确、适合于农机装备早期设计方案的人机评价、决策专家系统,不仅可以提高人机知识及方法在产品设计中的应用水平,有效评价不同生命周期阶段人机工程设计投入的实现水平及产品人机匹配程度,辅助方案决策;同时还能利用专家系统提供的评价结果为产品优化设计提供方向和策略。基于以上,本文从不同生命周期阶段农机装备差异化人机工程设计策略出发,对人机综合评价方法及应用实践中涉及到的问题展开探索,具体研究内容如下:1.农机装备人机适切水平及具体影响因素的研究。在分析常见用户满意理论模型基础上,构建了农机装备人机适切满意度模型,提出借助用户满意度测评方法对农机装备人机适切性展开调查研究,并利用Likert量表法从农机装备系统功能、具体人机界面、驾驶员工作状态自我感知、期望要素描述等方面设计了调查问卷。在对调查收集到的74份有效问卷信息进行描述性和相关性分析后,获得基于采集样本信息的农机装备用户群体特征、人机设计不同方面用户满意态度指数以及农机装备人机适切具体影响因素等结论。2.不同生命周期阶段农机装备人机评价指标及其基本结构关系的研究。为了确保不同生命周期阶段人机评价指标具有差异性、成长性、特殊性等特点,提出综合评价指标体系由多方专家多轮咨询确定的强代表性指标和具体评价过程中增补的策略指标两部分组成。研究过程中,首先根据农机装备生命周期人机评价目标、原则,利用文献查阅、头脑风暴等方法构建包含尽可能多可能指标的初始指标体系;在此基础上,对3类型15名农机装备专家进行两轮次有反馈的德尔菲专家咨询,借助专家在该领域的丰富知识和经验,通过专家意见均值、变异系数、标准差等统计数据完成导入期、成长期及成熟期农机装备人机评价强代表性指标的筛选及指标结构的优化。3.不同评价指标数据同度量化处理方法的研究。在分析农机装备生命周期评价目标、具体评价指标、同度量化处理方法特点基础上,提出对定量指标,根据具体指标数据分布特点及相关国家标准给出的范围,采用广义线性功效系数方法,通过Matlab软件在曲线拟合的同时获得对应曲线函数以完成同度量化处理过程。对定性指标,则采用基于专家群组“优、良、中、差、不及格”概略估计的直接评分量化法,评分标准参照客观定量指标量化采用的百分制,以方便后期加权统计。4.不同生命周期阶段评价指标权重的确定及评价数据合成模型选择的研究。从综合评价优选、整体评价两方面目标出发,在分析各类构权方法优缺点后,提出对底层指标采用群组AHP、熵权法构建综合了群组专家主观价值判断取向权重、专家自身可靠性权重及评价数据信息量权重的组合指标权重;对其余各层指标则根据具体评价方案特点,在评价过程中由参与评价的专家群组利用1～9比例直接构权法完成权重分配。综合评价过程中,根据评价目的、产品生命周期阶段等信息,在选择适用的评价指标体系及权重的基础上采用加法合成模型对指标评价结果进行综合。5.基于以上理论和方法,具备快速、准确、适用、易用等特点的农机装备人机评价专家系统的开发及试验研究。根据论文提出的生命周期人机评价理论及方法,在对基于Web服务专家系统各项关键技术进行分析后,从生命周期农机装备人机评价专家系统的具体功能及用户需求,知识库及数据库的建立,推理机设计,人机交互界面设计以及人机交互方式选择等方面进行了分析和设计,并搭建了基于Web服务的农机装备生命周期人机评价专家系统。最终通过国内某款拖拉机脚踏板类元件的评价应用,验证了论文中提出的综合评价方法以及构建的专家系统的可用性及可行性。
【图文】：
２０１０邋年逦２０１１邋年逦２０１２邋年逦２０１３邋年逦２０１４邋年逦２０１５邋年逦２０１６邋年逡逑年份逡逑图１．２邋２０１０－２０１６年间全国道路外不同原因农机事故占总比分析逡逑许多事故被认为是由人的失误造成的，但在每次事故中，人的差错几乎都是由蹩脚的逡逑设计直接导致的，这种设计缺陷可以在系统开发设计时通过人机知识及方法的应用得以避逡逑免［８］。近年来较高的农机事故数量及大量由操作失误引发的事故，大多由农忙时节特殊的逡逑工作环境、方式及节奏（环境、管理因素），操作人员操作的不熟练、疲劳（人的因素），逡逑以及农机装备不良工作状态（机的因素）等造成。但从根源来看更多应归因于农机装备设逡逑计过程中，没有更好甚至没有充分考虑系统中各类使用者生理、心理特征，农机装备各方逡逑面、各阶段人机工程设计等问题。逡逑另一方面，，国内关于农机装备驾驶员职业健康、损伤及疲劳等方面研究显示，我国农逡逑机驾驶员样本平均每天工作时间在６？１２小时，８小时以上的占５２％￣５７％；农忙时节约有７７％逡逑的样本平均工作时间在１２小时以上
２０１０邋年逦２０１１邋年逦２０１２邋年逦２０１３邋年邋２０１４邋年逦２０１５邋年逦２０１６邋年逡逑年份逡逑图１．１邋２０１０－２０１６年间全国道路外不同原因农机事故数量分析逡逑＾？操作失误－？■无证驾驶－－无牌驾驶￣■一未年＃]3?７０．００％邋ｒ逦逦逦逦逦逦—－……一———逦＇逡逑．６０．邋＃￣—逡逑＾逡逑贫邋５０．邋００％邋－逡逑＾邋４０．邋００％邋￣逡逑Ｉ邋３０．邋００％邋－屸＾＾＾￣—逡逑—－－＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊￣￣逦？．＊逦^螅⒁诲危ⅲ保诲义希礤澹玻埃
本文编号：2666387
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