【正文】 ；工具、用品、器具得心應(yīng)手，能充分發(fā)揮使用效率；人所處的工作環(huán)境舒適安全，有利于身心健康，能充分發(fā)揮人的功 能。 （ 2）人適機 機器的結(jié)構(gòu)有其自身的規(guī)律，操作環(huán)境或生活環(huán)境也因各種因素而受到某種限制，如經(jīng)濟上的可行性，技術(shù)上的可能性，機器本身性能要求的條件等。為了適應(yīng)環(huán)境，往往要求對人因素予以限制和訓(xùn)練，盡量發(fā)揮人的可塑性特點，讓人去適應(yīng)機器的要求，以保證人機系統(tǒng)有最優(yōu)效能。 機宜人是有條件的，人適機也是有限制的，在人機系統(tǒng)中，人機之間有著相互依存、相互影響、相互制約的關(guān)系。因此，盡管系統(tǒng)是以人為主，但機宜人和人適機之間卻有著辨證關(guān)系。依據(jù)機的客觀要求，人適機是學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的問題，這里說的是學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，即 包括專門的訓(xùn)練，也包括平時培養(yǎng)的習(xí)慣。反之，人們在長期的生活和勞動中形成的操作習(xí)慣。反之，人們在長期的生活和勞動中形成的操作習(xí)慣又會成為機宜人的條件，制約機器控制系統(tǒng)的設(shè)計。 人機系統(tǒng)中的機宜人和人適機是相對的，首先是機宜人的程度問題，即機能滿足人的程度，人的因素中某些方面可以量化，可以提供基本的圉值的均值，但也有很多因素難以準(zhǔn)確量化，如情緒、審美心理、社會價值觀等，而且這些因素又是隨著時代的進步而變化的，何況人的許多因素也會因為因時、因人、因年齡不同而變化，即使是同樣的機器，系統(tǒng)的可靠性也因人的因 素而變化。其次是機宜人的條件問題，機器也在不斷發(fā)展，總的來說，機宜人的程度不斷提高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人機系統(tǒng)越來越強大，自動化程度也越來越高，控制系統(tǒng)越來越智能化，人與機器的的關(guān)系由人直接與機器共同參與生產(chǎn)工程轉(zhuǎn)變?yōu)槿诉h離生產(chǎn)過程，由人直接控制機器，變?yōu)槿伺c機器對話，人機界面逐漸由體力型轉(zhuǎn)變?yōu)樾睦硇?，對操作者的文化程度、診斷與決策能力的要求越來越高。 實際上，任何一個人機系統(tǒng)要盡量做到機宜人，也要設(shè)計到人適機。調(diào)整這種人機相互匹配關(guān)系最根本的制約條件就是人的可能性與人的可靠性。研究人的 可能性是 為了在人機功能分配中，使人的負(fù)荷控制在人的正常閾值范圍之內(nèi)。研究人的可靠性市為了在人機系統(tǒng)中，充分考慮到人的生產(chǎn)失誤時，在確保人身的安全前提下，不致影響系統(tǒng)的功能。 人機工程學(xué)的研究對象 人機工程學(xué)的研究對象是人 機 環(huán)境系統(tǒng)，簡稱人機系統(tǒng)。人機工程學(xué)要研究人 機 環(huán)境系統(tǒng)各部分的總體屬性，以及人機環(huán)境的相互關(guān)系的規(guī)律。 人機工程學(xué)的研究內(nèi)容． 人機工程學(xué)是一門綜合性的邊緣學(xué)科，其基礎(chǔ)理論涉及到許多學(xué)科。屬于有關(guān)技術(shù)工程學(xué)科有著密切的關(guān)系外，還有人體解剖學(xué)、人體測量學(xué)、勞動衛(wèi)生學(xué)、生理 學(xué)、心理學(xué)、安全工程學(xué)、行為科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、技術(shù)審美等有設(shè)密切的聯(lián)系。人機工程學(xué)的應(yīng)用范圍十分廣泛，從日常用品到工程建筑，從大型機具到高科技產(chǎn)品，從家庭活動到工業(yè)系統(tǒng)，各個方面都在運用人機工程學(xué)的原理和方法，解決人機環(huán)境之間的相互關(guān)系和系統(tǒng)的優(yōu)化問題。 人機系統(tǒng)的構(gòu)成，可以分為人、機、環(huán)境三個子系統(tǒng)。對三個字系統(tǒng)的研究，各自獨立為一門學(xué)科，即人的科學(xué)、科學(xué)工程科學(xué)及環(huán)境科學(xué)。這三個子系統(tǒng)中兩兩相互交織，又構(gòu)成三個交叉系統(tǒng)，如圖 21 所示 人 人 機 人 環(huán)境 人 機 環(huán)境 機 機 環(huán)境 環(huán)境 圖 21人 機 環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖 根據(jù)系統(tǒng)學(xué)的第一定律，系統(tǒng)的整體屬性不等于部分屬性之和，其具體情況取決于系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)協(xié)同作用的程度，因此，對人機工程學(xué)而言，即需要對人機環(huán)境每個部分的屬性進行深入的研究，又需要對人機環(huán)境系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其屬性進行研究，以達到整體優(yōu)化的目的。 總體上，人機工程學(xué)由以下兩個學(xué)術(shù)研究方向構(gòu)成； （ 1）研究和試驗 確定工程設(shè)計所必須知道的有關(guān)人的特性具體特征參數(shù)。 （ 2）應(yīng)用和工程 設(shè)計宜人化的用品、工具、機器、環(huán)境程序、工作任務(wù)等。 1．人的特性的研究 人是人機系統(tǒng)中最重要的、最活躍的環(huán)節(jié)，同時也是最難控制的環(huán)節(jié)。對人的特性的研究，是人機工程學(xué)的基礎(chǔ)。人的特性研究可大體歸納為以下九個方面。 (1)人體尺寸及人體測量技術(shù) 人體尺寸包括靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸。研究人體尺寸及人體測量技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科是人體測量學(xué)。 (2)人體的力學(xué)性能 人體力學(xué)性能包括人在各種狀況下，其質(zhì)量特性、質(zhì)心位置、肢體運動速度、人的體力和耐力等參數(shù)的變化規(guī)律。研究人體力學(xué)性能的基礎(chǔ)學(xué)科是人體生物力學(xué) (3)人的勞動生理能力 人的勞動生理功能包括人的體力負(fù)荷、腦力負(fù)荷、人體反應(yīng)及疲勞機制等內(nèi)容。研究人的勞動生理功能的基礎(chǔ)學(xué)科是勞動生理學(xué)。 (4)勞動中人的心理過程 主要研究勞動中人的心理調(diào)節(jié)特點、心里反射的機制、心理負(fù)荷及疲勞的心理機制等內(nèi)容。研究勞動中人的心理過程的基礎(chǔ)學(xué)科是勞動心理學(xué)。 (5)人的信息傳遞功能 主要研究人對信息的接受、傳遞、存儲、加工和輸出的能力及其機制，為系統(tǒng)的系統(tǒng)編碼、信息顯示及控制裝置的設(shè)計提供依據(jù)。研究人的信息傳遞能力的基 礎(chǔ)學(xué)科是工程心理學(xué)。 (6)人的可靠性 主要研究人在正常情況下產(chǎn)生失誤的可能性，為系統(tǒng)的可靠性設(shè)計提供依據(jù)。對人的可靠性的研究是人機工程學(xué)特有研究方向之一。 (7)人員選拔和訓(xùn)練 研究人的及本素質(zhì)的測試與評價、人員的選拔和訓(xùn)練等。 (8)人的動作時間研究 研究人的操作動作，尋求改善作業(yè)的途徑，進行人的操縱動作的合理設(shè)計。 (9)人體模型 研究人的數(shù)學(xué)模型、物理仿真模型、人體模板等。 2機的特性的研究 機的因素有很多，在此主要對機械、電氣系統(tǒng)進行歸納，在 一定程度上也有普遍代表性。這方面的基礎(chǔ)學(xué)科主要有機械、電子、電器、儀表、材料、建筑等工程技術(shù)學(xué)科。 機的特性的研究內(nèi)容可概括為以下五個方面。 信息傳達技術(shù) 包括儀表顯示、聲音信息傳達、觸覺信息傳達、圖形符號傳達、編碼方法等。 操縱控制技術(shù) 包括操縱裝置、控制裝置、控制系統(tǒng)、鍵盤技術(shù)等。 安全保障技術(shù) 包括冗余性系統(tǒng)、機器保險裝置、防止人的操作失誤及失職的設(shè)施、事故預(yù)警預(yù)防方法、救援方法、安全保護措施、機器的放錯設(shè)計等。 動力仿真技術(shù) 包括受控對象的動力學(xué)建模、 數(shù)學(xué)仿真技術(shù)、物理仿真技術(shù)等。 宜人化技術(shù) 主要是改善人的舒適性及使用方便性技術(shù)，如振動機噪聲的控制和隔離，座椅及用具的宜人化設(shè)計等。 3環(huán)境特性研究 環(huán)境是十分廣泛的概念，包括生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境、室內(nèi)環(huán)境、室外環(huán)境、自然環(huán)境、人造環(huán)境等。概括起來，可以將環(huán)境歸納為兩種形式；一是空間形式，即占有一定空間，包圍在人的周圍，給人以影響；另一種是實踐形式，它在人的活動過程中發(fā)生、發(fā)展和變化，并給人以影響。這兩種形式在某些情況下可隨客觀條件的變化而相互轉(zhuǎn)化。有時可用延長作業(yè)時間的方法來彌補作業(yè)空間 的不足；反正，也可以用作業(yè)時間的緊迫。 環(huán)境特性的研究內(nèi)容可歸納為以下五點： （ 1） 作業(yè)空間 如場地、廠房、機器布局、作業(yè)線布置、道路及交通、緊急脫險方法等。 （ 2） 物理環(huán)境 包括噪聲、震動、照明、溫度、氣壓、輻射等各種物理條件。 （ 3） 化學(xué)環(huán)境 包括有毒物質(zhì)、化學(xué)性有害氣體及水質(zhì)污染等。 （ 4） 生物環(huán)境 包括細(xì)菌污染及原微生物污染。 （ 5） 美學(xué)環(huán)境 如造型、色彩、背景、音樂等。 4人 機關(guān)系的研究 （ 1） 人機系統(tǒng)功能分配 研究系統(tǒng)中人的功能與機的功能之間的聯(lián)系和制約條件，研究人機之間的功能分配方法。 （ 2） 人機界面優(yōu)化匹配、 人機界面優(yōu)化設(shè)計等方法。 （ 3） 人機系統(tǒng)特性協(xié)調(diào) 研究機器的工作特性對操作之的身體、心理、文化素質(zhì)以及專業(yè)技術(shù)的要求，研究人的職業(yè)適應(yīng)性、事故傾向性等。 （ 4） 人機系統(tǒng)的可靠性 研究人機系統(tǒng)的可靠性設(shè)計和評價方法。 （ 5） 人機系統(tǒng)安全性 研究人機系統(tǒng)的安全性標(biāo)準(zhǔn)、評價方法、設(shè)計參數(shù)、以及典型安全防護技術(shù)等問題。 5人 機 環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研究 研究人 機 環(huán)境系統(tǒng)的基本目的是為了獲得系統(tǒng)的最優(yōu)效果，即整個系統(tǒng)具有高的功效、高的安全性，對人有高的舒適度及很好的生命保障功能。最優(yōu)效果可概括為“安全、健康、舒適、高 效”八個字。 人 機 環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研究內(nèi)容包括；系統(tǒng)總體性能的分析、評價：數(shù)學(xué)模型的建立：仿真技術(shù)的應(yīng)用；優(yōu)化設(shè)計方法等。 綜上所述，人機學(xué)的主要研究內(nèi)容可以概括為： ① 機器系統(tǒng)中直接有人操作或使用的部件，應(yīng)設(shè)計成便于操作者有效使用，以保證人機系統(tǒng)的工作效能達到最優(yōu)。 ② 從保證人的安全、健康和舒適和高工作效率出發(fā)，提出環(huán)境控制和安全保護裝置的設(shè)計要求。 ③ 人機系統(tǒng)總體設(shè)計的最優(yōu)化。 自人類社會開始，就有了原始的人機關(guān)系 —— 人與器物的關(guān)系。原始人狩獵用的棍棒、 石塊或投槍，其尺寸、重量總是與人的體能相適應(yīng)。大約兩千四百多年以前的戰(zhàn)國時期，我國就出現(xiàn)了第一部科技匯編名著《考工記》，它的歷史與科學(xué)價值遠文中外。 第一次產(chǎn)業(yè)革命時期以蒸汽機的廣泛使用為標(biāo)志，以機器為主題的工廠取代了以手工勞動為主體的手工工廠。生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了根本變化，從手工進入了機械時代，這一時期，法國在紡織業(yè)機械上使用了穿孔卡片進行程序控制和英國設(shè)計蒸汽機的調(diào)速器為代表，開始實現(xiàn)自動控制和調(diào)節(jié)。于此相適應(yīng)，人機工程學(xué)開始由經(jīng)驗逐步上升為科學(xué)。德國學(xué)者進行了著名的肌肉疲勞試驗，他通過測量流經(jīng)人體的 微電流的變化對人體的勞動疲勞進行研究，該項研究可以說是科學(xué)人機工程學(xué)的開端。 第二次產(chǎn)業(yè)革命時期，以內(nèi)燃機賀電冬季的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，生產(chǎn)技術(shù)從機械時代進入電氣時